据此提出以下的测量电路,如图2所示。

先取出一路待测脉冲信号,经触发器变成宽度为TA的方波信号,通过调整振荡器的频率使显示器显示100,然后将待测信号直接输入到时间门控电路,显示器显示的读数就是待测脉冲信号的占空比。

2、 电路设计与调试

为了使经触发器的信号通过脉冲计数显示100,振荡器的频率必须在较大的范围内连续可调,于是采用如图3所示的频率可调振荡器,振荡器由4个2输入与非门74F00环形构成,如果电阻R1选510 Ω,电容C选220 pF、2 200 pF、0.022μF三组不同的值,则振荡器的频率f0可在40 kHz~4 MHz的范围内连续可调。

为了对计数器进行逻辑控制,再用双JK触发器74LS73中的另一个和门电路形成的脉冲信号对计数器进行控制复零;时间闸门采用74S08与门作计数控制;采用2块双十进制计数器74LS390进行计数,七段译码/驱动器采用4块74LS48完成,显示采用4块BS201数码管构成,小数点固定在十位。

测量时,先将开关S1拨到A,调节电阻R1,同时配合调节挡位开关S2改变电容C,使数码管显示100.0,即进行测量前的计数校准。然后,保持R1和S2不动,将开关S1拨到B,则此时数码管所显示的数值就是被测脉冲信号占空比的百分数。

3、 实验与结果分析

根据以上测量原理和设计方案,在电路仿真分析Multisim中完成了具体电路设计,经仿真验证测量电路能够按照预先设计的方案对脉冲信号占空比进行测量。由脉冲信号源输出50 Hz~10 kHz,幅度5 V、脉冲上升时间和脉冲下降时间均为1 ns,占空比为20%~70%的典型脉冲信号。调节频率可调振荡器测量数据如表1所示。