Parametry elektryczne i czasowe impulsów prostokątnych
Nazywa się je zwykle sygnałami okresowymi i nieokresowymi, których kształt różni się od sinusoidalnych sygnałów impulsowych... Procesy generowania, przetwarzania, a także pytania o praktyczne zastosowanie sygnałów impulsowych dotyczą dziś wielu dziedzin elektroniki.
Na przykład żaden nowoczesny zasilacz nie jest kompletny bez generatora fali prostokątnej umieszczonego na jego płytce drukowanej, takiego jak na przykład mikroukład TL494, który wytwarza ciągi impulsów o parametrach odpowiednich do aktualnego obciążenia.
Ponieważ sygnały impulsowe mogą mieć różny kształt, nazywają różne impulsy zgodnie z podobnym kształtem geometrycznym: impulsy prostokątne, impulsy trapezowe, impulsy trójkątne, impulsy piłokształtne, impulsy krokowe i impulsy o różnych innych kształtach. Tymczasem to właśnie prostokątne impulsy... Ich parametry zostaną omówione w tym artykule.
Oczywiście termin „impuls prostokątny” jest nieco arbitralny. Ponieważ w przyrodzie nie ma nic doskonałego, tak jak nie ma idealnie prostokątnych impulsów.W rzeczywistości prawdziwy impuls, który jest zwykle nazywany prostokątnym, może również mieć fale oscylacyjne (pokazane jako b1 i b2 na rysunku), ze względu na bardzo rzeczywiste czynniki pojemnościowe i indukcyjne.
Te emisje oczywiście mogą nie występować, ale istnieją elektryczne i czasowe parametry impulsów, odzwierciedlające między innymi „niedoskonałość ich prostopadłości”.
Impuls prostokątny ma określoną polaryzację i poziom działania. Najczęściej polaryzacja impulsu jest dodatnia, ponieważ większość mikroukładów cyfrowych jest zasilana napięciem dodatnim w stosunku do wspólnego przewodu, a zatem chwilowa wartość napięcia w impulsie jest zawsze większa od zera.
Ale są na przykład komparatory zasilane napięciem bipolarnym; w takich schematach można znaleźć impulsy bipolarne. Ogólnie rzecz biorąc, układy scalone o ujemnej polaryzacji nie są tak szeroko stosowane, jak konwencjonalne układy scalone z dodatnim zasilaniem.
W sekwencji impulsów napięcie robocze impulsu może być niskie lub wysokie, przy czym jeden poziom zastępuje inny w czasie. Niski poziom napięcia jest oznaczony przez U0, wysoki poziom przez U1. Nazywa się najwyższą chwilową wartość napięcia w impulsie Ua lub Um, względem początkowego poziomu amplitudy impulsu.
Projektanci urządzeń impulsowych często pracują z aktywnymi impulsami wysokiego poziomu, takimi jak ten pokazany po lewej stronie. Ale czasami jest to praktycznie wskazane, aby jako aktywne używać impulsów niskiego poziomu, dla których stanem początkowym jest wysoki poziom napięcia. Impuls niskiego poziomu jest pokazany na rysunku po prawej stronie. Nazywanie impulsu niskiego poziomu „impulsem negatywnym” jest analfabetyzmem.
Spadek napięcia w impulsie prostokątnym nazywany jest frontem, który reprezentuje szybką (współmierną w czasie do czasu procesu przejściowego w obwodzie) zmianę stanu elektrycznego.
Nachylenie od niskiego do wysokiego, czyli nachylenie dodatnie, nazywane jest zboczem narastającym lub po prostu krawędzią impulsu.Zbocze od wysokiego do niskiego lub ujemne jest nazywane obcinaniem, nachyleniem lub po prostu zboczem opadającym. Puls.
Front end oznaczony jest w tekście 0.1 lub schematycznie _ |, a ostatni 1.0 lub schematycznie | _.
W zależności od charakterystyki bezwładności elementów aktywnych proces przejściowy (zanik) w rzeczywistym urządzeniu zawsze trwa jakiś skończony czas. Zatem całkowity czas trwania impulsu obejmuje nie tylko czasy występowania stanów wysokich i niskich, ale także czasy trwania zboczy (wiodącego i końcowego), które są oznaczane przez Tf i Tav. Na prawie każdym konkretnym wykresie można zobaczyć czas wzrostu i spadku oscyloskop.
Ponieważ w rzeczywistości momenty początku i końca stanów przejściowych w kroplach nie są łatwe do bardzo dokładnego rozróżnienia, zwykle uważa się czas trwania spadku za przedział czasu, w którym napięcie zmienia się od 0,1 Ua do 0,9 Ua ( przód) lub od 0,9Ua do 0,1Ua (cięcie). Podobnie jak stromość frontu Kf i stromość cięcia Ks. są ustawiane zgodnie z tymi stanami granicznymi i są mierzone w woltach na mikrosekundę (V / μs). Czas trwania impulsu nazywany jest przedziałem czasu liczonym od poziomu 0,5Ua.
Kiedy procesy tworzenia i generowania impulsów są rozpatrywane jako całość, przyjmuje się, że czas trwania czoła i obcinania wynosi zero, ponieważ te małe przedziały czasu nie są krytyczne dla obliczeń zgrubnych.
Sekwencja impulsów — są to impulsy następujące po sobie w określonej kolejności. Jeśli przerwy między impulsami i czas trwania impulsów w sekwencji są sobie równe, jest to sekwencja okresowa. Okres powtarzania impulsów T jest sumą czasu trwania impulsu i przerwy między impulsami w sekwencji. Częstotliwość powtarzania impulsów f jest odwrotnością okresu.
Okresowe sekwencje prostokątnych impulsów, oprócz okresu T i częstotliwości f, charakteryzują się kilkoma dodatkowymi parametrami: współczynnik wypełnienia DC i współczynnik wypełnienia Q. Cykl wypełnienia to stosunek czasu trwania impulsu do jego okresu.
Wellness Stosunek okresu pulsu do czasu jego trwania. Okresowa sekwencja wypełnienia Q = 2, czyli taka, w której szerokość impulsu jest równa czasowi przerwy między impulsami lub w której wypełnienie wynosi DC = 0,5, nazywana jest falą prostokątną.