本实用新型涉及脉冲信号电平转换技术领域,尤其涉及一种基于单稳态触发器的脉冲信号电平转换电路。
背景技术:
准分子激光器等脉冲激光器以一定的重复频率输出脉冲激光,在大型设备的整合中,关注激光何时触发出光能指导在合适的时间点进行数据采集、进行分析。因此,许多厂家的各型号激光器都配备同步信号输出或者外部触发信号输入。在设备运行中,触发信号的同步十分重要。
随着产业的规范化和设备的智能化,一些检测设备已在软件上优化,只需触发同步信号在采样之前,设备在接收到同步信号后延时一定时间进行采样处理等操作,具有一定的灵活性。但在百花齐放的产业链中,不同厂家的设备以及一些定制仪器的输出同步信号与输入需求之间会有一定的差异,如图1中所示为常见的几种同步信号的触发方式:
a)上升沿触发;
b)下降沿触发;
c)常高电平负脉宽;
d)常低电平正脉宽。
前后端的同步信号的电平差异以及时序先后会影响设备的工作性能。
1.对于在特定时间跳变的边沿信号。部分检测设备需要激光触发产生作用后才工作,即实际引发工作的同步信号需要在激光的触发信号后有一定时间的延时;其响应上升沿或下降沿也不尽相同;
2.对于持续一定脉宽的电平信号。TTL电平与CMOS电平之间的兼容性导致前段输出与后端输入间接口电平高低不一;脉冲宽度过长而有损伤设备的隐患,脉冲宽度过短致使设备无法响应同步信号;部分设备同步输出为常高,信号为低电平脉冲,这就无法直接提供给需求常低电平,信号为正脉宽的设备。
技术实现要素:
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种基于单稳态触发器的脉冲信号电平转换电路。
本实用新型是通过以下技术方案实现的:
一种基于单稳态触发器的脉冲信号电平转换电路,包括有两路单稳态触发器,将触发信号接入第一路单稳态触发器的反相输入端,再将第一路单稳态触发器输出脉宽T1的正脉宽信号接入第二路单稳态触发器的反相输入端,第二路单稳态触发器输出脉宽T2的正脉宽信号及与其反相的低电平信号。
所述的两路单稳态触发器分别为双单稳多谐振荡器U1A和双单稳多谐振荡器U1B,双单稳多谐振荡器U1A的反相输入端TRIG-接触发信号,正相输入端TRIG+接地,复位端RST端接电源VCC,外部电容端CEXT端接电容C1的一端,电容C1的另一端和外部阻/容端Rext/Cext端均连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接电源VCC,双单稳多谐振荡器U1A的输出端Q连接双单稳多谐振荡器U1B的反相输入端TRIG-,双单稳多谐振荡器U1B的正相输入端TRIG+接地,复位端RST端接电源VCC,外部电容端CEXT端接电容C2的一端,电容C2的另一端和外部阻/容端Rext/Cext端均连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接电源VCC。
所述的双单稳多谐振荡器U1A和双单稳多谐振荡器U1B的型号均为HCF4538BEY。
本实用新型的优点是:本实用新型能在接收到一个边沿跳变信号(上升沿或下降沿)后延时可调节的指定时间,输出一段脉宽可调节的电平信号,有正相反相两种输出方式。由此,对于边沿跳变信号,可以指定延时时间输出指定方向跳变的边沿信号;对于电平信号,可取其上升或下降沿触发电路,在延时一定时间后输出指定脉宽的信号;兼容性强,信号源可以是上升沿或下降沿,也可以是正脉宽或负脉宽的电平信号;输出通用性强,可以指定输出同步信号的上升沿或下降沿,也可以同时指定接收到边沿信号后的延时时间和输出的电平信号脉冲宽度。
附图说明
图1为常见的触发形式的时序图。
图2为单稳态触发器电路原理图。
图3为本实用新型电路图。
图4为本实用新型电路时序图。
具体实施方式
如图3所示,一种基于单稳态触发器的脉冲信号电平转换电路,包括有两路单稳态触发器,将触发信号接入第一路单稳态触发器111的反相输入端,再将第一路单稳态触发器111输出脉宽T1的正脉宽信号接入第二路单稳态触发器222的反相输入端,第二路单稳态触发器222输出脉宽T2的正脉宽信号及与其反相的低电平信号。
所述的两路单稳态触发器分别为双单稳多谐振荡器U1A和双单稳多谐振荡器U1B,双单稳多谐振荡器U1A的反相输入端TRIG-接触发信号,正相输入端TRIG+接地,复位端RST端接电源VCC,外部电容端CEXT端接电容C1的一端,电容C1的另一端和外部阻/容端Rext/Cext端均连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接电源VCC,双单稳多谐振荡器U1A的输出端Q连接双单稳多谐振荡器U1B的反相输入端TRIG-,双单稳多谐振荡器U1B的正相输入端TRIG+接地,复位端RST端接电源VCC,外部电容端CEXT端接电容C2的一端,电容C2的另一端和外部阻/容端Rext/Cext端均连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接电源VCC。
所述的双单稳多谐振荡器U1A和双单稳多谐振荡器U1B的型号均为HCF4538BEY。
单稳态触发器在工作时输出只有一个稳定的状态,在外加触发之后,翻转状态短暂维持一定时间后回到原来的状态,暂稳态的维持时间可由外接电容Cx、电阻Rx调节。单路单稳态触发器电路图如图2所示,真值表如下表:
将两路单稳态触发器串联,利用其自复位功能和脉宽可调的特性可以在接收到前端的边沿跳变信号后,延时一定时间、输出一段脉宽可调的电平信号。在这个过程中,由于电平信号也是有两次边沿跳变。故输入端需要的边沿跳变信号也可以响应电平信号;而输出端的电平信号也可取其边沿跳变信号输出。具体如图3所示,触发信号接入第一路单稳态触发器的反相输入端,以响应触发信号的下降沿,Q1端(trig_mid)输出脉宽T1=R1C1的正脉宽信号,将其连入第二路单稳态触发器的反相输入端,最后输出脉宽T2=R2C2的正脉宽信号trig_out,及与其反相的低电平信号trig_out_。时序图如图4所示。
该电路的特点有:
1.可以响应前端输入信号的上升沿或下降沿;
2.输入触发信号可以是高电平信号或低电平信号;
3.可以输出延时特定时间的上升沿或下降沿;
4.可以输出延时特定时间指定脉宽的高电平信号或低电平信号。
经过电路的调整,前端设备输出与后端设备输入的信号相互兼容,可应用于:
1.电平转换:正脉宽与负脉宽之间相互转换;
2.脉宽整形:调整电平信号脉冲宽度;
3.同步延时:同步信号延时输出。