1. Электрические импульсы и их параметры.

В схеме мультивибратора напряжение на выходе будет импульсным, то есть меняющимся с определенной частотой скачкообразно от низкого уровня к высокому и обратно. Такой сигнал в радиотехнике называют импульсной последовательностью или просто последовательностью импульсов. На рисунке 2 показаны некоторые разновидности электрических импульсов и их параметры.

Участки импульсной последовательности, на которых напряжение принимает высокий уровень принято называть импульсами высокого уровня, а напряжение низкого уровня это есть паузы между импульсами высокого уровня. Хотя на самом деле все относительно: можно считать, что импульсы имеют низкий уровень, которым и будет включаться, например, какое-либо исполнительное устройство. Тогда паузой между импульсами будет считаться как раз высокий уровень.

Одним из частных случаев формы импульсов является меандр. В этом случае длительность импульса равна длительности паузы. Для оценки соотношения длительности импульса пользуются параметром, который называется скважностью. Скважность показывает во сколько раз период следования импульса больше длительности импульса.

На рисунке 2 период следования импульсов обозначен, как и везде, буквой Т, а длительность импульса и паузы соответственно tи и tп. В виде математической формулы скважность будет выражена так: S = Т / tи.

В силу этого соотношения скважность импульсов типа «меандр» равняется двум. Термин меандр в данном случае заимствован из строительства и архитектуры: это один из способов кладки кирпича, рисунок кладки как раз напоминает указанную последовательность импульсов. Последовательность импульсов «меандр» показана на рисунке 2а.

Величина, обратная скважности называется коэффициентом заполнения и обозначается буквой D от английского Duty cycle. Согласно вышесказанному D = 1/S.

Зная период следования импульсов можно определить частоту следования, которая вычисляется по формуле F = 1/T.

Начало импульса называется фронтом, а окончание соответственно спадом. На рисунке 2б изображен положительный импульс со скважностью 4. Его фронт начинается от низкого уровня и переходит в высокий. Такой фронт называется положительным или восходящим. Соответственно спад данного импульса, как видно на картинке, будет отрицательным, падающим.

Для импульса низкого уровня фронт будет падающим, а спад нарастающим. Эта ситуация показана на рисунке 2в.

2. Ключевой режим работы транзистора. Нормально замкнутый и нормально-разомкнутый ключ.

Импульсные генераторы строятся на основе RC – цепей, обладающих слабой избирательностью. Поэтому условия возбуждения выполняются в широком диапазоне частот. Это обеспечивает генерацию колебаний в очень широком спектре. Ключевые схемы являются базовыми элементами импульсных установок и служат для формирования электрических импульсов прямоугольной формы. Ключевая схема позволяет подключать нагрузку и отключать ее и, таким образом, коммутировать ток в нагрузке.

Простейший коммутирующий элемент - электромеханический ключ, показанный на рисунке 19.1.

В случае идеального ключа в разомкнутом состоянии ток равен нулю, то есть:

U_К=E, а U_Н=0,

где U_К – напряжение на ключе; U_Н – напряжение на нагрузке.

В замкнутом состоянии U_К=0, то есть:

, а

Любой реальный ключ при размыкании обладает большим, но все же конечным сопротивлением R_K*, а при замыкании - малым сопротивлением R_K**. В этом случае, если R_K не зависит от приложенного напряжения, то в цепи протекает ток:

.

В координатах I, U_K это уравнение соответствует прямым, проходящим через начало координат и точки, где R_K=R_K* и R_K=R_K**. В разомкнутом состоянии основная часть напряжения падает на ключе U_K* и лишь небольшая - на нагрузке U_Н*.

В качестве коммутирующих элементов в электрических схемах используются различные электронные приборы, способные при воздействии управляющего сигнала изменять внутреннее сопротивление в широких пределах (то есть управление осуществляется не механическим, а электронным путем).

Используются диоды, транзисторы, тиристоры и другие электронные приборы.

В ключевом режиме биполярный транзистор работает в режиме насыщения (замкнутый ключ) или режиме отсечки (разомкнутый ключ). Полезно помнить, что в режиме насыщения оба перехода (коллектор-база и эмиттер-база) открыты, а в режиме отсечки - заперты.