專利名稱：一種脈沖寬度控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波形調(diào)整技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖寬度控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用比較廣泛的噴墨打印頭是壓電式噴墨打印頭。 一般的壓電式噴 墨打印頭的噴頭為一個壓電裝置，噴頭的每個噴嘴都由一片壓電陶瓷片驅(qū)動。 當(dāng) 一個激勵脈沖電壓以 一個受控轉(zhuǎn)換速率施加于對應(yīng)的壓電陶資片上時，壓電 陶瓷片受激勵向外偏移而形成一個負(fù)壓波，進(jìn)而^fc墨水吸進(jìn)腔室，在一個固定 脈沖持續(xù)一段時間之后，激勵脈沖電壓以一定的受控轉(zhuǎn)換速率去除。這樣，基 于腔壁的張弛收縮作用，使得總的正向壓力波向前傳播而造成噴嘴噴墨，從而 實(shí)現(xiàn)噴墨打印。
其中，施加在壓電陶瓷片的執(zhí)行元件上驅(qū)使其發(fā)生變形動作的激勵脈沖， 一般是由一個專門的高壓脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生的，圖l示出了一種典型的產(chǎn)生梯 形脈沖的高壓脈沖發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)，其中，低壓脈沖發(fā)生器才艮據(jù)前端的同步脈 沖產(chǎn)生所需要的低壓激勵脈沖，后續(xù)的可控增益放大器調(diào)節(jié)該低壓激勵脈沖的 幅度增益，最后由線性高壓功率放大器輸出所需要的高壓激勵脈沖。
圖1所示的高壓脈沖發(fā)生裝置前端輸入的同步脈沖從時間上控制了最終輸
出的高壓激勵脈沖，兩者波形的對應(yīng)關(guān)系如圖2所示，其中的橫軸表示時間， 縱軸表示電壓，從圖2可以看出，同步脈沖的寬度(持續(xù)時間)決定了最終輸 出的高壓激勵脈沖的持續(xù)時間，不合適的同步脈沖寬度將直接影響高壓激勵脈 沖的輸出，并對噴頭的正常工作產(chǎn)生直接影響。
圖3示出了當(dāng)同步脈沖的寬度過短時，產(chǎn)生的相應(yīng)高壓激勵脈沖的輸出波 形，可以看出，所輸出的高壓激勵脈沖呈現(xiàn)一種尖峰脈沖形式的波形，這種高
壓尖峰脈沖一方面無法驅(qū)動噴頭產(chǎn)生合適的墨滴，影響噴頭的壽命，另一方面
會對高壓脈沖發(fā)生裝置本身帶來損害。圖4示出了當(dāng)同步脈沖的寬度過長時， 產(chǎn)生的相應(yīng)高壓激勵脈沖的輸出波形，可以看出，所輸出的高壓激勵脈沖的持 續(xù)時間過長，在噴頭上長時間維持了一個高電壓，同樣無法驅(qū)動噴頭產(chǎn)生合適 的墨滴，也會造成噴頭的疲勞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種脈沖寬度控制裝置、方法以及一種包括該脈沖寬 度控制裝置的噴墨打印裝置，用以控制輸入給高壓脈沖發(fā)生裝置的同步脈沖的 寬度，從而避免由于同步脈沖的寬度過長或過短給壓電式噴墨打印頭造成的不 良影響，并保證噴墨質(zhì)量。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種噴墨打印裝置，包括用于噴墨的噴頭，以及用于 利用同步脈沖產(chǎn)生控制所述噴頭噴墨的高壓激勵脈沖的高壓脈沖發(fā)生裝置，該 裝置還包括用于控制輸入給所述高壓脈沖發(fā)生裝置的同步脈沖的寬度的脈沖 寬度控制裝置，該脈沖寬度控制裝置包括
第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸 出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值的負(fù)脈沖；
第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收所述同步脈沖，并且，利用該同步脈沖 產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；
反相器，用于接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸 出反相同步脈沖；
觸發(fā)器，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬 度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖給所述高壓脈沖發(fā)生裝置。 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制裝置包括
第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸 出寬度為預(yù)先設(shè)定的第 一 閾值的負(fù)脈沖；
第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收所述同步脈沖，并且，利用該同步脈沖
產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；
反相器，用于接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸 出反相同步脈沖；
觸發(fā)器，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬 度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制方法包括
第 一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器接收同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一 閾值的負(fù)脈沖；
第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器接收所述同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的 第二閾值的正脈沖；
反相器接收所述同步脈沖，對該同步脈沖信號進(jìn)行反相處理后輸出反相同 步脈沖信號；
觸發(fā)器接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度在所 述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
本發(fā)明實(shí)施例，設(shè)置與高壓脈沖發(fā)生裝置相連的脈沖寬度控制裝置，該脈 沖寬度控制裝置通過第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和反相器 接收同步脈沖，其中，第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度 為預(yù)先設(shè)定的第 一 閾值的負(fù)脈沖；第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器利用該同步脈沖產(chǎn)生 并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；反相器對該同步脈沖進(jìn)行反相處 理后輸出反相同步脈沖；并且，通過觸發(fā)器接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相 同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖給所述 高壓脈沖發(fā)生裝置，從而實(shí)現(xiàn)了對輸入給高壓脈沖發(fā)生裝置的同步脈沖的寬度 控制，所述高壓脈沖發(fā)生裝置利用所述觸發(fā)器發(fā)送的同步脈沖產(chǎn)生并輸出用于 控制噴頭噴墨的高壓激勵脈沖，從而避免由于同步脈沖的寬度過長或過短給壓 電式噴墨打印頭造成的不良影響，保護(hù)了壓電式噴墨打印頭的噴頭和高壓脈沖 發(fā)生裝置，并且保證了噴墨質(zhì)量，而且成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的高壓脈沖發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中同步脈沖與高壓激勵脈沖的寬度對應(yīng)關(guān)系示意圖3為現(xiàn)有技術(shù)中同步脈沖過短時產(chǎn)生的高壓激勵脈沖的輸出波形示意
圖4為現(xiàn)有技術(shù)中同步脈沖過長時產(chǎn)生的高壓激勵脈沖的輸出波形示意
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明實(shí)施例所采用的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的功能示意圖8為本發(fā)明實(shí)施例所采用的D觸發(fā)器的功能示意圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的脈沖寬度控制裝置，對輸入的正常同步脈沖處
理時所產(chǎn)生的信號的波形示意圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的脈沖寬度控制裝置，對輸入的寬度過短的同
步脈沖處理時所產(chǎn)生的信號的波形示意圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的脈沖寬度控制裝置，對輸入的寬度過長的同
步脈沖處理時所產(chǎn)生的信號的波形示意圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種脈沖寬度的控制裝置、方法以及一種包括該脈沖 寬度控制裝置的噴墨打印裝置，用以控制輸入給高壓脈沖發(fā)生裝置的同步脈沖 的寬度，從而避免由于同步脈沖的寬度過長或過短給壓電式噴墨打印頭造成的 不良影響，保證噴墨質(zhì)量，并且，實(shí)現(xiàn)起來比較容易，成本低廉。
本發(fā)明實(shí)施例所述的脈沖寬度即為該脈沖的持續(xù)時間。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行說明。
為了保護(hù)壓電式噴墨打印頭以及保證噴墨質(zhì)量，避免外界噪聲等因素對同 步脈沖的干擾，本發(fā)明實(shí)施例為壓電式噴墨打印頭設(shè)置一與高壓脈沖發(fā)生裝置
相連的保護(hù)裝置一一脈沖寬度控制裝置，用以控制同步脈沖的寬度。參見圖5， 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制裝置包括
第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器501，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生 并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第 一 閾值的負(fù)脈沖。
第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器502，與所述第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器501同時接收 所述同步脈沖信號，并且，利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二 閾值的正脈沖。
反相器503,用于與所述第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器501和第二單穩(wěn)態(tài)多諧振 蕩器502同時接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸出反 相同步脈沖，也就是說，輸出的反相同步脈沖的電平與輸入的所述同步脈沖信 號的電平相反。
觸發(fā)器504，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸 出寬度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
高壓脈沖發(fā)生裝置，利用所述觸發(fā)器504發(fā)送的同步脈沖產(chǎn)生并輸出高壓 激勵脈沖，從而避免由于同步脈沖的寬度過長或過短給壓電式噴墨打印頭造成 的不良影響，保證了噴墨質(zhì)量。
進(jìn)一步，該裝置還包括
第一閾值設(shè)置單元505,用于為所述第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器501設(shè)置所述 第一閾值。
第二閾值設(shè)置單元506，用于為所述第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器502設(shè)置所述 第二閾值。
所述第一閾值設(shè)置單元505中包括第一電阻和第一電容，通過設(shè)置所述第
一電阻和所述第一電容的值，實(shí)現(xiàn)設(shè)置所述第一閾值。
所述第二閾值設(shè)置單元506中包括第二電阻和第二電容，通過設(shè)置所述第 二電阻和所述第二電容的值，實(shí)現(xiàn)設(shè)置所述第二閾值。
下面結(jié)合具體的電路原理圖，給出本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說明。
本發(fā)明實(shí)施例提供的同步脈沖的寬度控制電路如圖6所示，其中包括，型 號為74HC4538的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器UlA和U1B, 74HC04型號的反相器U2A， 以及帶復(fù)位、置位功能的74HC74型號的D觸發(fā)器U3A。
型號為74HC4538的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器可以被輸入脈沖的上升沿或下降沿 觸發(fā)而產(chǎn)生一定寬度的精密脈沖，而輸出的精密脈沖的寬度是由外部的定時器 件，也就是外部電阻Rx和電容Cx所決定，并滿足^^式
t =K x Rx x Cx 公式(1 )
其中，t表示輸出的精密脈沖的時間寬度，K表示時間常數(shù)，K的具體值 與供電電壓VCC有關(guān)，例如，在供電電壓大于4伏(V)時，K的值取0.7。 那么，當(dāng)K的值選定以后，并且，外部電阻Rx和電容Cx的值也設(shè)定好，那 么型號為74HC4538的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出的精密脈沖的寬度t也就設(shè)定 了。
圖7示出了型號為74HC4538的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的主要功能，74HC4538 的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一種芯片，該芯片主要工作在以下兩種工作模式下
工作模式l:當(dāng)復(fù)位(Reset)管腳為高電平，下降沿觸發(fā)輸入管腳(B管 腳)也為高電平時，74HC4538芯片工作在工作模式1，此時，當(dāng)上升沿觸發(fā) 輸入管腳(A管腳)有上升沿信號輸入時，將會觸發(fā)正脈沖輸出管腳(Q管腳)
產(chǎn)生一個固定時間寬度的正脈沖，同時在負(fù)脈沖輸出管腳(5管腳)產(chǎn)生相同 固定時間寬度的負(fù)脈沖。
工作模式2:當(dāng)Reset管腳為高電平，并且A管腳為低電平時，74HC4538 芯片工作在工作模式2，此時，當(dāng)B管腳有下降沿信號輸入時，將會觸發(fā)Q管
腳產(chǎn)生一個固定時間寬度的正脈沖，同時在^管腳產(chǎn)生相同固定時間寬度的負(fù)
脈沖。
由圖6所示的74HC4538芯片的管腳連接關(guān)系可以看出，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩 器U1A和U1B的B管腳和Reset管腳都接電源VCC，因此，B管腳和Reset 管腳都為高電平狀態(tài)，74HC4538芯片工作在圖7所示的工作模式1下。同時， 74HC4538芯片的A管腳都連接外部輸入的同步脈沖，也就是說，當(dāng)外部同步 脈沖上升沿到來時，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U1A和U1B會同時受到所輸入的同步 脈沖的上升沿的觸發(fā)，而同時產(chǎn)生兩個固定寬度的精密脈沖信號，分別表示為 f/L4-5和f/LS-2，其中，^是負(fù)脈沖，"15-2是正脈沖。
選用兩個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器UlA和U1B的目的就是要利用其能產(chǎn)生固定 寬度脈沖的能力，即在外部同步脈沖到來的同時，分別產(chǎn)生寬度為預(yù)先設(shè)定值 的同步脈沖，其中一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器產(chǎn)生的同步脈沖的寬度較長，另一個 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器產(chǎn)生的同步脈沖的寬度較短，用于將輸入的同步脈沖的寬度 限制在U1A和U1B輸出的脈沖寬度范圍內(nèi)。
例如，某款型號的壓電式噴墨打印頭要求同步脈沖的寬度保持在5微妙 (us)到15us之間，則可以設(shè)置圖7中的電阻R1的值為7.14千歐姆(Kom)， 電容C1的值為0.001微法(uF)，電阻R2的值為21.4Kom，電容C2的值為 O.OOluF，當(dāng)供電電壓為5V時，利用公式(1 )計算得出U1A和U1B受外部
輸入的同步脈沖上升沿信號觸發(fā)分別產(chǎn)生的精密脈沖""—5的寬度T 1和
"^-^的寬度T2分別為
Tl=0.7xRlxCl=0.7x7.14Komx0.001uF 5us T2=0.7xR2xC2 = 0.7x21.4Komx0.001uF 15us
從圖6中的電路可以看出，脈沖信號""—豆和"15 —2分別連接到了帶復(fù) 位、置位功能的D觸發(fā)器U3A的置位(Set)管腳和復(fù)位(Reset)管腳上。而 外部輸入的同步脈沖信號經(jīng)過反相器U2A連接到了 U3A的時鐘(CLK)管腳， 并且，D觸發(fā)器U3A的數(shù)據(jù)(DATA)輸入管腳(D管腳)接地，為低電平信號。D觸發(fā)器U3A的Q管腳輸出的信號用2表示，"^-e即為寬度符合要求 的同步脈沖信號，用于輸出給后端的高壓脈沖發(fā)生裝置。
圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例所采用的型號為74HC74的帶復(fù)位、置位功能的 D觸發(fā)器U3A的主要功能。該74HC74芯片主要有以下5種工作模式
工作模式l:當(dāng)Set管腳輸入信號為低電平，Reset管腳輸入信號為高電平 時，芯片工作在工作模式l，無論C1K管腳和D管腳輸入信號的電平是高還是
低，Q管腳都輸出高電平的脈沖信號，^管腳都輸出低電平的脈沖信號。
工作模式2:當(dāng)Set管腳輸入信號為高電平，Reset管腳輸入信號為低電平 時，芯片工作在工作模式2，無論C1K管腳和D管腳輸入信號的電平是高還是
低，Q管腳都輸出低電平的脈沖信號，3管腳都輸出高電平的脈沖信號。
工作模式3:當(dāng)Set管腳和Reset管腳輸入信號均為低電平時，芯片工作在
工作模式3，無論C1K管腳和D管腳輸入信號的電平是高還是低，Q管腳和5 管腳都輸出高電平的脈沖信號。
工作;漠式4:當(dāng)Set管腳和Reset管腳輸入信號均為高電平，且D管腳輸 入信號為高電平時，芯片工作在工作模式4，當(dāng)C1K管腳有上升沿輸入信號時，
Q管腳輸出高電平的脈沖信號，3管腳輸出低電平的脈沖信號。
工作模式5:當(dāng)Set管腳和Reset管腳輸入信號均為高電平，且D管腳輸 入信號為低電平時，芯片工作在工作模式5，當(dāng)C1K管腳有上升沿輸入信號時，
Q管腳輸出低電平的脈沖信號，5管腳輸出高電平的脈沖信號。
當(dāng)外部輸入同步脈沖的寬度為10us的正脈沖，圖6所示電路中的單穩(wěn)態(tài)
多諧振蕩器U1A和U1B輸出脈沖的寬度分別設(shè)置為5us和15us時，參見圖9，
將圖6所示電路的工作過程分為如下三個狀態(tài) 狀態(tài)一、沒有外部同步脈沖輸入
單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器UlA和U1B工作在初始態(tài)，此時的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 UlA輸出的""—^為高電平的正脈沖，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U1B輸出的2
為低電平的負(fù)脈沖，即D觸發(fā)器U3A的Set管腳和Reset管腳分別輸入高電平 和低電平的脈沖，參見圖8， D觸發(fā)器U3A工作在工作模式2，輸出低電平的 脈沖"3^-e。
狀態(tài)二、同步脈沖到達(dá)的0至5us (包括5us)之間
受同步脈沖的上升沿激勵，^為低電平的輸出脈沖，"15-2為高電平 的輸出脈沖，即D觸發(fā)器U3A的Set管腳和Reset管腳分別輸入低電平和高電 平的脈沖，參見圖8， D觸發(fā)器U3A工作在工作模式1， "^4 —2為高電平的輸 出脈沖。
狀態(tài)三、同步脈沖到達(dá)后的5us (不包括5us)至15us (包括15us)之間
受同步脈沖的上升沿激勵5us后，輸出的精密脈沖""_互到達(dá)設(shè)定的寬度， 重新跳變?yōu)楦唠娖剑?^ —2繼續(xù)維持為高電平，即D觸發(fā)器U3A的Set管 腳和Reset管腳均為高電平，從圖8所示的D觸發(fā)器U3A的功能可以看出，D 觸發(fā)器U3A工作在工作模式5， D觸發(fā)器U3A受CLK管腳的輸入信號控制， 當(dāng)有上升沿的輸入脈沖時，2為低電平。因此，在10us同步脈沖結(jié)束時， U3A受反相同步脈沖信號上升沿的控制，-Q變?yōu)榈碗娖健?br>
從圖9所示的完整信號可以看出，輸出的脈沖2與輸入的同步脈沖保 持一致，也就是說，當(dāng)輸入圖6所示電路的同步脈沖的寬度(10us)在所要求 的范圍內(nèi)時，圖6所示電路可以輸出同樣寬度(10us)的同步脈沖。
當(dāng)外部輸入同步脈沖的寬度過短時，例如為3us的正脈沖，圖6所示電路 中的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器UlA和U1B輸出脈沖的寬度分別設(shè)置為5us和15us時， 參見圖10,將圖6所示電路的工作過程分為如下三個狀態(tài)
狀態(tài)一、沒有外部同步脈沖輸入
""-互為高電平，"^-G為低電平，U3A工作在工作模式2， 2為 低電平。
狀態(tài)二、同步脈沖到達(dá)的0至5us (包括5us )之間
受同步脈沖的上升沿激勵，""-^變?yōu)榈碗娖剑?15 —2變?yōu)楦唠娖剑珼觸 發(fā)器U3A工作在工作模式1，盡管輸入的同步脈沖只持續(xù)3us,但是"^4-2依 舊保持高電平。
狀態(tài)三、同步脈沖到達(dá)后的5us (不包括5us)至15us (包括15us)之間 從接收到同步脈沖的上升沿激勵開始，當(dāng)超過5us時，""-^重新跳變?yōu)?高電平，"15-2繼續(xù)持續(xù)高電平，D觸發(fā)器U3A工作在工作模式5， D觸發(fā)器 U3A受時鐘CLK管腳輸入信號的控制，由于同步脈沖已經(jīng)結(jié)束，所以CLK管
腳輸入信號的電平不會跳變，^持續(xù)高電平。
狀態(tài)四、同步脈沖到達(dá)15us (不包括15us)之后
從接收到同步脈沖的上升沿激勵開始，當(dāng)超過15us時，""-^繼續(xù)維持 高電平，而"15 —e重新跳變?yōu)榈碗娖?，D觸發(fā)器U3A回到工作模式2， "3」一2 變?yōu)榈碗娖健?br>
從圖IO所示的完整信號可以看出，圖6所示的電路將輸入的寬度(3us) 短于最低寬度(5us )要求的同步脈沖轉(zhuǎn)換成了所允許的最長寬度(15us )的脈 沖輸出，從而克服了短脈沖可能造成的不利影響。
同樣的，當(dāng)輸入的同步脈沖信號的寬度過長時，例如當(dāng)輸入寬度為17us 的正脈沖，圖6所示電路中的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U1A和U1B輸出脈沖的寬度 分別設(shè)置為5us和15us時，參見圖11，將圖6所示電路的工作過程分為如下 三個狀態(tài)
狀態(tài)一、沒有外部同步脈沖輸入
g為高電平，e為低電平，U3A工作在工作模式2， e為
低電平。
狀態(tài)二、同步脈沖到達(dá)的0至5us (包括5us)之間 受同步脈沖的上升沿激勵，^變?yōu)榈碗娖剑?15-^變?yōu)楦唠娖剑琔3A 工作在工作模式l， 2變?yōu)楦唠娖健?br>
狀態(tài)三、同步脈沖到達(dá)后的5us (不包括5us )至15us (包括15us )之間 從接收到同步脈沖的上升沿激勵開始，當(dāng)超過5us時，""-^重新跳變?yōu)?高電平，"15-2繼續(xù)維持高電平，D觸發(fā)器U3A工作在工作模式5， D觸發(fā)器 U3A受時鐘CLK管腳輸入信號的控制，由于同步脈沖過長，在這個時間段內(nèi)， CLK端沒有信號跳變，2維持高電平。
狀態(tài)四、同步脈沖到達(dá)15us (不包括15us)之后
從接收到同步脈沖的上升沿激勵開始，當(dāng)超過15us時，""-^繼續(xù)維持 高電平，而"15 —2重新跳變?yōu)榈碗娖?，D觸發(fā)器U3A回到工作模式2，盡管外 部輸入的同步脈沖(17us)還沒有結(jié)束，"3^-^仍然會變成低電平。
從圖11顯示的完整信號可以看出，圖6所示的電路將輸入的寬度(17us) 長于最長寬度(15us)要求的同步脈沖轉(zhuǎn)換成了所允許的最長寬度(15us)脈 沖輸出，克服了長脈沖可能造成的不利影響。
另外，上述是以輸入的同步脈沖為正脈沖為例進(jìn)行的說明，當(dāng)然對于輸入 的同步脈沖為負(fù)脈沖的情況，仍然可以本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，例如只 需要加一個反相器，將輸入的同步脈沖從負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，就可以同理利 用本發(fā)明實(shí)施例中圖6所示的電路實(shí)現(xiàn)脈沖寬度控制。
綜上，從圖9至圖11所示的脈沖波形可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的同 步脈沖控制電路對寬度滿足要求的同步脈沖不做任何處理，產(chǎn)生與所輸入的同 步脈沖完全一致的同步脈沖給后續(xù)的高壓脈沖發(fā)生裝置。而對于寬度短于最短 寬度要求或者長于最長寬度要求的同步脈沖，則是通過輸出所允許的最長寬度 的同步脈沖的方式對后續(xù)高壓脈沖發(fā)生裝置等加以保護(hù)。從圖6所示的電路結(jié) 構(gòu)可以看出，整個保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡單，對脈沖寬度的保護(hù)范圍可以通過調(diào)整兩 個電阻值和兩個電容值進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，因此調(diào)試方便，并且，74HC4538型 號的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、74HC04型號的反相器以及74HC74型號的D觸發(fā)器 的成本很低，因此，本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)成本低廉。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行說明。
參見圖12，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種脈沖寬度控制方法包括
5101、 第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、反相器同時接收 同步脈沖。
5102、 通過第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值 的負(fù)脈沖；通過第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值 的正脈沖；通過反相器對該同步脈沖信號進(jìn)行反相處理后輸出反相同步脈沖。 S103、通過觸發(fā)器同時接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及所述反相同步脈沖，產(chǎn)生 并輸出寬度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
其中，可以通過設(shè)置與所述第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相連的第一電阻和第一 電容的值，實(shí)現(xiàn)設(shè)置所述第一閾值；通過設(shè)置與所述第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相 連的第二電阻和第二電容的值，實(shí)現(xiàn)設(shè)置所述第二閾值。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過引入由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、反相器和帶復(fù)位 /置位功能的D觸發(fā)器組成的保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了對同步脈沖寬度的控制，濾除 對后端高壓脈沖發(fā)生裝置不利的寬度過短或過長的同步脈沖，不僅保證了噴頭 的正常工作和打印質(zhì)量，而且整個電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方4更，成本低廉。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印裝置，包括用于噴墨的噴頭，以及用于利用同步脈沖產(chǎn)生控制所述噴頭噴墨的高壓激勵脈沖的高壓脈沖發(fā)生裝置，其特征在于，該噴墨打印裝置還包括:用于控制輸入給所述高壓脈沖發(fā)生裝置的同步脈沖的寬度的脈沖寬度控制裝置，該脈沖寬度控制裝置包括:第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值的負(fù)脈沖；第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收所述同步脈沖，并且，利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；反相器，用于接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸出反相同步脈沖；觸發(fā)器，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖給所述高壓脈沖發(fā)生裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述脈沖寬度控制裝置還 包括第一閾值設(shè)置單元，與所述第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相連，用于設(shè)置所述第 一閾值；第二閾值設(shè)置單元，與所述第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相連，用于設(shè)置所述第 二閾值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一閾值設(shè)置單元中 包括第一電阻和第一電容，通過設(shè)置所述第一電阻和所述第一電容的值，設(shè)置 所述第一閾值；所述第二閾值設(shè)置單元中包括第二電阻和第二電容，通過設(shè)置所述第二電 阻和所述第二電容的值，設(shè)置所述第二閾值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述觸發(fā)器通過自身的置 位管腳接收所述負(fù)脈沖；通過自身的復(fù)位管腳接收所述正脈沖；通過自身的時鐘管腳接收所述反相同步脈沖；并且，所述觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入管腳接地。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述觸 發(fā)器通過自身的正脈沖輸出管腳輸出所述寬度在所述第一閾值和第二閾值之 間的同步^o中。
6、 一種脈沖寬度控制裝置，其特征在于，該裝置包括 第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值的負(fù)脈沖；第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收所述同步脈沖，并且，利用該同步脈沖 產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；反相器，用于接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸 出反相同步脈沖；觸發(fā)器，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬 度在所述第 一 閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
7、 一種脈沖寬度控制方法，其特征在于，該方法包括 第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器接收同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值的負(fù)脈沖；第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器接收所述同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的 第二閾值的正脈沖；反相器接收所述同步脈沖，對該同步脈沖信號進(jìn)行反相處理后輸出反相同 步脈沖信號；觸發(fā)器接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度在所 述第 一 閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一閾值是通過與所 述第 一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相連的第 一 電阻和第 一 電容的值確定的；所述第二閾值是通過與所述第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相連的第二電阻和第 二電容的值確定的。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述觸發(fā)器通過自身的置 位管腳接收所述負(fù)脈沖；通過自身的復(fù)位管腳接收所述正脈沖；通過自身的時 鐘管腳接收所述反相同步脈沖；并且，所述觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入管腳接地。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述觸發(fā)器通過自身的正 脈沖輸出管腳輸出所述寬度在所述第 一 閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈沖寬度控制裝置及方法，用以避免由于同步脈沖寬度過長或過短給壓電式噴墨打印頭造成的不良影響，該裝置包括第一單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收同步脈沖，并利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第一閾值的負(fù)脈沖；第二單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于接收所述同步脈沖，并且，利用該同步脈沖產(chǎn)生并輸出寬度為預(yù)先設(shè)定的第二閾值的正脈沖；反相器，用于接收所述同步脈沖，并且，對該同步脈沖進(jìn)行反相處理后輸出反相同步脈沖；觸發(fā)器，用于接收所述負(fù)脈沖、正脈沖以及反相同步脈沖，產(chǎn)生并輸出寬度在所述第一閾值和第二閾值之間的同步脈沖。
文檔編號H02N2/00GK101372170SQ20081011974
公開日2009年2月25日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者俞建國, 劉志紅, 峰 陳 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司;北京大學(xué);北京北大方正電子有限公司