Elektrické a časové parametre pravouhlých impulzov

Zvyčajne sa nazývajú periodické a neperiodické signály, ktorých tvar sa líši od sínusových impulzných signálov... Procesy generovania, konverzie, ako aj otázky praktickej aplikácie impulzných signálov dnes súvisia s mnohými oblasťami elektroniky.

Takže napríklad žiadny moderný napájací zdroj nie je kompletný bez generátora štvorcových vĺn umiestneného na jeho doske plošných spojov, ako napríklad na mikroobvode TL494, ktorý produkuje impulzy s parametrami vhodnými pre aktuálne zaťaženie.

Keďže impulzné signály môžu mať rôzny tvar, nazývajú rôzne impulzy podľa podobného geometrického tvaru: obdĺžnikové impulzy, lichobežníkové impulzy, trojuholníkové impulzy, pílovité impulzy, krokové impulzy a impulzy rôznych iných tvarov. Medzitým sú to presne obdĺžnikové impulzy... Ich parametre sa budú brať do úvahy v tomto článku.

Samozrejme, výraz „pravouhlý impulz“ je do istej miery svojvoľný. Vzhľadom na to, že v prírode nie je nič dokonalé, rovnako ako neexistujú dokonale pravouhlé impulzy.Skutočný impulz, ktorý sa zvyčajne nazýva obdĺžnikový, môže mať v skutočnosti aj oscilujúce vlny (na obrázku znázornené ako b1 a b2) v dôsledku veľmi reálnych kapacitných a indukčných faktorov.

Tieto emisie, samozrejme, môžu chýbať, ale existujú elektrické a časové parametre impulzov, ktoré okrem iného odrážajú „nedokonalosť ich pravoúhlosti“.

Obdĺžnikový impulz má špecifickú polaritu a prevádzkovú úroveň. Najčastejšie je polarita impulzu kladná, pretože väčšina digitálnych mikroobvodov je napájaná kladným napätím vzhľadom na spoločný vodič, a preto je okamžitá hodnota napätia v impulze vždy väčšia ako nula.

Ale existujú napríklad komparátory napájané bipolárnym napätím; v takýchto schémach môžete nájsť bipolárne impulzy. Vo všeobecnosti nie sú integrované obvody so zápornou polaritou tak široko používané ako bežné integrované obvody s kladným napájaním.

V sekvencii impulzov môže byť prevádzkové napätie impulzu nízke alebo vysoké, pričom jedna úroveň časom nahrádza druhú. Nízka úroveň napätia je označená U0, vysoká úroveň U1. Nazýva sa najvyššia okamžitá hodnota napätia v impulze Ua alebo Um vzhľadom na počiatočnú úroveň amplitúdy impulzu.

Návrhári impulzných zariadení často pracujú s aktívnymi impulzmi vysokej úrovne, ako je ten, ktorý je zobrazený vľavo. Ale niekedy je prakticky vhodné použiť nízkoúrovňové impulzy ako aktívne, pre ktoré je počiatočným stavom vysoká úroveň napätia. Nízkoúrovňový impulz je znázornený na obrázku vpravo. Nazývať impulz nízkej úrovne „negatívnym impulzom“ je negramotné.

Pokles napätia v obdĺžnikovom impulze sa nazýva front, ktorý predstavuje rýchlu (času úmernú času prechodného procesu v obvode) zmenu elektrického stavu.

Nízko-vysoký sklon, teda kladný sklon, sa nazýva nábežná hrana alebo jednoducho hrana impulzu. Vysoká-nízka alebo záporná hrana sa nazýva orezanie, sklon alebo jednoducho zadná hrana impulzu. pulz.

Predná časť je označená v texte 0,1 alebo schematicky _ | a posledná 1,0 alebo schematicky | _.

V závislosti od inerciálnych charakteristík aktívnych prvkov trvá prechodový proces (výpadok) v reálnom zariadení vždy určitý konečný čas. Preto celkové trvanie impulzu zahŕňa nielen časy existencie vysokých a nízkych úrovní, ale aj časy trvania hrán (predných a zadných), ktoré sú označené Tf a Tav. Takmer v každom konkrétnom grafe je možné vidieť čas vzostupu a poklesu osciloskop.

Keďže v skutočnosti nie je ľahké veľmi presne rozlíšiť momenty začiatku a konca prechodov v kvapkách, je zvykom považovať trvanie poklesu za časový interval, počas ktorého sa napätie zmení z 0,1 Ua na 0,9 Ua ( vpredu) alebo od 0,9 Ua do 0,1 Ua (rez). Rovnako tak strmosť prednej časti Kf a strmosť rezu Ks. sú nastavené podľa týchto limitných stavov a merajú sa vo voltoch za mikrosekundu (V / μs). Trvanie impulzu sa nazýva časový interval počítaný od úrovne 0,5Ua.

Keď sa procesy tvorby a generovania impulzov zvažujú ako celok, predpokladá sa, že predná časť a orezanie majú nulové trvanie, pretože tieto malé časové intervaly nie sú kritické pre hrubé výpočty.

Sekvencia impulzov — sú to impulzy, ktoré nasledujú jeden za druhým v určitom poradí. Ak sa pauzy medzi impulzmi a trvanie impulzov v sekvencii navzájom rovnajú, ide o periodickú sekvenciu. Perióda opakovania impulzu T je súčet trvania impulzu a prestávky medzi impulzmi v sekvencii. Frekvencia opakovania pulzu f je prevrátená hodnota periódy.

Periodické sekvencie pravouhlých impulzov sa okrem periódy T a frekvencie f vyznačujú niekoľkými ďalšími parametrami: pracovný cyklus DC a pracovný cyklus Q. Pracovný cyklus je pomer trvania pulzu k jeho perióde.

Wellness Pomer periódy pulzu k dobe jeho trvania. Periodická sekvencia pracovného cyklu Q = 2, teda taká, v ktorej sa šírka impulzu rovná dobe pauzy medzi impulzmi alebo v ktorej je pracovný cyklus DC = 0,5, sa nazýva štvorcová vlna.