[科普中国]-时序脉冲发生器

在数字控制设备中，经常要用到时序脉冲发生器（又称节拍脉冲发生器或脉冲分配器）。它有许多条输出线，在这些输出线上能依次出现节拍控制电位（或时序脉冲），用以协调机器各部分的动作。计数式时序脉冲发生器主要由计数电路和译码电路组成。主脉冲（计数脉冲）送入计数电路，译码电路译出相应的计数状态，即可得到需要的输出1。

采用触发器、移位寄存器、计数器与译码器、脉冲分配器、接口电路与译码器等均能实现时序脉冲发生器，并且具有广泛的实用性及通用性。

利用D型触发器可组成时序脉冲发生器，电路如图1所示。将多级D型触发器逐级串接，将它们的 清除端接至由R、C组成的上电复位电路，并将它们的输出端~ (最末级输出端 除外)经或非门后再反馈至首级触发器的D输入端，便可依次在每个触发器的Q输出端获得时序脉冲，其波形图如图2所示。

这种时序脉冲发生器在开机接通电源后能自行启动，并保持每个时序脉冲的时间为一个时钟脉冲的周期，因而时序脉冲与脉冲之间不会出现“重叠”或错乱现象。电路采用同步触发方式，从理论上讲，所有触发器都应该是同时翻转的。但是，实际上各个触发器的性能不可能完全一样，而且每个触发器的负载大小和布线情况也不相同。因此，这些触发器不可能绝对同时翻转，也就不可能彻底消除竞争冒险现象。图中选用的是74LS174六D触发器和74LS2fi。五输入或非门组成的时序脉冲发生器。依同样道理，可选用74LS74，74LS175，74LS273等其它型
　　号D型触发器和74LSa2，74LS27，7425等或非门及相应扩展电路组成时序脉冲发生器。

图1

图2

利用移位寄存器组成时序脉冲发生器的电路如图3所示，由八位移位寄存器74LS164附加一个组合七输入端或非门电路组成8时序脉冲发生器。接通电源C，清除端获负脉冲，寄存器清零，输出端 ~ 全为“0”，数据输入端 、 则为“1”，待时钟脉冲CP正跳沿来到时， 输出第一个正时序脉冲并使 、 为0，随着时钟脉冲CP的输入，移位寄存器执行右移操作，同步地将这个正脉冲移位，直到 输出正脉冲 、 又为“1"，在时钟脉冲CP作用下 又输出正脉冲…，如此周而复始不断循环，完成时序脉冲输出。如果时钟脉冲是一个基准时间，则各输出可作为分时定时信号。

图3

利用计数器与译码器组成的时序脉冲发生器原理电路如图4所示。作为时间基准的时钟脉冲加在计数器输入端，然后经过译码器将计数器的状态译成输出线上的顺序脉冲。图中计数器是异步式的,在时钟脉冲作用，各个触发器不是同时翻转，而是有先有后。在每次状态变化时，可能有两个或两个以上的触发器翻转,因此将出现竞争冒险现象，可能在译码器输出线Y0~Y1上产生干扰脉冲。例如当计数器状态由001变为010时，若触发器A先翻转为0，B后翻转为1，那么在A已翻转，而B尚未翻转时，将出现短暂的000状态，因而会在Y0输出线上产生一个窄的过渡干扰脉冲。同理，Y2输出线在由011变100时，Y4输出线在由101变110时等等，均可能有过渡干扰脉冲产生。要消除过渡干扰脉冲，可采用环形计数器，格雷码计数器或约翰逊计数器，而最简单的办法是用计数输入脉冲去封译码器2。

图4