книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

М. А. ЧЕКУЛАЕВ

СБОРНИК

ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ

ПО ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКЕ

Допущено Управлением кадров и учебных заведений Министерства радиопромышленности

СССР в качестве учебного пособия для учащихся радиотехнических специальностей

техникумов

МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1986

ББК 32.84 4-37

УДК 621.374

Р е ц е н з е н т ы :

канд. техн. наук, доц. Ю. А. Браммер (Всесоюзный заочный политехнический институт),

преподаватель И. Н. Пащук (зам. директора Московского радноаппаратостроительного техникума)

Чекулаев М. А.

4-37 Сборник задач и упражнений по импульсной тех­ нике: Учеб, пособие для учащихся радиотехн. спец, техникумов. — М.: Высш. шк., 1986. — 280 с.: ил.

Впер.: 80. к.

Вкниге рассмотрены основные положения теории, расчетные соот­ ношения, типовые задачи с подробными решениями, задачи для самосто­

ятельной проработки с ответами, программированные задачи по различ­ ным разделам импульсной техники.

Чекулаев Михаил Андреевич

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИИ

ПО ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКЕ

Зав. редакцией Л. А. Романова. Редактор Е. А. Орехова.

Худ. редактор Т. М. Скворцова. Переплет художника А И. Ш авард Мл. редактор И. А. Титова. Технический редактор Р. С. Родлчева.

Корректор В. В. Кожуткина

ИБ № 5417

Изд. № ЭР-398. Сдано в набор 15.11.85. Подп. в печать 06.03.86. Формат 84X 108'/ з2. Бум. тип. № 1 Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 14,7 уел. печ. л. 14,7 уел. кр.-отт. 16,69 уч.-нзд. л. Тираж 30 000 экз.

Московская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129041, Москва, Б. Переяславская, 46

© Издательство «Высшая школа», 1986

ПРЕДИСЛОВИЕ

Всовременных условиях одним из важнейших направле­ ний научно-технического прогресса, мощным средством повы­ шения производительности труда, автоматизации процессов управления и производства стало ускоренное развитие вычис­ лительной техники.

Реформой общеобразовательной и профессиональной шко­ лы предусмотрены меры по изучению основ электронно-вычис­ лительной техники в школах, профессионально-технических училищах и в средних специальных учебных заведениях.

Основными элементами вычислительных и управляющих устройств являются импульсные и цифровые схемы. Поэтому особое значение в настоящее время приобретают вопросы совер­ шенствования подготовки будущих специалистов со средним специальным образованием по импульсной и цифровой техни­ ке. Этому в значительной степени будет способствовать ис­ пользование данного сборника.

Для облегчения работы со сборником в начале каждой гла­ вы приводятся основные теоретические положения и расчет­ ные соотношения. Задачи и упражнения подобраны по воз­ растающей степени трудности, а большая часть типовых (в тек­ сте отмеченных знаком «*») имеет подробные ответы и решения, что позволяет использовать сборник для самообразования. Не­ которые задачи содержат избыточные данные, призванные сти­ мулировать техническое мышление учащихся в процессе их решения.

Часть задач и упражнений приводится в форме, позволяю­ щей использовать их для тестовых способов контроля, а также для тренажеров-репетиторов. Эти задачи и упражнения состав­ лены по методу выборочных ответов. На каждый вопрос пред­ лагается 4—6 ответов, из которых правильными могут быть не один, а несколько. Это расширяет дидактические возможно­ сти приводимых тестовых материалов. Наличие в каждом зада­ нии нескольких вариантов позволяет преподавателю исполь­ зовать эти задания для организации тестового контроля зна­ ний учащихся почти по всем разделам курса. Кроме того, ис­ пользование приводимых программированных материалов в со­

3

ГЛАВА 1

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ИМПУЛЬСОВ

§ 1.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ и РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

В данной главе собраны задачи по определению параметров серии и одиночного импульса, определению спектрального со­ става импульсных колебаний и влиянию параметров импуль­ сов на их спектр.

Параметрами одиночного импульса являются амплитуда, длительность импульса, длительность переднего и заднего фронтов, их крутизна, спад плоской вершины (рис. 1.1).

Амплитуда импульса 0 т (1т ) измеряется в вольтах (В), киловольтах (кВ), милливольтах (мВ), микровольтах (мкВ) или амперах (А), миллиамперах, (мА), микроамперах (мкА).

Длительность импульса измеряется по основанию, на уров­ нях 0,1 и 0,5 Um. В последнем случае длительность импульса называют а к т и в н о й . Измеряется длительность импульса в единицах времени: секундах (с), миллисекундах (мс), микро­ секундах (мкс) и наносекундах (нс).

Впоследнем случае длительности фронтов называют а к т и в ­

ны м и .

Крутизна S характеризует скорость нарастания или спада фронтов. .Измеряется в вольтах на секунду (В/с), киловоль­ тах на секунду (кВ/e) и т. д. Определяется как

S

Любое периодическое несинусоидальное колебание можно разложить в бесконечный тригонометрический ряд, состоящий из постоянной и гармонических составляющих. Тригономет­

Во второй форме наряду с постоянной составляющей при­ сутствуют синусоидальные и косинусоидальные гармоники, но с начальными фазами, равными нулю, т. е.

гармоники.

Ряд Фурье существенно упрощается, если имеет место ка­ кая-либо симметрия импульсного колебания относительно на­ чала или осей координат. В табл. 1.1 приведены соответствую­ щие упрощения, а на рис. 1.4, а — д — пояснения.

Графическое изображение ряда Фурье для данного им­ пульсного колебания представляет собой спектральную диа­ грамму, которая дает наглядное представление о зависимости амплитуд гармоник от их частот. Спектральная диаграмма (спектр) зависит от формы импульсов и их параметров. Напри­ мер, спектр прямоугольной последовательности видеоимпуль­ сов имеет вид рис. 1.5', а. Из анализа спектров прямоугольных видеоимпульсов можно сделать следующие выводы.

1. Спектр содержит бесконечно большое число гармоник, кратных частоте следования импульсов. Реальные устройства пропускают ограниченную полосу частот, поэтому для прием-

7

8

лемой передачи таких импульсов эта полоса должна быть до­ статочно большой.

2. Огибающая спектра имеет форму затухающей кривой, которая пересекает ось абсцисс через равные интервалы частот:

FQ! = \ t t xl\ F 02 ~ 2 /f„ .

Рис. 1.5, а, б

3. В диапазоне частот 0 — 2//„, т. е. в первых двух лепест­ ках, сосредоточено 95% всей энергии импульса. Такая полоса называется а к т и в н о й .

9

4. Плотность спектра определяется периодом импульсной последовательности (частотный интервал между соседними гар­ мониками AF = UT).

Для передачи плоской вершины импульсов с допустимыми искажениями нижнюю границу полосы пропускания устрой­

Спектр радиоимпульсов представляет собой спектр видео­ импульсов, симметрично расположенный по обе стороны от несущей частоты (рис. 1.5, б). Ширина спектра радиоимпуль­ са в два раза больше, чем ширина для соответствующего ви­ деоимпульса.

У п р а ж н е н и я и з а д а ч и

§ 1.2. ПАРАМЕТРЫ СЕРИИ И ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ

1.1. Укажите период колебаний импульсных последова тельностей, приведенных на рис. 1.6, а — д.

10