38) Параметры импульсов и импульсных устройств
!!!В импульсных устройствах используется след. виды электрических сигналов:
1) Импульсы
2) Перепады напряжений (тока)
!!!Электрический импульс – это отклонение напряжения (тока) от первоначального значения в течении короткого промежутка времени, соизмеряемого с длительностью переходных, процессов в импульсном устройстве. При этом предполагается автовозврат в исходное состояние.
!!!Перепад
напряжения (тока) – это переход на другой
уровень. Возврат в исходное состояние
происходит только после подачи
дополнительного сигнала.
рис 1:
ав – фронт (нарастания) импульса; cd – срез импульса; bc – вершина; ad – основание импульса.
Параметры импульста:
Um – амплитуда; tu – длительность импульса
tф = 0 – длительность фронта; tc = 0 – длительность среза импульса.
Идеальный импульс трапецеидальной формы имеет tф и tc не равно 0
Длительность импульса tu измеряют на уровне 0,1 Un от основания или на уровне 0,5 Um
Время фронта tф = 0,1 Um, до момента, когда уровень достигает значения 0,9 Um, а время среза
tс = 0,9 Um до уровня 0,1 Um.
На вершине «bc» импульса наблюдается выброс b1 и завал «U» вершины, и на основании – выброс b2 после выключения устройства.
Длительность импульса tu измеряют между 0,1 Um его нарастания и спада.
39) Простейшие формирователи импульсов
R
L
и КС цепи. В элементах энергия не может
изменяться скачком, поэтому при приложении
к выходу RC
цепи, например, прямоугольного импульса
(рис. 4б и рис. 5б) имеют место процессы
изменения накопленной или накапливаемой
энергии, а формирования выходного
напряжения
40) Ограничители уровня
Ограничители уровня изменяют амплитуды входного Uвх напряжения до так называемого порогового уровня, на котором Uвых практически не изменяется. На рисунке
Н
а
рис 6 (а,в) изображены простейшие
двусторонние ограничители уровней,
синусоидального напряжения Uвх,
выполненные на диодах.
VD1 и VD2и источниками постоянного тока с ЭДС Е1 и Е2 рис.6(а) или на стабилитронах VC1 и VC2
41) Транзисторные ключи.
Ключевое устройство(ключ) служит для переключения цепей нагрузки под воздействием внешних управляющих сигналов и работает в 2-х режимах: включённом или выключенном.
В качестве ключей могут использоваться механические выключатели, электромагнитные реле и электронные, выполненные на транзисторе, диодах и др. электронных устройствах.
Е
сли
механический выключатель S
(рис. 1а) замкнуть, то его сопротивление
RS
= 0b
напряжение Uвых
= 0 (рис. 1б)
Если S разомкнут (в течении интервала времени t1-t2), то его сопротивление RS = бесконечность, а выходное напряжение = напряжению питания, т.е Uвых = Un.
В транзисторном ключе (рис. 1в) при отсутствии сигнала на входе Uвх транзистор VT должен быть закрыт ((Iк.max = Un/Rк, Un на рис.1 д) с выходной характеристикой iк(Uк) транзистора VT при Iб = 0).
При этом напряжение на коллекторах Uвых = Un – Uпор ~ Un (Uпор – пороговое напряжение отпирания транзистора.)
Уровень входного сигнала Uвх1 должен быть таким, чтобы ток базы Iб = Iвх1/Rб обеспечил полное открытие транзистора VT, т.е транзистор должен работать в режиме насыщения. Тогда напряжение Uвых ~ Un – Rkik = Uko~0, т.к сопротивление коллектора в режиме насыщения невелико.
Uвх<Uпор транзистор VT закрыт (Uвых~Un), а при Uвх>Uвх1, Uвых = Uko, где Uko – напряжение на открытом транзисторе.
В реальном электронном ключе при открытом или закрытом состояниях, сопротивления имеют конечные значения, а также наблюдается промежуток времени при спаде, так и при нарастании напряжения Uвых, что ограничивает частоту f = 1/T переключения ключа.
Так, принцип работы транзисторного ключа заключается в его открытии входным сигналом Uвх или в его закрытии и в формировании перепада напряжения Um.