Elektriske og tidsmessige parametere for rektangulære pulser

De kalles vanligvis periodiske og ikke-periodiske signaler, hvis form er forskjellig fra sinusformede pulssignaler... Prosessene med generering, konvertering, samt spørsmål om praktisk anvendelse av pulssignaler er i dag knyttet til mange områder innen elektronikk.

Så for eksempel er ingen moderne strømforsyning komplett uten en firkantbølgegenerator plassert på det trykte kretskortet, som for eksempel på TL494-mikrokretsen, som produserer pulstog med parametere som passer for gjeldende belastning.

Siden pulssignaler kan ha en annen form, kaller de forskjellige pulser i henhold til en lignende geometrisk form: rektangulære pulser, trapespulser, trekantede pulser, sagtannpulser, trinnpulser og pulser av forskjellige andre former. I mellomtiden er det nettopp rektangulære pulser ... Parametrene deres vil bli vurdert i denne artikkelen.

Selvsagt er begrepet «rektangulær impuls» noe vilkårlig. På grunn av det faktum at det ikke er noe perfekt i naturen, akkurat som det ikke er perfekt rektangulære pulser.Faktisk kan en reell puls, som vanligvis kalles rektangulær, også ha oscillerende bølger (vist som b1 og b2 i figuren), på grunn av svært reelle kapasitive og induktive faktorer.

Disse utslippene kan selvfølgelig være fraværende, men det er elektriske og tidsmessige parametere for pulsene, som blant annet gjenspeiler "ufullkommenheten av deres firkantethet".

En rektangulær puls har en spesifikk polaritet og driftsnivå. Oftest er polariteten til pulsen positiv, siden flertallet av digitale mikrokretser drives av en positiv spenning i forhold til den vanlige ledningen, og derfor er den øyeblikkelige verdien av spenningen i pulsen alltid større enn null.

Men det finnes for eksempel komparatorer som drives av bipolar spenning; i slike ordninger kan du finne bipolare pulser. Generelt er integrerte kretser med negativ polaritet ikke så mye brukt som konvensjonelle integrerte kretser med positiv forsyning.

I en pulssekvens kan driftsspenningen til pulsen være lav eller høy, med ett nivå som erstatter et annet over tid. Lavspenningsnivået er betegnet med U0, det høye nivået med U1. Den høyeste øyeblikkelige verdien av spenningen i en puls Ua eller Um, i forhold til startnivået til pulsamplituden, kalles.

Pulsenhetsdesignere jobber ofte med aktive pulser på høyt nivå, slik som den som er vist til venstre. Men noen ganger er det praktisk talt tilrådelig å bruke lavnivåpulser som aktive, for hvilke starttilstanden er et høyt spenningsnivå. En lavnivåpuls er vist i figuren til høyre. Å kalle en impuls på lavt nivå for en "negativ impuls" er analfabet.

Spenningsfallet i en rektangulær puls kalles en front, som representerer en rask (tilpasset tiden for den forbigående prosessen i kretsen) endring i den elektriske tilstanden.

Lav-til-høy-hellingen, det vil si en positiv helning, kalles forkanten eller ganske enkelt kanten av pulsen. Høy-til-lav- eller negativ-kanten kalles klipping, skråning eller rett og slett bakkanten til pulsen. pulsen.

Frontenden er angitt i teksten 0.1 eller skjematisk _ |, og den siste 1.0 eller skjematisk | _.

Avhengig av treghetsegenskapene til de aktive elementene, tar den forbigående prosessen (frafall) i en ekte enhet alltid en viss tid. Derfor inkluderer den totale pulsvarigheten ikke bare eksistenstidene til de høye og lave nivåene, men også varighetstidene til kantene (ledende og etterfølgende), som er betegnet med Tf og Tav. I nesten et hvilket som helst diagram kan stige- og falltiden sees med oscilloskop.

Siden øyeblikkene for begynnelsen og slutten av transientene i dråpene i virkeligheten ikke er enkle å skille veldig nøyaktig, er det vanlig å betrakte fallets varighet som tidsintervallet der spenningen endres fra 0,1 Ua til 0,9 Ua ( foran) eller fra 0,9Ua til 0,1Ua (kuttet). Det samme er brattheten foran Kf og kuttbrattheten Ks. settes i henhold til disse grensetilstandene og måles i volt per mikrosekund (V / μs). Varigheten av pulsen kalles tidsintervallet regnet fra nivået 0,5Ua.

Når prosessene med dannelse og generering av pulser betraktes som en helhet, antas fronten og klippingen å være null i varighet, siden disse små tidsintervallene ikke er kritiske for grove beregninger.

Pulssekvens - dette er pulser som følger hverandre i en bestemt rekkefølge. Hvis pausene mellom pulsene og varigheten av pulsene i sekvensen er lik hverandre, er det en periodisk sekvens. Pulsrepetisjonsperioden T er summen av pulsvarigheten og pausen mellom pulsene i sekvensen. Pulsrepetisjonsfrekvensen f er den resiproke av perioden.

Periodiske sekvenser av rektangulære pulser, i tillegg til periode T og frekvens f, er preget av flere tilleggsparametre: driftssyklus DC og driftssyklus Q. Driftssyklus er forholdet mellom varigheten av pulsen og perioden.

Velvære Forholdet mellom perioden for pulsen og tiden for dens varighet. En periodisk sekvens av driftssyklus Q = 2, det vil si en der pulsbredden er lik pausetiden mellom pulser eller hvor driftssyklusen er DC = 0,5, kalles en firkantbølge.