秒脉冲信号是电子技术中常用的一种信号，广泛应用于计数、定时等场合，由于超低频振荡电路不稳定，且精度低、误差大，所以目前秒脉冲信号的产生主要是由振荡电路通过多级分频来实现，较常用的振荡电路有：RC振荡、LC振荡、晶体振荡等类型，其中比较简单的是RC振荡电路，但由于电容的容量随周围环境（如温、温度等）的变化，往往会有较大的偏差从而振荡频率误差较大（通常电解电容的误差可达±20%）；相对而言晶体振荡的精度较高，但由于振荡的频率高，需要的分频级数较多，且成本相对较高，电路也较复杂：LC电路也存在类似的问题。为此我想到了目前所使用的市电是较为稳定的220V/50Hz的交流电，电压虽有不同程度的波动，但50Hz频率较为稳定（华东电网的频率误差低于±5%），且随环境的变化较小，电路也不复杂，成本也不高。为此，笔者设计了一款简单的秒脉冲信号发生器推荐给大家。
一、电路原理
本秒信号发生器依次由降压整流电路、取样整形电路、100分频电路、单稳态触发电路及声、光显示等部分组成。
220V/50Hz的市电因电压较高不够安全，是不能直接做为信号使用的，经变压器降压和D1～D4构成的桥式全波整流电路，不用电容滤波，得到100Hz的脉动信号。这时可以和电源部分共用同一只变压器，节约了电路的成本。
但经降压整流后得到的是脉动全波信号，还不是计数电路所需的矩形脉冲，因此有必要对其进行波形的变换与整形。该脉动信号经电阻Rl、R2、R3取样、分压后，由电容Cl耦合至Q1、Q2组成的施密特整形电路。由Q1、Q2组成的是一个正反馈电路，在无输入或输入信号值较小时，Q1截止，Q2导通，输出为低电平：当输入信号的峰值达到阀值电压时，电路迅速翻转为Q1饱和，Q2截止，此时输出为高电平；这样就把边沿变化缓慢的脉动信号变换成为矩形脉冲。因输入的是全波整流信号，故经施密特整形后的矩形脉冲信号频率也为100Hz。
通过前面的电路得到的还不是所需的秒脉冲，仍需对其进行分频。本电路中所使用的分频器是双BCD码计数器CD4518，CD4518内部有二个十进制的计数器，经级联后可实现最大100分频，正好可以满足本电路的要求。整形后的100Hz信号接入4518的1脚(CLKl)，经计数器1十分频后由6脚(1Q3)输出，送至9脚(CLK2)，由计数器2再次十分频后由14脚(2Q3)输出，这样就实现了100分频，最终得到了频率为1Hz的脉冲信号，即秒脉冲。
为了使电路的功能更加完善，笔者在电路中还增加声光显示功能，秒脉冲信号经Q3放大后送至由Q4、Q5构成的单稳态电路。由于单稳态电路在没有信号作用时，电路处于稳态，并且可以一直保持；在外界信号的作用下电路由稳态转换为暂稳态，由于暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。本电路中无信号触发时，电路处于稳态，Q5导通，输出为低电平；当输出的秒脉冲触发由Q4、Q5构成的单稳态电路时，电路翻转进入暂态，Q5集电极输出为高电平，从而驱动声、光电路工作，使讯响器SP发出“嘟”的报时声，发光管D6同步点亮，如需调整持续时间，可适当改变电容C4的容量：延时后，单稳态电路将自动翻转至原始稳态，此时Q5导通，输出为低，Q6、Q7截止，声、光输出也中止。由于触发信号是秒脉冲，所以讯响器SP应能正确地每秒钟发出声、光信号。
整个电路的电源由D7～D10及C5整流、滤波后由一块三端稳压集成块7806提供，电源和信号部分共用变压器T。
二、安装、调试及应用
本电路比较简单，基本没有需要调试的参数，只要按图安装，完成后电路即可正常工作。电路接通电源后，讯响器SP应能正确地每秒钟发出“嘟”的一声提示音，同时发光管D6应能同步闪烁，至此～台具有声光显示的秒脉冲信号发生器全部完成。
本秒脉冲信号发生器的应用相当广泛，由于其脉冲在同一电网中的同步性较好，所以特别适合应用于那些需要统一秒脉冲的电路，例如一栋大楼的边沿装饰由许多彩灯组成，我们往往需要这些彩灯色彩能够同步变化。这时如采用其各自独立的振荡器，产生的脉冲在短时间内虽可“同步”，但其振荡总归会有～定的误差，这样时间稍长就会产生误差累积，各个彩灯颜色变化就会变得不再同步；而采用了本秒脉冲信号发生器，由于在同一电网下频率、相位总是同步的，这样，即使是长时间工作，各个灯的色彩变化也必然会同步。当然本电路还可以做为很多功能电路的一个部分，用以提供较为准确的秒脉冲信号，这方面的具体应用，广大的电子爱好者完全可以按照自己的需要进行设计。
