4_3_1

Импульсом называют кратковременное изменение напряжения (тока) в электрической цепи, длительность которого соизмерима или меньше длительности переходных процессов в этой цепи. Если длительность какого-либо сигнала несравненно больше длительности переходного процесса в электрической цепи, то режим работы во времени действия сигнала считают установившимся, а сам сигнал для этой цепи не является импульсным.

Режим работы электронного устройства, в котором действуют импульсные сигналы, называют импульсным. В таком режиме кратковременное воздействие чередуется с паузой, длительность которой соизмерима с длительностью переходных процессов. Это предопределяет существенные особенности электронных устройств, работающих в импульсном режиме.

Основными задачами, решаемыми с помощью импульсных устройств, являются: формирование и генерирование импульсов заданных форм и параметров, а также управление импульсами. Импульсный режим работы лежит в основе работы многих устройств промышленной электроники.

По форме (здесь отражается чисто геометрическая структура импульса) импульсы весьма разнообразны. Наиболее часто используют импульсы прямоугольной, трапецеидальной, пилообразной, треугольной, экспоненциальной и колоколообразной форм, показанные соответственно на рис.4.34,а – е.

Рис.4.34 Формы импульсных сигналов

Периодическая последовательность импульсов характеризуется периодом повторения (следования) Т, т. е. отрезком времени между началом двух соседних однополярных импульсов. Величину F = 1/Т называют частотой следования импульсов. Отношение периода повторения к длительности импульса tи характеризует скважность (q) периодически повторяющихся импульсов:

q = T/tи = 1/Ftи

Скважность обычно лежит в пределах от 2 до 10 000. Наименьшее значение скважности характерно для устройств вычислительной техники и наибольшая - для радиолокационных устройств.

Величину, обратную скважности,

К3 = 1/q = tи/T

называют коэффициентом заполнения импульсов, который, как и скважность, является безразмерной величиной.

Помимо параметров периодической последовательности импульсов большое значение имеют параметры формы импульсов. Характерными участками импульса, определяющими его форму, являются (рис.4.34,а): время нарастания - tф(передний фронт) 1 – 2, вершина 2 – 3, время спада - tс(задний фронт) 3 – 4. У импульсов различной формы отдельные участки могут отсутствовать. Количественную оценку формы импульсов и свойств его отдельных участков рассмотрим на примере реального импульса прямоугольной формы (рис.4.35).

Основными параметрами формы импульсов являются: амплитуда или наибольшее значение импульса Um, длительность импульса tи, длительность переднего фронта tф, длительность заднего фронта (среза) tс, спад вершины импульса ΔUm.

Чаще всего длительность импульса измеряют на уровне 0,1Um, считая от основания.

Рис.4.28 Параметры импульса

Интервалы времени, соответствующие длительности переднего tф и заднего tс фронтов импульса, обычно отсчитывают между уровнями (0,1 – 0,9)Um и (0,9 – 0,1)Um. Это активные длительности переднего и заднего фронтов импульса, которые составляют обычно (5 – 20%)tи. Чем меньше отношения tф/tи и tc/tи, тем форма импульса ближе к прямоугольной.

Постоянство вершины импульса в течение его длительности является одним из важнейших требований к формирователям и генераторам импульсов. Однако из-за несовершенства названных устройств наблюдается некоторый спад вершины импульса ΔUm. Часто вместо абсолютного значения спада используют относительное, определяемое отношением ΔUm/Um. У некоторых импульсов (треугольных, экспоненциальных и др.) плоская вершина отсутствует.