Импульсный сигнал и его параметры.

Под импульсом подразумевают быстрое появление и исчезновение электрической величины (напряжения, тока), то есть действие напряжения (тока) на нагрузку (электрическая схема, ткани организма) в течение короткого промежутка времени t_n, значительно меньшего паузы t_п между импульсами.

В медицинской радиоэлектронной аппаратуре под импульсами понимаются переменные напряжения (токи), основным признаком которых является их отличие от синусоидальной формы (пилообразные, прямоугольные и т.д.).

Раздражающее действие одиночного импульса тока зависит от его формы (преимущественное значение имеет крутизна нарастания - tga ), длительности t_и и амплитуды, которые являются его основными характеристиками.

Электрическим импульсом назовем кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока.

В технике импульсы подразделяются на две большие группы: видео- и радиоимпульсы.

Видеоимпульсы— это такие электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют постоянную составляющую, отличную от нуля. Таким образом, видеоимпульс имеет преимущ­ственно одну полярность. По форме видеоимпульсы бывают (рис. 4): а) прямоугольные; б) пилообразные; в) трапециедальные; г) экспоненциальные; д) колоколообразные и др.

Рис. 4 Рис. 5

Радиоимпульсы — это модулированные электромагнитные колебания (рис.5).

В физиологии термином «электрический импульс», или «электрический сигнал», обозначают именно видеоимпульсы, поэтому рассмотрим параметры этих импульсов, оценивающие их форму, длительность и свойства отдельных участков.

Характерными участками импульса (рис.14) являются: 1 — 2 — фронт, 2—3 — вершина, 3—4 — срез (или задний фронт), 4— 5 — хвост. Импульс, изображенный на этом рисунке, очень схематичен. У него четко определены моменты начала t₁, перехода от фронта к вершине t₂ и конца импульса t₅. В реальном сигнале (импульсе) эти времена размыты (рис.15), поэтому их экспериментальное определение может внести существенную погрешность.

Для уменьшения возможной погрешности условились выделять моменты времени, при которых напряжение (или сила тока) имеет значения 0,1 U_m и 0,9 U_m, где U_m— амплитуда, т. е. наибольшее значение импульса (рис.15). На этом же рисунке показаны: t_ф — длительность фронта; t_ср — длительность среза и t_и — длительность импульса. Отношение

называют крутизной фронта.(смотри крупнее рисунок 15 в примечании).

Рис. 14. Рис. 15. Рис.16.

Повторяющиеся импульсы называют импульсным током. Он характеризуется периодом (периодом повторения импульсов) Т — средним временеммежду началами соседних импульсов (рис.16) и частотой (частотой повторения импульсов) f = 1/Т. Скважностью следования импульсов называется отношение:

(18)

Величина, обратная скважности, есть коэффициент заполнения:

K=1/Q= f. t_и(19)