基于CPLD器件的單穩(wěn)態(tài)脈沖展寬電路的設(shè)計(jì)
這樣,如果輸入的窄脈沖在時(shí)鐘脈沖的前半周期內(nèi)到達(dá),則由D6、D7、D8組成的脈寬控制電路先開始計(jì)數(shù);如果輸入的窄脈沖在時(shí)鐘脈沖的后半周期內(nèi)到達(dá),則由D2、D3、D4組成的脈寬控制電路先開始計(jì)數(shù)。由于上下兩個(gè)脈寬控制電路的時(shí)間計(jì)數(shù)值是相同的,故先計(jì)數(shù)則先結(jié)束,后計(jì)數(shù)則后結(jié)束。兩者之差為半個(gè)時(shí)鐘周期值。展寬脈沖信號(hào)的寬度,始于輸入窄脈沖的前沿,而止于兩個(gè)脈寬控制電路中最早結(jié)束定時(shí)計(jì)數(shù)的那個(gè)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖所產(chǎn)生的"清零"脈沖信號(hào)。因此,不管輸入窄脈沖信號(hào)的前沿與時(shí)鐘脈沖的相對時(shí)間關(guān)系如何,其輸出展寬脈沖的寬度為脈寬控制電路的時(shí)間計(jì)數(shù)值與輸入窄脈沖的前沿加上時(shí)鐘脈沖的前沿或后沿之差。盡管脈寬控制計(jì)數(shù)電路的時(shí)鐘脈沖周期沒有改變,但由于輸入窄脈沖的前沿與控制計(jì)數(shù)電路時(shí)鐘脈沖上升沿的最大時(shí)差只有半個(gè)時(shí)鐘脈沖周期(注意:時(shí)鐘脈沖信號(hào)的占空比為1:1),故展寬脈沖信號(hào)的寬度誤差小于"+"或"-"半個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。圖4是圖3所示電路的時(shí)序仿真波形圖。
從時(shí)序仿真波形圖中可以看到,前、后兩個(gè)輸入窄脈沖的前沿與對應(yīng)的 展寬脈沖信號(hào)的前沿之間的延遲時(shí)間是一樣的。而展寬脈沖信號(hào)的后沿總是與兩個(gè)脈寬控制計(jì)數(shù)電路中最先結(jié)束計(jì)數(shù)的那個(gè)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖所產(chǎn)生的"清零" 脈沖信號(hào)相對應(yīng)的。從而證實(shí)了采用圖3所示電路所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的寬度精確度較圖1所示之電路幾乎提高一倍。在外部條件不變的情況下,提高展寬脈沖信號(hào)精度的方法有多種,這里不再一一例舉。
在CPLD器件中,可以將輸入的窄脈沖展寬;當(dāng)然,亦可以將輸入的寬脈沖變窄;或使其具有象54HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器那樣的延時(shí)和可重觸發(fā)功能。用CPLD器件可以實(shí)現(xiàn)常用單穩(wěn)態(tài)電路的功能;用FPGA器件,同樣可以實(shí)現(xiàn)上述功能。采用何種器件何種方法,主要看電路設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)者所具有的設(shè)計(jì)環(huán)境和周圍電路中所使用器件的類型??傊?,隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)品性能的不斷提高、體積的不斷減小和成本的不斷降低,基于CPLD器件設(shè)計(jì)的單穩(wěn)態(tài)電路的性能將大大提高,這種單穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用亦將越來越廣泛。
評(píng)論