
【電】 pulse former
脈沖形成器(Pulse Shaper)是電子工程和信號處理領域的關鍵器件,其核心功能是将輸入的連續信號或非理想脈沖整形為具有特定形狀、精确寬度和陡峭邊沿(上升/下降時間)的規整電脈沖信號。該術語在漢英詞典中對應“Pulse Shaper”或“Pulse Forming Network (PFN)”。
功能本質
脈沖形成器并非直接産生脈沖,而是對已有信號進行整形優化。它通過非線性電路(如削波器)或線性網絡(如延遲線、LC儲能網絡)濾除噪聲、調整脈沖寬度、控制上升/下降時間,最終輸出符合系統要求的理想脈沖波形。例如,在雷達發射機中,PFN通過電容電感組合儲能并釋放能量,生成高功率矩形脈沖驅動磁控管 。
關鍵參數
核物理與高能探測
在粒子探測器前端電子學中,脈沖形成器将傳感器輸出的緩變電流信號轉換為窄脈沖,便于後續電路進行時間标記和幅度分析,如光電倍增管信號處理 。
通信與雷達系統
用于生成雷達調制脈沖,通過控制脈寬和重複頻率實現距離分辨率與探測範圍的平衡。5G毫米波通信中也需脈沖整形以抑制符號間幹擾(ISI) 。
激光技術
調Q激光器通過脈沖形成電路産生高壓快脈沖驅動電光晶體,實現激光能量的納秒級釋放 。
類型 | 工作原理 | 適用場景 |
---|---|---|
無源形成網絡 | LC延遲線儲能放電 | 高功率微波發生器 |
有源整形電路 | 晶體管/運放構成的微分、削波電路 | 高速數據采集系統 |
數字可編程型 | FPGA實現數字濾波算法 | 軟件定義無線電(SDR) |
IEEE标準定義
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.
國家标準規範
《GB/T 2900.1-2008 電工術語 基本術語》将“脈沖形成網絡”定義為:由集中參數或分布參數元件組成,用于産生特定波形脈沖的電路網絡。
理想矩形脈沖可通過高斯脈沖整形實現,其傳遞函數為:
$$
H(f) = expleft(-frac{pi tau f}{4ln 2}right)
$$
其中 $tau$ 為目标脈沖寬度,$f$ 為頻率分量。時域輸出表達式為:
$$
V{out}(t) = V{in}(t) otimes left[ frac{1}{tau} text{rect}left(frac{t}{tau}right) right]
$$
($otimes$ 表示卷積運算,$text{rect}$ 為矩形窗函數)
參考文獻來源:
脈沖形成器(Pulse Shaper)是一種用于生成、調整或優化脈沖信號的電子裝置或電路,其核心功能是根據需求改變脈沖的波形、時序或幅度。以下是其詳細解釋及主要應用領域:
工業電力控制
在晶閘管直流調速電路中,脈沖形成器(即觸發器)包含三個關鍵環節:
通信與信號處理
測試與測量
用于過載測試等場景,生成特定脈沖波形以模拟實際工況。
若需進一步了解具體電路設計或應用案例,可參考學術文獻或技術手冊(如知網百科)。
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