Parametrii electrici și temporali ai impulsurilor dreptunghiulare

Ele sunt de obicei numite semnale periodice și neperiodice, a căror formă diferă de semnalele de impuls sinusoidal... Procesele de generare, conversie, precum și întrebările despre aplicarea practică a semnalelor de impuls sunt legate astăzi de multe domenii ale electronicii.

Deci, de exemplu, nicio sursă de alimentare modernă nu este completă fără un generator de unde pătrate situat pe placa sa de circuit imprimat, cum ar fi, de exemplu, pe microcircuitul TL494, care produce trenuri de impulsuri cu parametrii potriviți pentru sarcina curentă.

Deoarece semnalele de impuls pot avea o formă diferită, ele numesc impulsuri diferite în funcție de o formă geometrică similară: impulsuri dreptunghiulare, impulsuri trapezoidale, impulsuri triunghiulare, impulsuri dinți de ferăstrău, impulsuri în trepte și impulsuri de diferite alte forme. Între timp, este vorba tocmai de impulsuri dreptunghiulare... Parametrii lor vor fi luați în considerare în acest articol.

Desigur, termenul „impuls dreptunghiular” este oarecum arbitrar. Datorită faptului că nu există nimic perfect în natură, așa cum nu există impulsuri perfect dreptunghiulare.De fapt, un impuls real, care se numește de obicei dreptunghiular, poate avea și unde oscilante (prezentate ca b1 și b2 în figură), datorită unor factori capacitivi și inductivi foarte reali.

Aceste emisii, desigur, pot fi absente, dar există parametri electrici și temporali ai impulsurilor, reflectând, printre altele, „imperfecțiunea pătratului lor”.

Un impuls dreptunghiular are o polaritate și un nivel de funcționare specific. Cel mai adesea, polaritatea impulsului este pozitivă, deoarece majoritatea microcircuitelor digitale sunt alimentate de o tensiune pozitivă în raport cu firul comun și, prin urmare, valoarea instantanee a tensiunii în impuls este întotdeauna mai mare decât zero.

Dar există, de exemplu, comparatoare alimentate de tensiune bipolară; in astfel de scheme poti gasi impulsuri bipolare. În general, circuitele integrate cu polaritate negativă nu sunt la fel de utilizate ca circuitele integrate convenționale cu alimentare pozitivă.

Într-o secvență de impulsuri, tensiunea de funcționare a impulsului poate fi scăzută sau ridicată, un nivel înlocuindu-l pe altul în timp. Nivelul de joasă tensiune este notat cu U0, nivelul înalt cu U1. Se numește cea mai mare valoare instantanee a tensiunii într-un impuls Ua sau Um, în raport cu nivelul inițial al amplitudinii impulsului.

Designerii de dispozitive cu impulsuri lucrează adesea cu impulsuri active de nivel înalt, cum ar fi cel prezentat în stânga. Dar uneori este practic recomandabil să folosiți ca active impulsuri de nivel scăzut, pentru care starea inițială este un nivel de tensiune ridicat. Un puls de nivel scăzut este prezentat în figura din dreapta. A numi un impuls de nivel scăzut „impuls negativ” este analfabet.

Căderea de tensiune într-un impuls dreptunghiular se numește front, care reprezintă o schimbare rapidă (comensională în timp cu timpul procesului tranzitoriu din circuit) a stării electrice.

Panta joasă spre mare, adică o pantă pozitivă, se numește marginea de avans sau pur și simplu marginea pulsului. Marginea de la înaltă la jos sau negativă se numește tăiere, pantă sau pur și simplu marginea de fugă a pulsul.

Frontul este notat în text 0.1 sau schematic _ |, iar ultimul 1.0 sau schematic | _.

În funcție de caracteristicile inerțiale ale elementelor active, procesul tranzitoriu (abandon) într-un dispozitiv real durează întotdeauna un timp finit. Prin urmare, durata totală a impulsului include nu numai timpii de existență a nivelurilor înalte și scăzute, ci și timpii de durată ai marginilor (înainte și în urmă), care sunt notați cu Tf și Tav. În aproape orice diagramă, timpul de creștere și scădere poate fi văzut cu osciloscop.

Deoarece, în realitate, momentele de început și de sfârșit ale tranzitorii în picături nu sunt ușor de distins foarte precis, se obișnuiește să se considere durata căderii ca interval de timp în care tensiunea se schimbă de la 0,1 Ua la 0,9 Ua ( faţă) sau de la 0,9Ua la 0,1Ua (tăiat). La fel și abruptul frontal Kf și abruptul tăiat Ks. sunt setate în funcție de aceste stări limită și sunt măsurate în volți pe microsecundă (V / μs). Durata pulsului se numește interval de timp numărat de la nivelul de 0,5Ua.

Atunci când procesele de formare și generare de impulsuri sunt considerate ca un întreg, frontul și clippingul sunt presupuse a fi zero ca durată, deoarece aceste intervale de timp mici nu sunt critice pentru calculele grosiere.

Secvență de impulsuri - acestea sunt impulsuri care se succed într-o anumită ordine. Dacă pauzele dintre impulsuri și durata impulsurilor din secvență sunt egale între ele, este o secvență periodică. Perioada de repetare a pulsului T este suma duratei pulsului și a pauzei dintre impulsuri din secvență. Rata de repetare a pulsului f este reciproca perioadei.

Secvențele periodice de impulsuri dreptunghiulare, pe lângă perioada T și frecvența f, sunt caracterizate de câțiva parametri suplimentari: ciclu de lucru DC și ciclu de lucru Q. Ciclul de lucru este raportul dintre durata impulsului și perioada acestuia.

Wellness Raportul dintre perioada pulsului și timpul duratei acestuia. O secvență periodică a ciclului de lucru Q = 2, adică una în care lățimea impulsului este egală cu timpul de pauză dintre impulsuri sau în care ciclul de lucru este DC = 0,5, se numește undă pătrată.