Виды и параметры импульсных сигналов

Работа многих радиоэлектронных устройств связана с кратковременными изменениями токов и напряжений в их цепях. Кратковременные изменения токов и напря­жений называют электрическими импульсами, а режим работы радиоэлектронной аппаратуры, при ко­тором она подвергается воздействию электрических им­пульсов,— импульсным режимом.

Кратковременные отклонения напряжения или тока от некоторого постоянного уровня могут происходить по различным законам. Они определяют форму импульсов (рис. 9.1): прямоугольную 1, треугольную 2, колоколообразную 3, пилообразную 4, ступенчатую 5 и др. Такие импульсы называют видеоимпульсами.

Рис. 9.1. Видеоимпульсы

Видеоимпульсы могут быть отрицательной (отрицательные) или положи­тельной (положительные) полярности.

Кроме видеоимпульсов, существуют радиоимпульсы. Они представляют собой пакеты (пачки) высокочастот­ных колебаний, огибающая которых изменяется по зако­нам видеоимпульсов (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Радиоимпульсы

Рис. 9.3. Периодическая последовательность видеоимпульсов

Чаще всего в импульсных устройствах применяются прямоугольные видеоимпульсы (импульсы прямоугольной формы). Они характеризуются фронтом 1, вершиной 2 и спадом, или срезом 3 (рис. 9.3).

Различают одиночные, непериодические и периоди­ческие импульсы. Одиночными являются импульсы, по­являющиеся настолько редко, что ко времени поступле­ния на устройство очередного импульса оно оказывается полностью освобожденным от влияния предыдущего импульса. У периодических импульсов интервал времени между двумя любыми соседними импульсами, называе­мый периодом повторения Т, есть величина постоянная. Величина, обратная периоду повторения, называется частотой следования или частотой повторения импульсов: F=1/T.

Интервал времени от момента появления импульса до момента его исчезновения — это длительность импульса t_и, а интервал времени между двумя соседними импульсами — его пауза t_п(рис. 9.3). Таким образом, период повторения равен сумме длительности импульса и длительности паузы:

T = t_и + t_п.

Реальный импульс (рис. 9.4, а)не имеет четко выра­женных границ начала и конца. Поэтому обычно за дли­тельность импульса принимается временной интервал, в течение которого электрическая величина (напряжение или ток)

Рис. 9.4. Основные параметры видеоимпульса

превышает 0,1 амплитудного значения. Иногда пользуются активной длительностью импульса t_и.а, опре­деляемой по уровню 0,5 от амплитудного значения.

К параметрам импульса также относятся время установления (или длительность фронта) t_у, длительность среза (или длительность спада) t_с и амплитуда U_т.

В большинстве случаев импульсы имеют не ровную, а скошенную вершину (рис. 9.4, б). Для таких импуль­сов вводится понятие неравномерности вершины (спада вершины) ΔU, определяемой выражением

.

Отношение q = T/t_иназывают скважностью импуль­сов. В зависимости от назначения импульсного устрой­ства скважность может составлять от единиц до несколь­ких тысяч.

Величину, обратную скважности, K = 1/q = t_и/T на­зывают коэффициентом заполнения.

Для периодических импульсов важным параметром является среднее значение импульса или постоянная составляющая последовательности импульсов

.

В этих выражениях u(t), i(t) и р(t) представляют собой мгновенные значения напряжения, тока и мощности за время импульса.

Если импульс имеет прямоугольную форму, то

. (9.1)

Два последних выражения показывают, что ампли­туды тока и мощности в импульсе могут значительно (в q раз) превышать средние значения тока и мощности, потребляемые от источника питания.