37 Дать общие сведения об импульсных сигналах, охарак-ть параметры импульсных сигналов

Импульсными-наз. Устр-ва предназнач-е для генерирования, формир-я, преобраз-я и неискажённой передачи импульсных сигналов(импульсов). Электрическим импульсом наз. кратковременное отклонение напряжения или тока от постоянного уровня. Импульсный режим в электронных устройствах-это кратковременное воздействие сигнала чередующееся с паузой.

В импульсных устройствах применяют импульсы различной формы: прямоугольные, трапецеидальные, экспоненциальные, колоколообразные, ступенчатые и пилообразные.

А-амплитуда; Т-период следования импульса; tи- длительность импульса; tп- длительность паузы; f-частота(f=1\T). Отношение периода к длительности наз. скважностью(q=T\tи)

tпф- длительность переднего фронта; tc- длительность спада импульса, ∆А-спад вершины импульса.

38 Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов:

В сост многих эл. Устр-в ВХ-т эл. ключи. Осн их работы сост активный элемент(П.П VD, транзисторы, тиристоры), работающие в ключевом режиме. Упрощённая схема идеального ключа имеет вид:

При разомкнутом ключе i=0 Uвых=Е, при замкнутом ключе i=E\R, Uвых=0. При этом предполагается, что сопротивление разомкнутого ключа бесконечно велико, а сопротивление замкнутого =0. В реальных ключах токи, а также уровни выходного напряжения зависят от типа и параметров активных элементов

Первое состояние «выключено» (транзистор закрыт) определяется точкой А1 на выходных характеристиках транзистора; его называют режимом отсечки. В режиме отсечки ток базы Iб = 0, коллекторный ток Iк1 равен начальному коллекторному току, а Uк = Uк1 ≈ Ек. Режим отсечки реализуется при Uвх = 0 или при отрицательных потенциалах базы. В этом состоянии сопротивление ключа достигает максимального значения. Второе состояние «включено» (транзистор открыт) определяется точкой А2 на ВАХ и называется режимом насыщения. Из режима отсечки (А1) в режиме насыщения (А2) транзистор переводится положительным входным напряжением Uвх. При этом напряжение Uвых принимает минимальное значение, ток коллектора Iк2 = Iк.нас ≈ Ек/Rк. Ток базы в режиме насыщения определяется из условия: Iб > Iб.нас = Iк.нас / h21.

Принцип работы диодного электронного ключа основан на изменении величины дифференциального сопротивления полупроводникового диода в окрестностях порогового значения напряжения на диоде Uпор. При положительном Uвх диод открыт и через него протекает ток I=Uвх/(Rд+R);

при отрицательном – протекает минимальный обратный ток Rобр>>R, Uвых<<Uвх

Простейшим формирователем импульсов по амплитуде является ограничитель импульсных сигналов. Ограничитель- нелинейный четырёхполюсник выходное напряжение которого повторяет форму выходного U до опред значения, а затем остаётся на пост-м ур-не. Ограничители могут вып-ть формир-е по max, min и двухстороннее ограничение. По длительности - мультивибратор – генератор импульсов близких по форме прямоугольной

39.Охарактеризовать линейные интегрирующие и дифференцирующие RC-цепи.Дифференцирующие цепи – линейные четырёхполюсники,у которых вых.напряжение приблизительно пропорционально напряжения в зависимости от времени:Uвых(t)=К*(dUвх/dt),где К-коэф.пропорциональности.

Применяются для формирования коротких импульсов.Схема и диаграмма:

Uвых(t)=i*R=RC*(dUc/dt).

Напряжение на конденсаторе:Uc=Uвх-Uвых,тогда Uвых(t)=RC(dUвх/dt – dUвых/dt),если dUвых/dt << dUвх/dt,то Uвых(t)=RC*( dUвх/dt).Продиффиренцируем Uвых и получаем:dUвых/dt= RC*( d²Uвх/dt²),и получаем Uвых(t)=RC*(dUвх/dt–RC*(d²Uвх/dt²));dUвх/dt>> RC*( d²Uвх/dt²).

Интегрирующие цепи-это 4-х полюсники,у которых вых.напряжение пропорционально интегралу по времени от вх.сигнала.Простейшая инт. цепь и её диаграмма имеет вид:

Вх.сигнал предст.собой прямоуг.импульсы,не имеющие пост.состовляющей.Всоставе вых.сигнала присутствует пост.составляющая и длит.вых.импульсов больше чем длит.интегрирующих цепей.Учитывая параметры простейших схем определяем Uвых(t)=S^t_o*(Uвх-Uвых)*dt.

40 Схема мультивибратора. Мультивибратор – генератор импульсов близких по форме прямоугольной. Представляет собой двухкаскадный усилитель с положительной ОС,замкнутой по кольцевому режиму.Если Rк1= Rк2, Rб1=Rб2,С1=С2,то мультивибратор симметричный.При подключении источника питания происходит зарядка кондесаторов С1 и С2 по экспонициальному закону.После зарядки конденсатора происходит поочерёдное открывание и закрывание VT,а именно при незначительном применении коллекторного тока Iк в VT1,происходит разрядка С1 на базу VT2.В результате VT2 открывается,Iк2 увеличивается,Uк2 уменьшается.В свою очередь VT1 находится в полузакрытом состоянии,при котором Iк1 минимально,Uк1 макс.Исходя из этого на вых.1 можно снимаь формирующиеся импульсы.После того как С1 полность разрядился,начинается его зарядка,возникает лавинообразный процесс,что приводит к разрядке С2,открывание VT1,закрываение VT2 и формирование импульсов на вых. Uк2.Длительность импульсов: Rб1*С1= Rб2*С2.

41.Принцип действия схемы мультивибратора на логических элементах. В схеме мультивибратора на логических элементах применяются 2 транзистора, ключа или логич элемент И-НЕ.Предположим что ЛЭ1 закрыт,а ЛЭ2 открыт,то на вых.ЛЭ1 действует U высокого уровня и С1заряжается через R2. Напряжение создаваемое на R2 поддерживает ЛЭ2 в открыом соcтоянии до тех пор,пока Ur2 не станет меньше Uпор.Пока идёт зарядка С1,С2 успевает разрядится через ЛЭ2 и диод VD2. Когда напряжение на R2 достигает порогового значения происходит обратный процесс.

42 Ограничитель - нелинейный четырёхполюсник выходное напряжение которого повторяет форму выходного U до опред значения, а затем остаётся на пост-м ур-не. Ограничители могут вып-ть формир-е по max, min и двухстороннее ограничение.

Выше приведённая схема- схема ограничения по max, в которой если Uвх <Е0, то выходной сигнал практически повторяет входной. При достижении значения Uвх>Е0 происходит ограничение амплитуды на уровне Е0. Если диод в этой схеме включить в обратном направлении то будет выполнятся формирование по min

В схеме двухстороннего ограничения формирование импульсов по max выполняет диод VD1 на уровне Е1, формирование импульсов по min выполняет диод VD2 по уровню Е2.

43.Общие сведения об тригерных структурах.

Триггеры-устройства,обладающие двумя состояниями устойчивого равновесия и способные переходить из одного состояния в другое под действием внешнего управляющего сигнала.Триггер –устройство,служит для запоминания одного разряда двоичного числа.

По способу приема инф.делят на асинхрнонные(нетактируемые) и синхронные(тактируемые).

По способу синхронизации различают со статическим и динамически управление записи.Статическое-предоставление информации в виде уровней напряжения,т.е.лог.1-высокий уровень(+5В) и лог.0-низкий уровень(от 0,8 до 2,4В).Принцип действия триггеров,а именно переход из одного состояния в другое происходит в следствие регенеративного процесса.Под регенеративным процессом понимают переходный процесс в элуктрической цепи,ахваченный положительной и обратной связью с коэфициентом усиления >1 в широком диапазоне частот,который характеризуется резкими изменениями токов и падений напряжения.УГО триггеров:

44.Объяснить принцип действия асинхронного RS-триггера. Асинхр. RS-триггер имеет установочный вход S для записи инф-ции в триггер и вход R для сброса триггера в исходное сосотояние. особенность работы триггера заключается в том, что то , что присутствует по входу S обязательно снимается с прямого выхода Q. Инверсный выход Q имеет всегда противополож-е состояние выходу Q.Запрещённое состояния для данного триггера когда R и S=1.

Асинхронный RS-триггер с инверстными входами. Отличие в работе RS-тр. на логических элементах И-НЕ заключается в том,что он должен иметь инверстные входы,т.е. устанавливается сост. лог 1 при S=0 и сбрасывается в противоположное сост.при R=1.Запрещённое состояние для данного триггера когда R и S=0.

45.Объяснить принцип действия синхронного RS-триггера. Синхронный RS - триггер имеет дополнительный вход С,который в зависимости от логического уровня разрешает запись информации в триггер,а именно при С=1 происходит запись информации с входа S и в результате на прямом выходе Q присутствует логический уровень равный значению S.