脈衝信號是什麼?它與頻率,佔空比,正、負邏輯間是什麼關係?

在數字電子系統中,所有傳送的信號均為開關量,即只有兩種狀態的電信號,這種電信號,我們稱作做脈衝信號,這是所有數字電路中的基本電信號

一個標準的脈衝信號如下圖所示。

脈衝信號是什麼?它與頻率,佔空比,正、負邏輯間是什麼關係?

我們把脈衝信號由低電壓跳變至高電壓的脈衝信號邊沿稱做上升沿,把由高電壓跳邊至低電壓的邊沿稱下降沿,有的資料上又叫前沿,後沿。把電壓低的稱做低電平,電壓高的稱做高電平

假設脈衝信號的週期為T脈衝寬變為t1則有下面一些基本概念。

頻率f:指一秒種內脈衝信號週期變化的次數,即f = 1 / T週期越小,頻率越大。

有了頻率這個概念,我們現在就來討論一下從PLC輸入端輸入開關信號的最高頻率問題。由上一章掃描及PLC的滯後知識可知,PLC的掃描週期主要由用戶程序的長短所決定,假定其掃描週期為20ms,並考慮到輸入濾波器的響應延遲為10ms,則PLC執行掃描週期為30ms。如果輸入信號的變化小於30ms的話由掃描原理可知,PLC完全可能檢測不到,也就是說輸入信號的脈寬一定要大於30ms,這樣,輸入信號的頻率就受到了限制。

我們假定輸入信號是佔空比為50%的脈衝信號,則其週期為T=2t1=60ms那麼輸入信號的頻率不能大於1/60ms=16.6HZ。這對於按鈕,普通開關等一般工業控制場合是完全可以的,但對於要求I/O響應速度高的實時控制場合就不能適應了。

對於要求高速響應的場合,不同廠家的PLC都在軟件和硬件上採取了很多措施,提高I/O的響應速度。FX2N設計了高速計數模塊,提供了X0~X7共8個高速輸入端,,其RC濾波器的時間僅為0.5us在軟件方面採用I/O即時信息刷新方式,中斷傳送方式和能用指令修改的數字式濾波器等。因此可以處理的輸入信號頻率有了很大提高,可以達到20KHZ。

佔空比:指脈衝寬度t1與週期T的比例百分比。為t1/T %。佔空比的含義是脈衝所佔據週期的空間,佔空比越大,表示脈衝寬度越接近週期T,也表示脈衝信號的平均值越大。

正邏輯與負邏輯:脈衝信號只有兩種狀態:高電平和低電平,與數字電路的二種邏輯狀態“1”和“0”相對應,但到底是高電平表示“1”還是低電平表示為“1”都可因人而設。如果設定高電平為“1”低電平為“0”則叫正邏輯,如果反過來,設定低電平為“1”高電平為“0”的時候,則為負邏輯。一般情況下,沒有加以特殊說明,我們均採用正邏輯關係。

在實際電路中,高電平是幾伏,低電平是幾伏。沒有嚴格的規定,例如在TTL電路中,高電平為3V左右,低電平為0.5V左右,而在CMOS電路中,高電平為3~18V或者7~15V,低電平為0V。(技成原創,未經授權不得轉載,違者必究!)

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