脉宽数显电路的改进

　　0　引言

　　某数控装置对传感器脉冲信号的宽度有一定的要求,只有其宽度在特定范围内的脉冲信号允许进入数控装置。我们在原电路的基础上增设了脉宽数显电路,主要由时钟信号发生器、计数器、译码器、反相器、显示器、微分电路等部分组成。

　　1　时钟信号发生器

　　图1为时钟信号发生器电路,由555、R1、R2、C1等组成,555的OUT为输出端,其振荡频率为:

　　2　集成电路CD4518、CD4511、CD4069

　　图2中,CD4518为CMOS双BCD加法计数器,左边为A计数器, 1脚为高电平,计数脉冲由2脚输入,且脉冲的下降沿触发。2脚为低电平,计数脉冲由1脚输入,且脉冲的上升沿触发。6、5、4、3脚输出8421BCD码, 7脚为高电平时清零, 8脚接地, 16脚接正电源。右边为B计数器,9、10脚为计数脉冲输入端, 14、13、12、11脚输出8421BCD码,15脚为清零端。

　　CD4511为七段显示译码器, 3、4脚为灯测试、消隐输入端,均为低电平效, 5脚为锁存控制端,低电平有效,下降沿锁存当前的状态,正常译码时为高电平。6、2、1、7脚输入8421BCD码, 8脚接地, 16脚接正电源。13、12、11、10、9、15、14脚输出A,B,C,D,E,F,G。

　　CD4069为6非门,7脚接地,14脚接正电源,1、3、5、9、11、13分别为输入端,2、4、6、8、10、12分别为输出端。

　　3　脉宽数显电路0的工作原理

　　图3中,传感器的输出波形经CD4069的G1、G2整形后,如图4中的A点波形所示,当A点为高电平时,CD4518的1脚、CD4511的5脚均为高电平,同时A点脉冲的上升沿经G3反相和RC微分后,再经G4反相为高电平给计数器CD4518清零。清零脉冲宽度t0近似为: t0=RC=10×103×100×10-12=1μs。

　　时钟信号发生器输出的CP脉冲被送入计数器正常计数,CD4511正常译码,数码显示器的发光二极管处于闪烁状态。

    由于CP脉冲的周期T为:T=1/100×103=10μs,T≥t0,实现了快速复位,保证了脉宽数显的准确性,清零的波形如图4中的B点波形,计数脉冲的波形如图4的CP波形。当A点为低电平时,CD4518的1脚、CD4511的5脚均为低电平,CD4518停止计数,CD4511锁存当前的状态,数码显示器显示当前的数码,从而获得稳定的读数。当A点再次回到高电平,又重复上述的过程。

　　显示器的最大容量为9 999, CP的周期为10μs,则传感器的最大脉冲宽度tm=999×10μs=99. 99ms,实际脉宽和读数的偏差不超过10μs,其分辨率即为10μs,完全满足数控装置对输入脉冲宽度的要求。

　　4　结束语

　　实践证明:该电路增加了控制的可靠性,提高了可操作性,方便快捷,取得了较好的经济效果。

　　本文作者：苗增秀1,郭　宇1,林　伟2