Общая характеристика импульсных устройств

Импульсными называются устройства, работающие в прерывистом режиме, т. е. кратковременное воздействие чередуется с паузой, длительность которых соизмерима с длительностью переходных процессов. Это предопределяет существенные особенности электронных устройств, работающих в импульсном режиме.

Преимущества импульсного режима перед непрерывным:

• В импульсном режиме может быть достигнута значительная мощность во время действия импульсов при малом значении средней (за период их повторения) мощности устройства. Габариты и масса электронной аппаратуры, определяемые средней мощностью, существенно снижаются.

• Импульсный режим позволяет ослабить влияние температуры и разброса параметров полупроводниковых приборов на работу устройств (так как уменьшается энергия, выделяемая в импульсных устройствах).

• Значительно повышается пропускная способность и помехоустойчивость электронной аппаратуры.

• Для реализации даже сложных импульсных устройств требуется большое число сравнительно простых однотипных элементов.

• Резко повышается точность измерительных приборов, качество записи повышается.

Импульсные устройства применяют в:

– вычислительной технике;

– радиолокации;

– телевидении;

– автоматике;

– промышленной электронике.

Используемые видеоимпульсы: прямоугольные, экспоненциальные, ступенчатые, пилообразные, колоколообразные и др. формы (рисунок 4).

Рисунок 4 – Формы видеоимпульсов

Радиоимпульсы  это пакеты высокочастотных колебаний (рисунок 5).

Рисунок 5 – Радиоимпульсы

В импульсной технике применяют видеоимпульсы.

Параметры импульсов:

Q  скважность (это отношение периода следования импульсов к длительности импульса);

Т  период следования импульсов;

t_и  длительность импульса.

Под электрическим импульсом понимают напряжение или ток, отличающийся от исходного значения (уровня) в течение короткого промежутка времени t_и, значительно меньшего по длительности, чем интервал (пауза) между импульсами t_п (см. рисунок 3). В общем случае под импульсом понимают переменное напряжение (ток), форма которого отличается от синусоидальной формы, а время действия соизмеримо с длительностью переходного процесса.

Импульсный режим – это режим, при котором напряжение (ток) имеет резкие перепады.

Реальные импульсы характеризуются следующими параметрами:

U_m – амплитуда импульса;

∆U – спад вершины импульса;

t_ф – длительность фронта импульса, измеряют на интервале (0,1 – 0,9) U_m;

t_и – длительность импульса;

t_c – длительность спада импульса, измеряют на интервале (0,1 – 0,9) U_m;

t_U – на уровне 0,1 U_m, иногда 0,5 U_m;

T = t_и + t_п – период следования;

Q = – скважность или коэффициент заполнения i = 1 / Q.

Независимо от функционального назначения импульсных устройств общее для них:

– быстрота процесса изменения тока и напряжения;

– приборы в таких устройствах (диоды, транзисторы) работают в ключевом режиме: включено – выключено;

– сигналы на входах и выходах имеют конечные (дискретные) значения: наличие импульса – отсутствие импульса, высокий уровень – низкий уровень, поэтому такие системы подразделяют на импульсные и потенциальные.

Дискретное представление сигналов в виде импульсов или перепадов позволяет использовать двоичную систему счисления для обработки информации (цифровой), а системы обработки – дискретные или цифровые.