基于集成威廉希尔官方网站 CD4053实现的模拟开关型脉冲分解器的设计

　　主要介绍用集成威廉希尔官方网站 CD4053实现的模拟开关型脉冲分解器

　　前言

　　通常所说的脉冲分解器是1种用集成威廉希尔官方网站 结合部分分立器件组装成的单元威廉希尔官方网站 ，主要用于将1个脉冲序列中2个不同宽度的脉冲区分开来。实现脉冲分解器的传统方法是用集成单稳触发器、门威廉希尔官方网站 和电阻器、电容器等组成，或者全部使用集成门威廉希尔官方网站 和电阻器、电容器等组成。这样实现的脉冲分解器通常要用几种集成块，而且每片中只用1部分威廉希尔官方网站 ，在考虑总体方案时还必须考虑所余威廉希尔官方网站 的应用和走线问题。模拟开关是数字威廉希尔官方网站 的重要组成部分，它的基本功能是作为微功耗电子开关，但采用不同的接线方式，它可能实现几种门威廉希尔官方网站 的功能，也能实现几种时序威廉希尔官方网站 的功能。下面结合1个经典脉冲分解器威廉希尔官方网站 介绍1个用模拟开关CD4053实现的模拟开关型脉冲分解器威廉希尔官方网站 。

　　1、CD4053芯片介绍

CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。例如若VDD＝+5，VSS＝0，VEE＝-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号。这些开关威廉希尔官方网站 在整个VDD-VSS和VDD－VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端＝“1”时，所有通道截止。控制输入为高电平时，“0”通道被选，反之，“1”通道被选。
 

　　2、经典脉冲分解器

　　图1（a）示出教科书中的1个经典脉冲分解器威廉希尔官方网站 。IC和IC2（1/2CD4001）是2个或非门，它们和电阻器R、电容器C构成1个单稳触发器，在输人脉冲序列A的触发下产生1个具有一定脉冲宽度的脉冲序列B。选择电阻器R和电容器C的参数，使脉冲序列B的脉冲宽度大于输人脉冲序列A中窄脉冲的宽度，小于脉冲序列A中宽脉冲的宽度。当输人脉冲序列A出现时，就以脉冲序列B为基准，在异或门lC3（1/4CD4070）和与门IC.IC;（1/2CD4081）的帮助下进行逐个比较，在ICS的输出端D输出窄脉冲序列，在IC4的输出端E输出宽脉冲序列。ICS的输出端D和IC的输出端E分别用逻辑式表达如下：

　　3、模拟开关型脉冲分解器

　　用1只CD4053结合部分立分器件实现的脉冲分解器威廉希尔官方网站 示于图2（a）。在图2（a）中，G1~G3是CD4053中的3个单刀双掷双向模拟开关，0端和1端作为输人端，共用端作为输出端，注意G1、G2、G3控制端接点各不相同，它的1、0两个电平直接控制输出与输人1还是输人0接通。二极管D和电阻器R并联后再和电容器C串联，并接在输人脉冲信号A和地之间，形成1个正脉冲微分威廉希尔官方网站 ，将输人脉冲序列A变换成正尖脉冲序列Aio.Gi开关的0输人端接脉冲序列Ai，1输人端接电压Udd，输出端B经电容器C2连接在控制端。电阻器R2并联在控制端和地之间。G1开关和电阻器R2、电容器C2构成1个正脉冲触发并输出正脉冲的单稳触发器。它在脉冲序列A的触发下产生1个具有一定脉冲宽度的脉冲宽度的脉冲序列B。适当地选择电阻器RZ和电容器C2的参数，使脉冲序列B的脉冲宽度小于脉冲序列A中宽脉冲的宽度，大于脉冲序列A中窄脉冲的宽度。G2开关的0输人端接G开关的输出端B，1输人端接地，控制端接输人脉冲信号A.G3开关的0输人端接输人脉冲信号A，1输人端接地，控制端接G1开关的输出端B。图2（b）是图2（a）威廉希尔官方网站 的工作时序图。下面，结合图2（b）简单介绍图2（a）威廉希尔官方网站 的工作原理。

　　当输入脉冲信号A为0电位时，G1开关的0输入端是地电位，控制端也是地电位，G1开关的输出端B导通在0输入端的地电位。G2开关的0输入端和1输入端都是地电位，故输出端D导通在0输入端B的地电位。B端为地电位，也使G3开关的输出端E导通在0输入端输入信号A的0电位上。

　　每当输入脉冲信号A出现1个正脉冲时，经过电容器G1和电阻器Ri构成的正微分威廉希尔官方网站 在Ai点就会出现1个正尖脉冲，引起1个单稳延时过程。G1开关输出端B也随0输入端Ai信号上跳1个电位，经电容器C2耦合到控制端，继而使G1开关输出端B导通在1输入端的Udd电位。电压Udd开始经电阻器RZ对电容器C2充电，单稳态威廉希尔官方网站 进入暂稳态延时过程。随着Udd不断对电容器C2的充电，G1开关控制端的电压呈指数方式下降，等到降到转换开关电压Ut时，G1开关的输出端B又回到导通在0输入端的0电位。电容器C2经过G1开关的0输入端，电阻器R1和控制端内部保护威廉希尔官方网站 放电，直到放完。电阻器R1的参数要尽量选小些，以免过分影响放电。

　　当输入脉冲A刚进入高电位，G1开关的输出端B也刚进入高电位，这时G2开关的输出端D导通在1输入端的地电位，输出电位和初始状态一样。G3开关输出端E导通1输入端的地电位，输出和初始状态一样。假如当前输入脉冲A的脉冲宽度小于单稳延迟时间，则输入脉冲A先前于G1开关输出端B的脉冲回到0电位，从而使G2开关输出端D导通在0输入端B的高电位，G3开关的输出端E仍导通在1输入端的地电位，直到G1开关输出端B回到地电位，G2开关输出端D也随0输入端B回到地电位，开关G3的输出端E又导通在0输入端A的地电位，输出电位恢复到初始电位。假如当前输入脉冲A的脉冲宽度大于单稳延迟时间，则G1开关输出端B的脉冲先于当前脉冲A回到0电位。此时开关G2输出端D仍导通在1输入端的地电位，开关G3输出端E导通在0输入端输入信号A的高电位，直到输入信号A回到0电位，威廉希尔官方网站 又回到初始状态，即E端又导通在0输入端输入信号A的0电位，D端导通在0输入端B的0电位状态。所以D端和E端输出脉冲分别相应于输入脉冲序列A中的窄脉冲和宽脉冲。它们的逻辑表