3.3.2. Генератори імпульсів складної форми.

Імпульсом називають короткочасний електричний сигнал, тривалість якого сумірна з тривалістю перехідного режиму кола, на яке цей імпульс впливає.

В багатьох електронних пристроях (зокрема, в блоках цифрових ЕОМ, у вимірювальних приладах, в автоматичних системах і т.д.) використовується імпульсний режим роботи, за яким струми і напруги, що діють в колах, мають вид імпульсів різної форми і тривалості, розділених між собою проміжками часу. Тут знаходять використання як поодинокі імпульси, так і головним чином послідовності імпульсів (серії імпульсів), які створюють імпульсні сигнали, що несуть інформацію або виконують функції управління роботою електронних пристроїв.

Імпульси в зазначених пристроях формуються генераторами подібно до генераторів синусоїдальних коливань. Ці генератори містять реактивні елементи (зазвичай конденсатори), здатні запасати електричну енергію, але у них в перебігу кожного циклу коливань весь накопичений в реактивному елементі запас енергії переходить в теплоту.

Генератори, що виробляють імпульсні коливання різної несинусоїдальної форми (прямокутні, пилкоподібні і т.д.), називаються релаксаційними (релаксаторами). В релаксаційних генераторах транзистори працюють в ключовому режимі, причому протягом часу, коли транзистор закритий відбувається накопичення енергії, а коли транзистор відкривається, – енергія звільняється.

Режим роботи релаксатора, при якому безперервно генеруються імпульси, називається режимом вільних коливань або автоколивальним.

При необхідності отримати високу стабільність релаксаційний генератор піддають примусовій синхронізації шляхом дії на нього сигналів стороннього стабільного генератора такої ж частоти (режим синхронізації). Окремим випадком цього режиму є режим ділення частоти, при якому синхронізуючий сигнал має частоту в ціле число раз більшу частоти релаксатора.

Крім зазначених, використовується також режим очікування, при якому релаксатор запускається зовнішнім імпульсом і, здійснивши один цикл коливань, повертається у вихідний стан.

3.3.2.1. Параметри імпульсів прямокутної форми.

Найчастіше в комп’ютерній техніці використовуються імпульси, форма яких близька до прямокутної. Ідеальна (рис. 3.72-а) і реальна (рис. 3.72-б) форма таких імпульсів показана на рис. 3.72. Крім того, на рис. 3.72 показані позначення параметрів прямокутних імпульсів.

а) б)

Рис. 3.72.

По вертикальній осі відкладаються значення висоти імпульсу А (струму або напруги) з нерівномірністю (завалом) вершини ΔА. На горизонтальній осі винесена тривалість імпульсу t_імп, зазвичай вимірювана на рівні 0,1А. Передня частина імпульсу, звана фронтом (переднім фронтом) визначається тривалістю (часом) t_ф наростання імпульсу від 0,1 до 0,9 його висоти. Задня частина імпульсу – спад (задній фронт) t_с – визначається часом убування в тих же межах.

Імпульси закінчуються викидом у від’ємній області (хвостом) з часом згасання t_х. Характер переднього і заднього фронтів, нерівномірності, а також згасання зумовлений характером перехідних процесів в електричних колах генератора.

Зазвичай імпульси слідують періодично з періодом Т або частотою повторення F = 1/Т. Відношення періоду Т до тривалості імпульсу t_імп називається шпаруватістю (скважністю) Q = Т/t_імп, а зворотна величина γ = 1/Q = t_імп/T – коефіцієнтом заповнення.

Неперервні послідовності імпульсів або окремі імпульси отримують за допомогою автогенераторів або генераторів із зовнішнім запуском. Прямокутні імпульси виробляються мультивібраторами, блокінг-генераторами і іншими пристроями.