script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Длительность фронта импульса тока

ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА

date image2015-02-14
views image9437

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Устройства, работающие в прерывистом (дискретном ) режиме, длительность которых соизмерима с длительностью переходных процессов, называют импульсными. Импульсные устройства предназначены для формирования, преобразования и генерирования импульсных сигналов – импульсов. Под импульсом понимают кратковременное изменение напряжения (тока, рисунок 77) в электрической цепи от нуля до некоторого постоянного уровня . Различают видео– и радиоимпульсы. Видеоимпульс представляет собой кратковременное изменение напряжения (тока) в цепи постоянного тока, постоянная составляющая(среднее значение) которого отличается от нуля . Идеализированные видеоимпульсы имеют различную форму.

Рисунок 77

Различают видеоимпульсы положительной и отрицательной полярности, а также двусторонние (разнополярные).

Радиоимпульс – это кратковременный пакет высокочастотных колебаний напряжения или тока, огибающая которых имеет форму видиоимпульса.

Одиночный импульс и последовательность импульсов характеризуется следующими параметрами: амплитудой , длительностью ; длительностью переднего фронта ; длительностью заднего фронта (среза) ; спадом вершины ; средним значением , , ; мощностью в импульсе ; действующим значением , , ; длительностью паузы между импульсами , периодом повторения Т и скважностью Q.

Амплитуда импульса. Максимальное напряжение (ток) импульса называется амплитудой (рисунок 78). В маломощных импульсных устройствах обычно применяют импульсы напряжения с амплитудой от десятых долей вольта до нескольких сотен вольт; в мощных импульсных устройствах – от десятков вольт до десятков киловольт. В таком же широком диапазоне изменяются амплитуды импульсов тока; в маломощных импульсных устройствах – от долей миллиампера до долей ампера; в мощных импульсных устройствах – от долей ампера до десятков тысяч ампер.

Рисунок 78

Длительность импульса. Под длительностью импульса понимают промежуток времени между моментом возникновения и исчезновения импульса. Иногда длительность импульсов определяют по длительности основания, иногда на уровне , либо . В последнем случае длительность импульса называют активной. Длительность импульса зависит от назначения, например, в автоматике используют импульсы длительностью , в импульсной сварке – от , в импульсном электроприводе – примерно , в импульсной радиосвязи – микросекундного диапазона, в физике быстрых частиц – наносекундного диапазона, в промышленной электронике – .

Длительность фронтов импульса. Под фронтом понимают боковую сторону импульса. Различают передний и задний фронты, последний называют срезом импульса. Длительность переднего фронта определяет время нарастания импульса, а длительность заднего – время спада импульса. Для описания формы реального импульса наиболее часто используют понятие активной длительности фронта и среза импульса. Активную длительность фронта и среза соответственно отсчитывают между уровнями . Длительности и по сравнению с , тем больше форма импульса приближается к прямоугольной. Иногда вместо длительности фронта (среза) форму импульса характеризуют крутизной фронта (среза) , под которой понимают скорость нарастания (убывания) импульса. Крутизна фронта (срезе) измеряется в вольтах на секунду (В/с) или амперах на секунду (А/с).

Спад вершины импульса. Вершина прямоугольного импульса во многих случаях соответствует рабочей части импульса и поэтому стремится обеспечивать ее постоянство. Из–за несовершенства формирователей и генераторов импульсов происходит спад вершины . Спад вершины импульса желательно иметь возможно меньшим. Часто требуется, чтобы было не более . Вместо абсолютной величины спада часто используют относительную, определенную как или .

У некоторых импульсов, например, треугольных пилообразных и др. Вершина отсутствует и фронт сразу переходит в срез.

Период повторения импульсов Т – отрезок времени между началом (концом) двух соседних однополярных импульсов. Величина обратная, периоду повторению, называется частотой повторения (следования) импульсов f. Частота повторения импульсов зависит от назначения, например, в промышленной электронике от десятых долей герца до десятков мегагерц и выше

Скважность импульсов – отношение периода повторения к длительности импульса . Скважность величина безразмерная и всегда больше единицы. В промышленной электронике скважность импульсов составляет от 1,1 до десятков тысяч. Скважность отражает возможность накопления больших энергий и мощностей в течении сравнительно большой паузы между импульсами и генерирования этой энергии во время кратковременного импульса. Скважность является энергетической характеристикой импульсного устройства. Величина, обратная скважности, называется коэффициентом заполнения импульсов:

.

Среднее значение импульса. Для определения энергетических свойств импульсного устройства и характеристик энергетического воздействия импульса на нагрузку вводят понятие среднего значения импульса ( постоянной составляющей импульса). Обычно различают среднее значение за период и за время длительности импульса. Среднее значение напряжения, тока и мощности импульса за период соответственно:

;

;

;

где , и – соответственно среднее значение напряжения, тока и мощности за время длительности импульса;

.

Действующее значение импульса. По аналогии со средним значением импульса различают действующее значение импульса за период и за время длительности импульса. Действующее значение напряжения , тока и мощности за период соответственно:

;

;

.

Импульсные устройства можно разделить на два вида: маломощные (информационные) и мощные (силовые).

Импульсы для мощных и маломощных устройств формируются линейными и нелинейными цепями с пассивными и активными элементами. На вход таких цепей подают сигналы синусоидальной или не синусоидальной формы: на выходе получают импульсы с заданными параметрами. При этом формирование выходных импульсов происходит в промежутках времени, пока действует входной сигнал.

Простейшими линейными формирующими цепями являются дифференцирующие и интегрирующие цепи, формирующие линии с распределенными и сосредоточенными параметрами и др.

В более сложных формирователях импульсов применяют сочетание линейных формирователей цепей с электронными элементами импульсных устройств.

Схема идеального ключа и его нагрузочная характеристика рисунок 79,а. В статических режимах ключ находится в одном из двух состояний равновесия, включен или выключен и не потеряет энергии.

Рисунок 79

Во включенном состоянии внутреннее сопротивление идеального ключа равно нулю, а в выключенном бесконечности следовательно , а ток через ключ . Во включенном и , а .

Ключ можно перевести из одного состояния в другое управляющим напряжением или током мгновенно, так что на выходе возникают скачки напряжения с амплитудой . При периодической коммутации ключа выходное напряжение имеет форму прямоугольных импульсов. Коэффициент передачи ключа по току и напряжению в моменты включения и выключения соответственно:

Реальные ключи всегда имеют конечное внутреннее сопротивление в каждом состоянии, а также обладают некоторой емкостью рисунок 79,б.

Генерирование импульсов осуществляется несимметричными устройствами с самовозбуждением или с внешним запуском. У генераторов с внешним запуском входной сигнал управляет лишь моментом возникновения генерации, а далее генерация происходит за счет внутренних процессов в схеме. Оба генератора относят к большому классу устройств, называемых регенеративными. Регенеративные устройства характеризуются ПОС, которая вызывает лавинообразный процесс в схеме и приводит к скачкообразному изменению состояния схемы, т.е. к скачкам напряжения и тока.

К регенеративным импульсным устройствам относятся триггеры, мультивибраторы, одновибраторы, блокинг–генераторы и др.

Рисунок 80

На формируются импульсы, форма которых определяется свойствами ФУ. Если ФУ отсутствует на формируются прямоугольные импульсы.

Простейшие схемы мощных формирователей импульсов с емкостным и индуктивным накопителем.

С увеличением мощности в импульсе и скважностью формирователь становится неэкономичным, т.к. мощность источника питания должна быть равна мощности импульса.

Поэтому используют накопители энергии (либо электростатический в емкости, либо электромагнитный в дросселе с индуктивностью, индуктивный).

Емкостной при включенном ключе напряжение на конденсаторе в конце процесса заряда достигает максимальной величины и накапливаемая энергия . При включении ключа, происходит быстрый разряд конденсатора, определяемый постоянной времени . Мощность в импульсе . Для обеспечения большой длительности процесса заряда по сравнению с процессом разряда необходимо условие .

В схеме с индуктивным накопителем рисунок 81,а процесс заряда происходит при замкнутом ключе.

Накопление энергии в дросселе с индуктивностью L осуществляется по мере нарастания тока заряда. При достаточно малых сопротивлениях обмотки дросселя L и внутреннего сопротивления источника питания можно получить большой ток в конце процесса заряда. Накопленная магнитная энергия:

,

где – ток в конце заряда.

а) б) Рисунок 81

Процесс заряда происходит при выключенном ключе с постоянной времени: .

Мощность в импульсе

Построение регенеративных электронных ключей с S и N – образными характеристиками, которые имеют участок обратного сопротивления.

В зависимости от типа связи регенеративные устройства делят на триггеры (с резистивной связью), мультивибраторы (с емкостной связью), блокинг–генераторы ( с трансформаторной связью). Триггеры и мультивибраторы обычно выполняют на двухкаскадных ключах, блокинг–генраторы – однокаскадных.

По способу (режиму) работы все регенеративные устройства можно разделить на три класса: с двумя состояниями устойчивого равновесия и другим состоянием квазиравновесия (неустойчивого равновесия); с двумя состояниями квазиравновесия. Обычно состояние устройства определяется состоянием входящих в него ключей (включен, выключен).

Устройства первого класса могут неограниченно долго находится в одном или другом состоянии устойчивого равновесия. При чем это первоначальное состояние зависит от случайных причин и каждый раз при включении источника питания разное состояние. Перевод таких устройств из одного состояния в другое осуществляется скачком под действием внешнего запускающего импульса.

Читайте также:  Взаимодействие параллельных токов какое явление

Возврат устройства в первоначальное состояние происходит также скачком, но под действием следующего импульса. Таким образом, под действием запускающих двух импульсов устройства вырабатывают один импульс. К такому классу устройств относятся триггеры, а рассматриваемый режим работы называется триггерным.

Устройства второго класса могут неограниченно долго находится в одном строго определенном состоянии устойчивого равновесия. Называемым исходным. Под воздействием запускающего импульса эти устройства переходят скачком в другое состояние, которое не является устойчивым. В этом состоянии в устройствах происходит медленные внутренние процессы, обусловленные чаще всего разрядом конденсаторов. В конце процесса разряда возникает обратный скачок и восстанавливается исходное состояние равновесия. Длительность состояния квазиравновесия полностью определяется параметрами схемы. Таким образом такие устройства на один импульс на входе – на выходе генерируют один импульс. В этот класс устройств входят одновибраторы, а описанный режим часто называют одновибраторным. Одновибраторы называют также ждущими (заторможенными) генераторами, например, ждущий мультивибратор, ждущий блокинг–генератор.

Устройства третьего класса ни имеют, ни одного состояния устойчивого равновесия и без воздействия внешних сил поочередно переходят из одного состояния квазиравновесия в другое, т.е. являются автогенераторами, а такой режим называется автогенераторным. К этому классу устройств относятся мультивибраторы, блокинг–генераторы и др. Устройства последних двух классов называют также релаксациоонными.

Источник

Пример измерения длительности фронта импульса

Измерение временных параметров импульса — фронта, длительности по конкретному уровню сигнала, среза импульса — сопровождается появлением дополнительных составляющих по­грешностей, обусловленных ошибками определения уровней от­счета.

Пусть, например, требуется измерить длительность переднего фронта импульса tф. Изображение импульса на экране имеет амплитуду lи =7 делений, расстояние между точками пересече­ния нарастающим передним фронтом уровней 0,1 и 0,9 от амплитуды импульса составляет lф(t) =3,5 деления (рис. 4). Измерения выполняются осциллографом С1-93. Переключатель коэффициента отклонения находится в положении 1 В/дел, а коэффициента развертки — в положении 0,1 мкс/дел.

РЕШЕНИЕ. 1. Точечная оценка длительности переднего фронта tф составляет:

tф =3,5 * 0,1 = 0,35 мкс.

2. Интервальная оценка складывается, во-первых, из четырех составляющих, имеющих ту же природу, что и при оценке временного интервала (см. предыдущий пример). Это погреш­ность калибровок масштабной сетки, состоящая из погрешности периода калибровочного сигнала Dак(t) и погрешности совмещения калибровочного сигнала с масштабной сеткой Dск(t):

Следующую пару составляющих интервальной оценки обра­зуют погрешность совмещения измеряемого временного интервала с масштабной сеткой Dси(t) и погрешность, с которой измеряемый интервал изображается на экране Dи(t)

Здесь dи(t) — справочная величина, задается в техническом описании. Для осциллографа С1-93 записано: «Пределы допу­скаемого значения относительной погрешности коэффициентов развертки при изображении сигнала по горизонтали не менее четырех делений для всех коэффициентов развертки, кроме 2 * 10 5 ; 5 *10 5 , и 1 * 10 6 мкс/дел равны: основной -±4% без растяжки».

Однако изображение фронта в рассматриваемом примере менее четырех делений. Тогда абсолютная погрешность, с которой измеряемый интервал изображается на экране, Dи(t) определяется не действительной величиной, изображения интер­вала lф(t), а минимальным изображением lmin(t), для которого техническое описание гарантирует относительную погрешность коэффициента развертки dи(t):

Сумма четырех первичных составляющих погрешности

3. Так как изображение переднего фронта имеет наклон, появляются дополнительные составляющие погрешности в опре­делении длительности фронта Dx(t), обусловленные погрешностя­ми в определении уровней отсчета фронта Dy (рис.5):

где a — угол наклона изображения переднего фронта сигнала относительно горизонтальной оси масштабной сетки (см. рис.4);

Погрешность Dy складывается из погрешностей определения нижнего уровня 0,1 и верхнего уровня 0,9 и зависит, во-первых, от погрешности Dси всей амплитуды импульса lи и, во-вторых, от погрешности Dсу совмещения заданного уровня 0,9 или 0,1 с масштабной сеткой. Погрешность отсчета вертикальной координаты Dси равна ±0,1дел. Значения ординат 0,9lи и 0,1lи находят по выражениям:

В нашем – случае

Дополнительная погрешность определения фронта

4. Полная интервальная оценка, с которой определяется изображение длительности переднего фронта, равна сумме всех составляющих погрешностей:

Полная относительная погрешность dиSф определения изобра­жения tф:

Полная запись длительности изображения переднего фронта:

tиф = (3,5±0,536) *0,1 = (0,35±0,0536)мкс.

На изображение, формируемое на экране, оказывает влияние переходная характеристика осциллографа: реальная величина переднего фронта tф отличается от замеренной по изображению на экране tиф на величину времени tн нарастания переходной характеристики канала тракта вертикального отклонения осцил­лографа:

Величина tн характеризуется в техническом описании: «Время нарастания Переходной характеристики каждого канала тракта вертикального отклонения, не более:

25 нс для всех коэффициентов отклонения кроме 5 мВ/дел и без выносного делителя 1:10;

35 нс для всех положений коэффициентов отклонения с выносным делителем 1:10 и положения 5 мВ/дел без делителя».

tф=0,35- 0,025= 0,325 мкс.

Относительная погрешность определения длительности переднего фронта

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Форма представления отчёта

Отчет по лабораторной работе № I

Структурная схема универсального осциллографа (см. приложение 2)…

Технические данные осциллографа .

(Выписываются технические данные используемого в рабо­те осциллографа в соответствии с перечнем, приведён­ным в п.2 раздела содержание лабораторной работы.)

Результаты измерения параметров синхроимпульса генератора импульсов.

1.Полная осциллограмма измеряемого импульса.

Масштабы координатной сетки экрана осциллографа:

Измеренные параметры сигнала в делениях масштабной сетки экрана осциллографа:

— длительность импульса по уровню напряжения 0,1;

— длительность импульса по уровню напряжения 0,5;

— длительность импульса по уровню напряжения 0,9.

Вычисленные параметры импульса:

— длительность импульса по уровню напряжения 0,1,

— длительность импульса по уровню напряжения 0,5,

— длительность импульса по уровню напряжения 0,9,

суммарную длительность переднего и заднего фронтов, полученную косвенно, как разность длительностей импульса по уровням напряжения 0,1 и 0,9.

2. Осциллограмма переднего фронта измеряемого импульса.

Масштабы координатной сетки экрана осциллографа:

Измеренные параметры переднего фронта в делениях масштабной сетки экрана осциллографа:

— длительность переднего фронта.

Вычисленные параметры переднего фрнта:

— длительность переднего фронта.

3. Осциллограмма заднего фронта измеряемого импульса.

Масштабы координатной сетки экрана осциллографа:

Измеренные параметры заднего фронта в делениях масштабной сетки экрана осциллографа:

— длительность заднего фронта;

Вычисленные параметры заднего фронта:

— длительность заднего фронта.

Вычисленная суммарная длительность переднего и заднего фронтов.

4. Результаты расчета погрешностей измерений измеренных параметров.

(В выводах необходимо отметить, какие параметры импульса измерены в пределах точности, обеспечиваемой классом точности использованного осциллографа.

Сделать сопоставление точности измерения суммарной длительности переднего и заднего фронтов измеряемого импульса, полученной:

как сумма переднего и заднего фронтов;

как разность длительности измеренного импульса по уровням 0,1 и 0,9.)

Результаты измерения параметров выходного импульса минимальной длительности генератора импульсов.

(Представить результаты измерения №2 точно так же, как и результаты измерения №1.)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Структурная схема универсального осциллографа

На рисунке: I — входная цепь, 2 — предварительный усилитель, 3 — оконечный усилитель Y, 4 – схема синхронизации и запуска, 5 — генератор развертки, 6 — оконечный усилитель X, 7 — калибратор, 8 — оконечный усилитель Z; 9- блок питания.

Литература

1. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. —

М.:Радио и связь, 1985.

2. Методы электрических измерений: Учебное пособие для вузов/

Л.Г.Журавин, М.А.Мариненко, Е.И.Семёнов, Э.И.Цветков; Под ред.

Э.И.Цветкова. — Л.: Энергоатомиздат. 1990г.

3. Мирский Г.Я. Электронные измерения. -М.: Радио и связь, 1986.

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ. 3

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА.. 5

Пример измерения напряжения. 7

Пример измерения временного интервала осциллографом.. 9

Пример измерения длительности фронта импульса. 12

Источник

Параметры электрического импульса

Импульсные процессы

Источниками колебаний в форме импульсов чаще всего являются импульсные генераторы — автономные преобразователи энергии источника питания, в энергию разрывных колебаний требуемой формы. Другим способом получения импульсов является их формирование путем изменения параметров колебаний иной формы, например синусоидальной.

Для этого используют формирующие устройства — ограничители амплитуды, схемы дифференцирования и другие устройства, которые изменяют параметры колебания — амплитуду, период следования, форму и т.п.

Электрическим импульсом называют напряжение или ток, отличающиеся от нуля или постоянного значения только в течение короткого промежутка времени, который меньше или сравним с длительностью установления процессов в электрической системе, в которой они действуют. Импульсы могут быть как периодическими, так и одиночными (рис. 1)

Рис. 1. Импульсы различной формы

В случае следующих друг за другом импульсов (т.е. периодических) обычно предполагается, что интервал между ними существенно превышает длительность процессов установления. В противном случае этот сигнал называют несинусоидальным напряжением или током. Такое определение не отличается строгостью, ибо переходные процессы протекают, как известно, бесконечно долго. Однако оно позволяет отличать импульсы в общепринятом смысле от напряжения сложной формы.

Читайте также:  Минимальный расчетный ток короткого замыкания

Параметры электрического импульса

Импульсы и импульсные последовательности характеризуются рядом параметров (длительность импульса, длительность паузы, время фронта, период следования и др). Методика измерения этих параметров представлена на рис 2.

Рис. 2. Основные параметры импульсов

Um – амплитуда импульса. Это наибольшее отклонение напряжения от исходного, установившегося значения Uo;

tфрдлительность фронта импульса (или время фронта). Это временной интервал, в течение которого напряжение возрастает от 0,1Um до 0,9Um. Иными словами, время фронта измеряется не по максимальному и минимальному значению напряжений, а по уровням 0.1-0.9 от максимального значения.

tcпдлительность спада импульса (или время спада). Это временной интервал, в течение которого напряжение спадает от 0,9Um до 0,1Um. Его иногда еще называют временем среза импульса.

tидлительность импульса. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах tфр и tcп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, длительность импульса измеряется на уровне половины амплитуды.

tп – длительность паузы. Она измеряется по уровню 0.5 аналогично длительности импульса. При этом соблюдается соотношение tп = T- tи.

Т – период следования импульсов. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах tфр или tcп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, период измеряется по уровню половины амплитуды между двумя соседними фронтами или спадами.

f – частота следования импульсов. Это величина, обратная периоду f =1 / T.

Q — скважность импульсов. Это величина, равная отношению периода к длительности импульсов: Q = Т/tи

Kз – коэффициент заполнения импульсов. Это величина, равная отношению длительности импульса к периоду: Kз = tи/T. Коэффициент заполнения и скважность импульсов – взаимообратные величины.

Источник



длительность фронта (импульса тока)

3.12 длительность фронта (импульса тока) (front time of impulse current); T1: Параметр, равный продолжительности времени, в течение которого сила тока молнии находится в интервале от 10 % до 90 % пикового значения тока молнии, умноженной на 1,25 (см. рисунок А.1).

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «длительность фронта (импульса тока)» в других словарях:

условное время (длительность) фронта импульса Т 1 — 3.11 условное время (длительность) фронта импульса Т 1: Время, выраженное в микросекундах и определяемое умножением на 1,25 времени в микросекундах, необходимого для увеличения максимального (амплитудного) значения импульса от 10 % до 90 %.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52725-2007: Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р 52725 2007: Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия оригинал документа: 3.34 взрывобезопасность: Отсутствие взрывного разрушения при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

импульс тока — Кратковременный ток, нарастающий без заметных колебаний до максимума и затем, как правило, более медленно спадающий до нуля. Параметрами импульса тока являются: максимальное значение, длительность фронта, длительность импульса. Длительность… … Справочник технического переводчика

обозначение формы импульса — 3.13 обозначение формы импульса: Комбинация двух чисел в микросекундах, первое из которых обозначает длительность фронта Т1, а второе длительность импульса T2. Эта комбинация записывается: T1/T2 (знак «/» не имеет математического значения).… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010: Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы — Терминология ГОСТ Р МЭК 62305 1 2010: Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы оригинал документа: 3.48 внешние токопроводящие части (external conductive parts): Открытые металлические части, входящие в защищаемое здание… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 51318.14.2-99: Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 51318.14.2 99: Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний оригинал документа: 5.3 Кондуктивные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 24453-80: Измерения параметров и характеристик лазерного излучения. Термины, определения и буквенные обозначения величин — Терминология ГОСТ 24453 80: Измерения параметров и характеристик лазерного излучения. Термины, определения и буквенные обозначения величин оригинал документа: 121. Абсолютная спектральная характеристика чувствительности средства измерений… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Импульсный трансформатор — (ИТ) трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе. Содержание 1 Описание 2 Эквивалентные схемы … Википедия

Наносекундные импульсные помехи — 5.2 Наносекундные импульсные помехи Испытания на устойчивость к наносекундным импульсным помехам проводят в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.4 при длительности испытаний, составляющей 2 мин для положительной полярности и 2 мин для отрицательной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

устойчивость — 32 устойчивость Способность подъемника противодействовать опрокидывающим моментам Источник: ГОСТ Р 52064 2003: Подъемники с рабочими платформами. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Лекция Общие характеристики импульсных сигналов.

Сигнал — физический процесс, несущий информацию. По природе физического процесса делятся на электромагнитные, в частности электрические (телефония, радио, телевидение, мобильная связь, ЛВС, Интернет), световые (оптоволоконный кабель), звуковые (общение людей), пневматические и гидравлические (определенные отрасли автоматики)и др.

Сигнал имеет Информативный (несущий информацию) и Неинформативный (не несущий информацию) параметр. П-р: если информацию несет амплитуда гармонического сигнала, то частота и фаза этого сигнала будут неинформативными.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения. Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют Последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени.

Импульсные сигналы бывают Периодичными и Непериодичными. Периодичными считаются сигналы, значения которых повторяются через определенный промежуток времени.

По форме импульсы делятся на: прямоугольные, треугольные, пилоподобные и др. Формы реальных импульсов отличаются от идеальных, вследствие искажений и помех, действующих в каналах импульсных устройств.

Параметры импульсов:

Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание информативного параметра.

Спад — информативный параметр падает до установленного значения.

Вершина — часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами.

Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения.

Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды.

Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности — интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности.

Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.

Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность.

Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса.

Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части.

Выброс в паузе B2— кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.

1.2. Виды импульсных сигналов и способы их отображения.

Импульсные сигналы могут отображаться в Аналитической (в виде уравнения) и Графической формах.

П-р:

Виды сигналов по характеру изменения сигнала во времени и по информативному параметру:

1) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и по времени сигналы

Читайте также:  Что будет если зарядить телефон большим током

2) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и дискретные по времени сигналы — удобно обрабатывать современными измерительными приборами, поэтому аналоговые сигналы исследуемых объектов чаще всего превращают в дискретные сигналы. (Дискретизация) Интервал времени между соседними значениями дискретного сигнала называется Интервалом или Периодом дискретизации; величина, обратная к периоду дискретизации — Частота дискретизации; Дискретизация бывает Равномерная и Неравномерная.

3) непрерывные (аналоговые) по времени сигналы и квантованные (дискретные) по информативному параметру определены в любой момент времени. Превращение непрерывных сигналов в квантованные — квантование сигнала. Интервал между двумя соседними разрешенными уровнями — Квант. Квантование бывает Равномерное и Неравномерное.

4) сигналы дискретные по времени и квантованные по уровню могут иметь только определенные разрешенные уровни. Именно такие сигналы используются в современных информативных технологиях и обрабатываются современными компьютерными и микропроцессорными средствами.

Логические сигналы. Логические (булевы) величины, т. е. величины, которые могут принимать одно из двух возможных значений 0 или 1. На практике используют два вида логических сигналов: Импульсные и Потенциальные. Если на начальных этапах развития цифровой техники широко использовались импульсные логические сигналы, то сейчас они почти полностью вытеснены потенциальными логическими сигналами.

Импульсный логический сигнал принимает значение логической 1, если в течении определенного, заранее определенного интервала времени существует импульс определенной амплитуды, и значение логического 0, если в течении этого интервала времени такой импульс отсутствует. Система потенциальных логических сигналов считается Положительной, если логической 1 соответствует высший, а логическому 0 низший с двух возможных уровней, и отрицательной (инверсной), если логической 1 соответствует низший, а логическому 0 — высший с двух возможный уровней.

Входные и выходные сигналы реальных цифровых устройств имеют не два уровня или значения, а бесконечно большое количество значений в заданном диапазоне. Для того, чтобы такие сигналы несли логическую информацию, диапазон возможных значений этих сигналов делят на такие поддиапазоны (зоны): поддиапазон (зона) логического 0; поддиапазон (зона) логической 1; запрещенная зона, разделяющая две первые зоны.

То, что одному значению логической величины ставится в соответствие бесконечно большое количество значений с определенного диапазона, является избыточностью в кодировании информации. Чем больше степень избыточности в кодировании информации, тем выше степень помехоустойчивости этой информации, т. е. логические сигналы являются наиболее помехоустойчивыми сигналами.

Типичные элементарные сигналы и их характеристики.

Единичный импульсный сигнал δ(T);

Единичный ступенчатый сигнал U(T);

Гармонический сигнал X(T);

Экспоненциальный сигнал.

Единичный импульсный сигнал имеет площадь равную единице, т. е. произведение длительности импульса Тi на амплитуду импульса =1. Единичный ступенчатый сигнал описывается таким аналитическим выражением:

Гармонический сигнал используется для исследования амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик импульсных устройств.

Экспоненциальный сигнал описывается таким аналитическим выражением:

1.2.Генераторы импульсных сигналов.

Устройства, предназначенные для генерации импульсов.

По форме импульсов генераторы делятся на Генераторы прямоугольных импульсов и генераторы импульсов Не прямоугольной формы, в частности генераторы пилообразных импульсов.

Чтобы получить импульсы прямоугольной формы с крутыми фронтами, широко применяются так называемые Релаксационные генераторы, принцип которых основан на использовании усилителей с положительной обратной связью. Эти генераторы могут работать в одном из таких режимов: ожидания, автоколебания, синхронизации и деления частоты.

В режиме ожидания генератор имеет одно стойкое состояние. Внешний импульс запуска вызывает прыжкоподобный переход генератора в новое нестойкое состояние. В этом состоянии, которое называется квазистойким, или временно стойким, в генераторе происходят довольно медленные изменения, которые в конце концов приводят к обратному прыжку к начальному стойкому состоянию. Длительность пребывания генератора во временно стойком состоянии, т. е. длительность импульса, определяется параметрами элементов генератора. Основные требования: стабильность длительности генерированного импульса и стойкость его начального состояния.

В автоколебательном режиме генератор не имеет стойкого состояния, а имеет два временно стойких состояния. Переход с одного временно стойкого состояния в другое и назад осуществляется прыжком без влияния какого-либо внешнего фактора. Во время этого процесса генерируются импульсы, амплитуда, длительность и период которых полностью определяются параметрами элементов генератора. Основным требованием к таким генераторам является высокая стабильность частоты импульсов.

Режим синхронизации и деления частоты применяется для генерации импульсов, частота которых равна или кратна частоте импульсов синхронизации, которые попадают на генератор из-вне.

Мультивибраторы.

Мультивибратор — одни из наиболее распространенных генераторов прямоугольных импульсов. Мультивибратор представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью.

Мультивибратор — это устройство, которое поочередно пребывает в двух временно стойких (квазистойких) состояниях. Как активные элементы в мультивибраторе используются биполярные и полевые транзисторы, логические интегральные микросхемы, операционные усилители.

Транзисторы мультивибратора пребывают поочередно в одном из двух режимов: в режиме отсечки и режиме насыщения.

См. схему . Элементы подобраны так, чтобы обеспечить идентичность каждого из усилительных каскадов, собранных из усилительных каскадов. При R1=R4, R2=R3, C1=C2 и одинаковых параметрах транзисторов мультивибратор называют Симметричным.

Казалось бы при полной симметрии схемы после ее включения токи транзисторов и напряжения на конденсаторов и на электродах транзисторов должны быть одинаковыми, а состояние схемы устойчивым. Однако этого никогда не происходит, т. к. идеальной симметрии схемы добиться практически невозможно. Любая, даже самая незначительная асимметрия мгновенно приведет к тому, что один из транзисторов закроется, а другой будет открыт и доведен до режима насыщения.

Пусть ток коллектора транзистора Т2 оказался несколько больше коллекторного тока транзистора Т1. Это приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R4 и к снижению отрицательного потенциала на коллекторе транзистора Т2. Через конденсатор С2 изменение потенциала коллектора транзистора Т2 передается на базу транзистора Т1.Это приведет к уменьшения тока коллектора Т1 и к увеличению отрицательного потенциала на коллектора этого транзистора. Через конденсатор С1 изменение потенциала коллектора транзистора Т1 передается на базу транзистора Т2, что вызывает дополнительное увеличение тока коллектора этого транзистора. Далее процесс повторяется и в конечном итоге транзистор Т2 полностью откроется и войдет в режим насыщения, а транзистор Т1 закроется. Этот процесс протекает лавинообразно и поэтому очень быстро, практически мгновенно.

В режиме запирания транзистора Т1 конденсатор С1 заряжается по цепи: +Ек, участок эмиттер-база открытого конденсатора Т2, С1, R!, — Ек. В то же время конденсатор С2 (в режиме насыщения транзистора Т2) разряжается через открытый транзистор Т2 и резистор R3). Переключение схемы из одного состояния в другое зависит от скорости заряда и разряда конденсатора.

Схема транзисторного мультивибратора.

2. Электронные ключи и логические элементы.

2.1. Общие сведения о ключевых элементах.

Ключевым элементом, или просто ключом называется устройство для открывания или закрывания канала, по которому передается энергия. По физической природе ключи делятся на электрические (электронные), пневматические, гидравлические, оптические и др.

Ключи могут пребывать в одному из двух состояний: замкнутом или разомкнутом. В замкнутом состоянии ключ имеет незначительное сопротивление, в идеальном случае нулевое. В разомкнутом состоянии, наоборот, сопротивление ключа большое, в идеальном случае бесконечно большое.

Переход ключа из одного состояния в другое осуществляется скачком, за незначительный промежуток времени, под действием сигнала управления ключом. Идеальным ключом называется ключ, который в замкнутом состоянии имеет нулевое сопротивление, и бесконечно большое сопротивление в разомкнутом состоянии.

Нормально замкнутые — ключ пребывает в замкнутом состоянии при условии отсутствии сигнала управления.

Нормально разомкнутые — ключ пребывает в разомкнутом состоянии при условии отсутствии сигнала управления.

Переключатели — под действием управляющего сигнала переходит с нормально замкнутого состояния в разомкнутый.

По способу включения ключи делятся на Последовательные и Параллельные.

По роду переключаемой величины ключи делятся на ключи Напряжения и ключи Тока.

Коммутаторы — устройства, предназначенные для соединения или коммутации одного входного канала передачи сигналов на вход одного из выходных каналов передачи сигналов или наоборот, одного из входных каналов передачи сигналов на вход выходного.

Реальные ключи характеризуются такими параметрами:

1.Сопротивление в замкнутом и разомкнутом состоянии.

2.Длительность перехода ключа из замкнутого состояния в разомкнутый и, наоборот, переход ключа из разомкнутого состояния в замкнутый.

3.Максимально допустимый ток замкнутого ключа.

4. Максимально допустимое напряжение замкнутого ключа

Аналоговые ключи.

Аналоговые ключи имеют два состояния: замкнутый и разомкнутый, и предназначены для передачи входного сигнала на выход с высокой точностью и без искажений в замкнутом состоянии.

Источник