Импульсные устройства
Это электронные устройства, в которых сигналы имеют форму импульсов. Они широко применяются в вычислительной, информационно-измерительной технике, телевидении, автоматике, промэлектронике. Преимущества импульсного режима перед непрерывным: 1) меньше потребление тока, т. е. выше КПД; 2) выше точность, надежность и скорость обработки информации; 3) больше пропускная способность и помехоустойчивость; 4) возможность использования однотипных элементов в интегральном исполнении. Импульсные сигналы могут иметь разнообразную форму.
. Амплитуда и длительность импульса импульсных устройств
Они характеризуются следующими основными параметрами:
Umaх – амплитуда импульса; tи – длительность импульса; tп – длительность паузы; Т – период; q = T/tи – скважность (2-10 в автоматике и до 10 тыс. в радиолакации); tф − длительность фронта (во время нарастания импульса от 0,1Umaх до 0,9Umaх); tC – длительность фронта (время спада импульса от 0,9Umaх до 0,1Umaх).
В состав многих импульсных устройств входят электронные ключи: диодные, транзисторные, тиристорные и др. Их работа характеризуется двумя состояниями: «включено» и «отключено» (высокий уровень сигнала и низкий уровень сигнала). Это позволяет использовать двоичную систему счисления для обработки информации.
Ключевой режим работы транзистора
В
семействе выходных характеристик
(рис.б) проводим ВАХ резистора RК,
удовлетворяющую уравнению:
.
Этот график называют статической линией
нагрузки и строят по двум точкам: 1)
;
( точка
на
линии статической нагрузки);
2)
;
( точка
).
а б
Схема транзисторного усилителя и его ВАХ:
а - схема усилителя; б - вольтамперная характеристика
Ключевой режим транзистора характеризуется двумя состояниями:
1)
режим отсечки
(точка А1),
когда ток базы ІБ
=
0, а коллекторное напряжение Uкэ
Этот режим реализуется при отрицательном
смещении базы UБЭ
<
0 , ІБ
=
0 (транзистор закрыт);
2) режим насыщения (точка А2), когда транзистор открыт:
>0.
,
,
.,.
Переход из режима отсечки в режим насыщения осуществляется подачей Uвх > 0. При этом повышению Uвх соответствует понижение Uвых. Поэтому ключ называют инвертирующим.
Импульсный (нелинейный) режим работы операционного усилителя. Компараторы
В
импульсном режиме, когда
или
,
сигнал на выходе может принимать одно
из значений:
или
.
Импульсный режим ОУ используют в
компараторах – это устройство для
сравнения
с опорным напряжением.
Импульсный режим ОУ
Простейший компаратор имеет схему, представленную на рисунке.
Схема и характеристика компаратора
Широко применяют компаратор, называемый триггером Шмидта. Он имеет положительную обратную связь через резисторы R1, R2 и его амплитудная характеристика обладает гистерезисом.
Схема и характеристика триггера Шмидта
Переключение
схемы в состояние
будет при
,
а обратное переключение при
