Електрически и времеви параметри на правоъгълни импулси

Обикновено се наричат ​​периодични и непериодични сигнали, чиято форма се различава от синусоидалната импулсни сигнали… Процесите на генериране, преобразуване, както и въпросите за практическото приложение на импулсните сигнали са свързани днес с много области на електрониката.

Така например, нито едно модерно захранващо устройство не е пълно без генератор с квадратна вълна, разположен на неговата печатна платка, като например например на микросхемата TL494, която произвежда импулсни влакове с параметри, подходящи за текущото натоварване.

Тъй като импулсните сигнали могат да имат различна форма, те наричат ​​различни импулси в съответствие с подобна геометрична форма: правоъгълни импулси, трапецовидни импулси, триъгълни импулси, трионни импулси, стъпаловидни импулси и импулси с различни други форми. Междувременно е точно правоъгълни импулси… Техните параметри ще бъдат разгледани в тази статия.

Разбира се, терминът «правоъгълен импулс» е донякъде произволен. Поради факта, че в природата няма нищо идеално, както няма идеално правоъгълни импулси. Всъщност истински импулс, който обикновено се нарича правоъгълен, също може да има колебателни вълни (показани като b1 и b2 на фигурата), поради много реални капацитивни и индуктивни фактори.

Тези емисии, разбира се, може да липсват, но има електрически и времеви параметри на импулсите, отразяващи, наред с други неща, „несъвършенството на тяхната правоъгълност“.

Правоъгълният импулс има специфична полярност и работно ниво. Най -често полярността на импулса е положителна, тъй като по -голямата част от цифровите микросхеми се захранват от положително напрежение спрямо общия проводник и следователно моментната стойност на напрежението в импулса винаги е по -голяма от нула.

Но има например сравнители, захранвани от биполярно напрежение; в такива схеми можете да намерите биполярни импулси. Като цяло интегралните схеми с отрицателна полярност не се използват толкова широко, колкото конвенционалните интегрални схеми с положително захранване.

В последователност от импулси, работното напрежение на импулса може да бъде ниско или високо, като едно ниво замества друго с течение на времето. Ниското ниво на напрежение се обозначава с U0, високото ниво с U1. Извиква се най -високата моментна стойност на напрежението в импулс Ua или Um, спрямо първоначалното ниво амплитуда на импулса.

Дизайнерите на импулсни устройства често работят с активни импулси на високо ниво, като този, показан вляво. Но понякога е практически препоръчително да се използват импулси на ниско ниво като активни, за които първоначалното състояние е ниво на високо напрежение. Пулс с ниско ниво е показан на фигурата вдясно. Наричането на импулс на ниско ниво „отрицателен импулс“ е неграмотно.

Спадът на напрежението в правоъгълен импулс се нарича фронт, който представлява бърза (съизмерима във времето с времето на преходния процес във веригата) промяна в електрическото състояние.

Наклонът от ниско ниво към високо ниво, тоест положителен наклон, се нарича преден ръб или просто ръб на импулса.Ръбът от висок до нисък или отрицателен ръб се нарича изрязване, наклон или просто заден край на импулса.

Предният край се обозначава в текста 0.1 или схематично _ |, а последният 1.0 или схематично | _.

В зависимост от инерционните характеристики на активните елементи, преходният процес (падане) в реално устройство винаги отнема известно ограничено време. Следователно общата продължителност на импулса включва не само времената на съществуване на високите и ниските нива, но и времената на продължителността на ръбовете (отпред и от ръба), които се означават с Tf и Tav. В почти всяка конкретна схема времето за покачване и спадане може да се види с осцилоскоп.

Тъй като в действителност моментите на началото и края на преходните процеси в капките не са лесни за разграничаване много точно, обичайно е да се разглежда продължителността на спада като времевия интервал, през който напрежението се променя от 0,1 Ua на 0,9 Ua ( отпред) или от 0.9Ua до 0, 1Ua (изрязани). Така са стръмността на предната Kf и стръмността на среза Ks. се задават според тези гранични състояния и се измерват във волта на микросекунда (V / μs). Продължителността на импулса се нарича интервал от време, отчитан от нивото на 0.5Ua.

Когато процесите на образуване и генериране на импулси се разглеждат като цяло, фронтът и изрязването се приемат като нула по продължителност, тъй като тези малки времеви интервали не са критични за грубите изчисления.

Импулсна последователност — това са импулси, следващи един след друг в определен ред. Ако паузите между импулсите и продължителността на импулсите в последователността са равни помежду си, това е периодична последователност. Периодът на повторение на импулса Т е сумата от продължителността на импулса и паузата между импулсите в последователността. Скоростта на повторение на импулса f е реципрочната за периода.

Периодичните последователности на правоъгълни импулси, в допълнение към периода Т и честотата f, се характеризират с няколко допълнителни параметъра: работен цикъл DC и работен цикъл Q. Работният цикъл е отношението на продължителността на импулса към неговия период.

Уелнес Съотношението на периода на импулса към времето на неговата продължителност. Периодична последователност от работен цикъл Q = 2, тоест такава, при която ширината на импулса е равна на времето на пауза между импулсите или в която работният цикъл е DC = 0,5, се нарича квадратна вълна.