Простейшие формирователи импульсов.




В импульсной технике применяются импульсы различной формы. Распространены импульсы, близкие по форме к прямоугольной, пилообразной и экспоненциальной кривым (рис.1а…в), а также импульсы положительной, отрицательной и чередующейся полярности (рис.1г). Импульсный сигнал характеризуется рядом параметров. Рассмотрим их на примере реального импульса напряжения с формой кривой, близкой к прямоугольной (рис. 2).

Такой сигнал вначале быстро нарастает до максимального значения. Затем напряжение может сравнительно медленно изменяться в течении некоторого промежутка времени, после чего происходит быстрое спадание импульса. Характерными участками импульса являются фронт (передний фронт), вершина (плоская часть) и срез (задний фронт)

Рисунок 1- Импульсные сигналы прямоугольной (а), пилообразной (б), экспоненциальной (в), прямоугольной с чередующейся полярностью (г) форм

 

Рисунок 2- Реальный импульс напряжения прямоугольной формы

 

Параметрами импульса являются: амплитуда, длительность, длительность фронта, длительность среза и спад вершины.

Амплитуда импульса Um определяет наибольшее значение напряжения импульсного сигнала.

Длительность импульса характеризует продолжительность импульса во времени. Её часто измеряют на уровне, соответствующем половине амплитуды (активная длительность импульса).

Длительность фронта и длительность среза импульса характеризуют соответственно времена нарастания и спада импульса. Наиболее часто пользуются понятиями активных длительностей фронта и среза, представляющими указанные времена изменения напряжения относительно уровней 0,1Um и 0,9Um (рис.2).

Спад вершины импульса и его относительная величина отражают уменьшение напряжения на плоской части импульса.

Параметрами последовательности импульсов (см. рис. 1) является период повторения (следования), частота повторения, пауза, коэффициент заполнения и скважность.

Периодом повторения импульсов называется интервал времени между соответствующими точками (например, между началами) двух соседних импульсов.

Величину обратную периоду повторения, называют частотой повторения импульсов: f = 1/Т.

Паузой называют интервал времени между окончанием одного и началом следующего импульсов.

Коэффициент заполнения характеризуется отношением длительности импульсов к периоду их следования

Величину обратную коэффициенту заполнения, называют скважностью импульсов:

 

Рисунок 1-Виды импульсов: прямоугольной формы, пилообразной экспоненциальной и колокольной формы

 

 

Устройства, выполняющие обработку импульсных сигналов, называются импульсными устройствами. Среди различных импульсных устройств видное место занимают электронные ключи. Через идеальный разомкнутый ключ ток не протекает. Напряжение на идеальном замкнутом ключе равно нулю. Смена состояния ключа происходит под действием сигналов, подаваемых на один или нескольких входов.

Наиболее широкое применение в качестве электронных ключей нашел транзисторный каскад по схеме с ОЭ в классе усиления D (т.е. в ключевом режиме). Схема такого каскада приведена на рисунке 3.

Рисунок 3-Схема электронного ключа на биполярном транзисторе

 

В ключевом режиме транзистор может находиться в одном из двух состояний – в состоянии отсечки или в состоянии насыщения.В состоянии отсечки ключ разомкнут. Через транзистор протекает только малый обратный ток Iкэ0. Напряжение на участке коллектор-эмиттер . Мощность, теряемая в транзисторе в режиме отсечки определяется произведением Ротс = Iкэ0·Uк и мала, так как пренебрежимо мал ток Iкэ0.

Чтобы транзисторный ключ находился в разомкнутом состоянии, необходимо подать на базу отрицательное напряжение смещения, т.е. . Для этого часто применяют дополнительный источник смещения – Есм и резистор R 2 (эти элементы показаны на рис. пунктиром). При таком включении напряжение смещения создается двумя источниками Есм и источником тока Iкэ0, т.е.

(1)

Полагая <0, получаем:

откуда

(2)

Когда транзистор находится в состоянии насыщения, электронный ключ замкнут. Через транзистор протекает ток насыщения, значение которого ограничивается резистором . Пренебрегая малым напряжением насыщения, можем записать:

(3)

Режим насыщения достигается при токе базы:

(4)

Как и в режиме отсечки, мощность, теряемая в транзисторе в режиме насыщения, мала, потому что мало напряжение насыщения .

Ток базы в режиме насыщения создается источниками напряжения UВХ и ЕСМ. При этом участок база - эмиттер транзистора можно считать закороченным. Поэтому

 

Условие насыщения (4) принимает вид

(5)

Выражения (2), (3) и (5) позволяют выполнить расчет электронного ключа.

В настоящее время электронные ключи выпускаются в микросхемном исполнении. Например, микросхема К564КТ3 содержит четыре двунаправленных ключа, предназначеных для коммутации аналоговых и цифровых сигналов с током до 10 мА.

Контрольные вопросы.

1. Какая обратная связь (положительная или отрицательная) применяется в электронных генераторах импульсов?

2. Назовите три основные логические операции и соответствующие им логические элементы, достаточные для любых логических преобразований.

Источник:1.https://studopedia.su/7_43029_lektsiya--impulsnie-ustroystva.html

2.https://life-prog.ru/1_12238_obshchie-svedeniya-ob-impulsnih-signalah.html

3.Немцов М.В. Н507 Электротехника и электроника: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. В. Немцов, М.Л. Немцова. - 6-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. - 480 с. ISBN 978-5-4468-0432-0.

Видео: 1.https://www.youtube.com/watch?v=b4r-HBa6WtQ

2. https://www.youtube.com/watch?v=TQk40civuGc

3. https://www.youtube.com/watch?v=bbnxBq46JT4

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-12-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: