CN201327511Y - 电子脉冲缺失检出器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子脉冲缺失检出器，包括六反相器、两个电阻、电容及二极管，六反相器(14)脚接(V_cc)电源正极端子，(7)脚接GND电源负极端子，(1)脚接被测信号输入端V_i，(4)脚接电路的输出信号端(V₀)，(2)脚分别联接两个电阻的各一引脚，两个电阻的另一引脚与放电二极管的负极相联，电阻的另一引脚分别与放电二极管的正极、六反相器的(3)脚和充电电容的一引脚联接，充电电容的另一引脚接GND端。该脉冲缺失检测器采用了电容充放电法，与其它同类电路相比较，该电路使用电子元件少、成本低、工作可靠、供电电压范围广、无需软件配合，其输入端或输出端都可以与微机I/O引脚直接接口。

Description

电子脉冲缺失检出器

技术领域

本实用新型涉及一种通讯、控制或仪表行业中所使用的数字脉冲电路，特别涉及到了对电路中通过的连续等幅方波信号的一种电子脉冲缺失检出器。

背景技术

在通讯、控制或仪表的脉冲数字电路中，方波信号是最常见的电信号波形之一。其典型特征在于它是一个连续恒幅稳频交流的电信号，其占空比为50％。

因为电路硬件或程序软件的不良作用，如果这个方波信号错误地缺少一个或几个脉冲，成为间断的脉冲信号，就可能对通讯引发如下三类危害：

1.对于通讯电路来说，只要方波缺失一个脉冲，就可能错传一位或者一个字节的操作码，造成传输信息的混乱。例如波特率信号的缺失，就是一例。

2.对于控制电路来说，方波信号缺少一个脉冲，就可能使控制对象达不到正确的控制位置，形成控制误差。

3.对于电子仪器中的脉冲电路来说，方波信号源是一种典型的输入或输出信号，倘缺少一个或几个脉冲，就会使后续模拟信号产生失真，或者使微机产生读码错误，严重者可以使整机功能陷入紊乱，甚至使整机的技术指标大大下降。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种电子脉冲缺失检出器。该检出器可以检测出方波中的缺少脉冲的持续时间，可以提示何时缺失脉冲。

本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是：电子脉冲缺失检出器，其特征在于：包括六反相器、两个电阻、电容及二极管，所述的六反相器(14)脚接V_cc电源正极端子，(7)脚接GND电源负极端子，(1)脚接被测信号输入端V_i，(4)脚接电路的输出信号端(V₀)，(2)脚分别联接两个电阻的各一引脚，两个电阻的另一引脚与放电二极管D的负极相联，电阻的另一引脚分别与放电二极管的正极、六反相器的(3)脚和充电电容的一引脚联接，充电电容的另一引脚接GND端。

本实用新型的有益效果是：“缺失脉冲检测器”采用了电容充放电法，与其它同类电路相比较，该电路使用电子元件少、成本低、工作可靠、供电电压范围广、无需软件配合，其输入端或输出端都可以与微机I/O引脚直接接口。

附图说明

图1为本实用新型的电路图并作为摘要附图。

图2为本实用新型V_o与V_i的波形对应关系示意图。

图3为本实用新型的应用实例图。

具体实施方式

如图1所示，该图有四个外接引线端子，其中单电源供电使用两端子：V_cc端是外电源正极端子，GND是外电源的负极端子，亦是电路的公共地线端子。此外V_i端是被检测方波电压信号的输入端，V_o端是电路的对地输出端，V_o的高低电平可以表示脉冲缺失与否。

图1中共使用了五个元件，U₁为集成电路六反相器(MC4069)，其(14)脚接V_cc端，(7)脚接GND端，(1)脚接被测信号输入端V_i，(2)脚分别联接电阻R₁和R₂的各一引脚，R₁的另一引脚与放电二极管D的负极相联，R₂的另一引脚将与其它三个元件分别联在一起，即D的正极、六反相器的(3)脚和充电电容C的一引脚联接，C的另一引脚接GND端，最后六反相器的(4)脚接V_o端，为电路的输出信号端。

该检测器有一个输入端子V_i，被检测的信号从V_i输入。检测器还有一个输出端V_o，为开关信号输出。当输入信号缺少脉冲时，V_o为高电平，当输入信号缺少一个或几个脉冲时，V_o立即跳变并且保持为低电平，直至缺失脉冲结束时，再跳变为高电平，表示后面的输入信号不再缺失脉冲。

电路的工作原理：

1.R₂是C的充电回路，充电时间常数τ₂＝R₂·C。R₁和D是C的放电回路。在C充电时，D截止，防止R₁对C充电。故略去D的导通内阻时，放电时间常数τ₁＝R₁·C。设计中C充电慢而放电快，使τ₁/τ₂≈50，故近似有R₁/R₂≈50。

2.设输入电压信号V_i是不缺失脉冲的方波，则被U₁的第一级反相之后，仍是方波。后者为高电平时，D₁截止，只有R₂对C充电，C的电压极性上正下负，且按对数曲线上升。若方波周期为T，应有T＝2τ₂。则充电的高电平持续时间T/2之内，C上的充电电压不足以使反相器U₁的第二级输出电压翻转，V_o端保持高电平。当U₁的第一级输出变成低电平时，D导通，R₁和R₂都使C放电，由于R₁阻值很小，放电速度远大于充电速度，认为C迅速放电，C两端电压迅速变为OV，结果U₁的第二级仍不翻转，继续保持高电平输出。总之，在输入方波不缺失脉冲时，V_o总保持高电平输出状态。

3.当输入方波信号缺失1个或连续几个正脉冲时，它被U₁的第一级反相后，高电平时间相应地被增加，则C的充电时间变长，导致C上的电压(即U₁的第二级的输入电压)连续上升，并可以达到使U₁的第二级翻转的水平，从而使U₁的第二级的输出(即V_o端)跳变成低电平，表示输入缺失脉冲。当缺失脉冲期间过去之后，下一个正脉冲输入将使U₁的第二级再次翻转并保持为高电平状态，表示当前方波正常。

图2表示了本实用新型电路的输出端V_o的电压波形对于输入V_i波形的依赖关系。其中的V_o低电平时间对应于V_i的缺失脉冲期间。

总而言之，六反相器MC4069构成了脉冲宽度鉴别电路，只有半周期略大于τ₂的输入方波信号，才能使本电路有输出响应，而正常的方波信号则总会使V_o保持高电平。

电路元件计算：

1.设输入方波的周期为已知量T，则有τ₂＝R₂·C≈T/2。对其中C的电容量根据表1中的对应关系首先确定下来，然后再依上式计算出电阻R₂之值。

表1电容C的容量选定表

方波信号周期T	C的电容量
		1～0.1s	10～1μF
100～10ms	1～0.1μF
		10～1ms	0.1～0.01μF
1～0.1ms	0.01μF～1000pF
		0.1～0.01ms	1000pF～100pF

2.依据R₁＝R₂/50可计算出的电阻R₂之值。

3.D的型号可用1N60.

4.电源电压可以在V_cc＝3～15V之间选取。

5.V_i的幅度应足以使U₁的第一级输出翻转，故一般取V_i的幅度近于V_cc之值。对于附图1的电路再说明如下三点：

1.若V_i为缺失负脉冲的方波信号，则应在附图1的U₁的第一级再加一级反相器(MC4069)。

2.若Vo的相位与设想不一致时，可在U₁的第二级之后再加一级反相器。

3.若V_o端与微机接口时，可考虑V_cc取值与微机I/O脚上所需电平一致。

本实用新型的应用实例：

图3给出了一个电路实例。单电源取V_cc＝+3V，U₁为集成电路六反相器(MC4069)。

在图中注明R₁、R₂和C的数值的条件下，该电路可以检测出10kHz的方波中缺少正脉冲的时间，该电路的V_i端或V_o端都可以与+3V供电的单片机I/O脚直接相联。

Claims (1)

1、一种电子脉冲缺失检出器，其特征在于：包括六反相器(U₁)、电阻(R1、R2)、电容(C)及二极管(D)，所述的六反相器(U₁)14脚接V_cc电源正极端子，7脚接GND电源负极端子，1脚接被测信号输入端V_i，4脚接电路的输出信号端(V₀)，2脚分别联接电阻R₁和电阻R₂的各一引脚，电阻R₁的另一引脚与放电二极管D的负极相联，电阻R₂的另一引脚分别与放电二极管(D)的正极、六反相器(U₁)的3脚和充电电容(C)的一引脚联接，充电电容(C)的另一引脚接GND端。

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