
【电】 pulse former
脉冲形成器(Pulse Shaper)是电子工程和信号处理领域的关键器件,其核心功能是将输入的连续信号或非理想脉冲整形为具有特定形状、精确宽度和陡峭边沿(上升/下降时间)的规整电脉冲信号。该术语在汉英词典中对应“Pulse Shaper”或“Pulse Forming Network (PFN)”。
功能本质
脉冲形成器并非直接产生脉冲,而是对已有信号进行整形优化。它通过非线性电路(如削波器)或线性网络(如延迟线、LC储能网络)滤除噪声、调整脉冲宽度、控制上升/下降时间,最终输出符合系统要求的理想脉冲波形。例如,在雷达发射机中,PFN通过电容电感组合储能并释放能量,生成高功率矩形脉冲驱动磁控管 。
关键参数
核物理与高能探测
在粒子探测器前端电子学中,脉冲形成器将传感器输出的缓变电流信号转换为窄脉冲,便于后续电路进行时间标记和幅度分析,如光电倍增管信号处理 。
通信与雷达系统
用于生成雷达调制脉冲,通过控制脉宽和重复频率实现距离分辨率与探测范围的平衡。5G毫米波通信中也需脉冲整形以抑制符号间干扰(ISI) 。
激光技术
调Q激光器通过脉冲形成电路产生高压快脉冲驱动电光晶体,实现激光能量的纳秒级释放 。
类型 | 工作原理 | 适用场景 |
---|---|---|
无源形成网络 | LC延迟线储能放电 | 高功率微波发生器 |
有源整形电路 | 晶体管/运放构成的微分、削波电路 | 高速数据采集系统 |
数字可编程型 | FPGA实现数字滤波算法 | 软件定义无线电(SDR) |
IEEE标准定义
Pulse Shaper: A circuit designed to modify the time-domain characteristics of an electrical pulse to achieve desired waveform parameters such as duration, rise time, and fall time.
国家标准规范
《GB/T 2900.1-2008 电工术语 基本术语》将“脉冲形成网络”定义为:由集中参数或分布参数元件组成,用于产生特定波形脉冲的电路网络。
理想矩形脉冲可通过高斯脉冲整形实现,其传递函数为:
$$
H(f) = expleft(-frac{pi tau f}{4ln 2}right)
$$
其中 $tau$ 为目标脉冲宽度,$f$ 为频率分量。时域输出表达式为:
$$
V{out}(t) = V{in}(t) otimes left[ frac{1}{tau} text{rect}left(frac{t}{tau}right) right]
$$
($otimes$ 表示卷积运算,$text{rect}$ 为矩形窗函数)
参考文献来源:
脉冲形成器(Pulse Shaper)是一种用于生成、调整或优化脉冲信号的电子装置或电路,其核心功能是根据需求改变脉冲的波形、时序或幅度。以下是其详细解释及主要应用领域:
工业电力控制
在晶闸管直流调速电路中,脉冲形成器(即触发器)包含三个关键环节:
通信与信号处理
测试与测量
用于过载测试等场景,生成特定脉冲波形以模拟实际工况。
若需进一步了解具体电路设计或应用案例,可参考学术文献或技术手册(如知网百科)。
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