基于CPLD器件設(shè)計(jì)的單穩(wěn)態(tài)電路

　　1 基于CPLD器件的單穩(wěn)態(tài)脈沖展寬電路

　　在眾多的CPLD器件中，LatTIce公司在GAL基礎(chǔ)上利用isp技術(shù)開發(fā)出了一系列ispLSI在線可編程邏輯器件(以下簡稱isp器件)，其原理和特點(diǎn)在許多雜志上早有報(bào)道，而且國內(nèi)已有相當(dāng)多的電路設(shè)計(jì)人員非常熟悉。Lattice公司的isp器件給筆者印象最深的是其工作的可靠性比較高。圖1即是一種將輸入的窄脈沖信號(hào)展寬成具有一定寬度和精度的寬脈沖信號(hào)的電路原理圖。

　　圖中，TR為輸入的窄脈沖雷達(dá)信號(hào)；CP為輸入的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖信號(hào)；Q即是單穩(wěn)態(tài)脈沖展寬電路輸出的寬脈沖信號(hào)。圖中的單元電路符號(hào)D1既是展寬脈沖的前沿產(chǎn)生電路，又是展寬脈沖寬度形成電路；D2、D3是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，主要用作展寬脈沖的寬度控制電路。根據(jù)對(duì)脈沖寬度的不同要求，可以采用不同位數(shù)的二進(jìn)制或其它進(jìn)制的計(jì)數(shù)器 (這里，脈沖寬度的設(shè)計(jì)值是3.2μs，而CP脈沖的周期值是0.1μs)；D4是展寬脈沖后沿產(chǎn)生電路，當(dāng)計(jì)數(shù)器D3的進(jìn)位輸出端NQ為＂高＂，且CP脈沖的上升沿到達(dá)時(shí)，D4輸出端輸出一正向脈沖信號(hào)，經(jīng)D5送至D1的CD清零端，從而結(jié)束了一個(gè)窄脈沖信號(hào)的展寬過程，從D1的Q輸出端輸出一完整的展寬脈沖信號(hào)。同時(shí)，D5的輸出信號(hào)還送至D2、D3的CD清零端，將其清零后，等待下一個(gè)窄脈沖的到來。從圖1所示的電路原理圖中可以看到，通?？梢詫3的進(jìn)位輸出信號(hào)NQ直接送入D5輸入端，作為D1、D2、D3的清零 脈沖信號(hào)。

　　但從圖2所示的時(shí)序仿真波形中可以看到，D3的進(jìn)位輸出NQ波形中，除有正常的進(jìn)位脈沖信號(hào)輸出外，在其前面還有寬度和數(shù)量不等的干擾窄脈沖。如果將NQ脈沖經(jīng)D5后直接作為D1的清零信號(hào)，則展寬脈沖的寬度將受干擾窄脈沖的影響而不穩(wěn)定，因?yàn)閕sp器件中觸發(fā)器的清零操作過程是異步進(jìn)行的。采用D4后，只有與計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖具有同步關(guān)系的那個(gè)進(jìn)位脈沖，才能在D4的輸出端形成清零脈沖。這樣就完全排除了那些干擾窄脈沖的影響，從而保證了展寬脈沖寬度的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。圖2是這種脈沖展寬的時(shí)序仿真波形圖。所用的器件是Lattice公司的ispLSI1032/883-64PIN的PGA封裝器件。

　　2 基于CPLD器件脈沖展寬電路的特點(diǎn)

　　從上面的電路原理圖和時(shí)序仿真波形圖可以看出，利用isp器件構(gòu)成的脈沖展寬電路具有如下特點(diǎn)：

　　(1)對(duì)輸入脈沖信號(hào)的寬度適應(yīng)能力較強(qiáng)。最窄可以到ns量級(jí)，因其僅與所采用的CPLD器件的工作速度有關(guān)。因此，特別適用于對(duì)窄脈沖雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行展寬。

　　(2)展寬脈沖的寬度可以根據(jù)需要任意設(shè)定，亦可改變電路(例如與單片機(jī)相結(jié)合)使其做到現(xiàn)場實(shí)時(shí)自動(dòng)加載。

　　(3)展寬脈沖的寬度穩(wěn)定、準(zhǔn)確。因無外接R、C定時(shí)元器件，其脈沖寬度僅與所采用的時(shí)鐘頻率和CPLD器件的性能有關(guān)。

　　(4)展寬脈沖的前沿與輸入窄脈沖的前沿之間的延遲時(shí)間基本恒定，即這個(gè)延遲時(shí)間是信號(hào)從D1的時(shí)鐘輸入端到D1的輸出端Q的延遲時(shí)間。