2. Общая характеристика импульсных устройств

Импульсными называются устройства, работающие в прерывистом режиме, т. е. кратковременное воздействие чередуется с паузой, длительность которых соизмерима с длительностью переходных процессов.

Это предопределяет существенные особенности электронных устройств, работающих в импульсном режиме.

Преимущество перед непрерывным режимом:

1 В импульсном режиме может быть достигнута значительная мощность во время действия импульсов при малом значении средней (за период их повторения) мощности устройства. Габариты и вес электронной аппаратуры, определяемые средней мощностью, существенно снижаются.

2 Импульсный режим позволяет ослабить влияние t° и разброса параметров полупроводниковых приборов на работу устройств (т. к. уменьшается энергия, выделяемая в импульсных устройствах).

3 Значительно повышается пропускная способность и помеха-устойчивость электронной аппаратуры.

4 Для реализации даже сложных импульсных устройств требуется большое число сравнительно простых однотипных элементов.

Импульсные устройства применяют в:

• вычислительной технике;

• радиолокации;

• телевидение;

• автоматике;

• промышленной электронике.

Резко повышается точность измерительных приборов, качество записи повышается.

Используют видеоимпульсы: прямоугольные, экспоненциальные, ступенчатые, пилообразные, колоколообразные и др. формы.

Радиоимпульсы  это пакеты высокочастотных колебаний.

В импульсной технике применяют видеоимпульсы.

Параметры импульсов:

Q  скважность  это отношение периода следования импульсов (Т) к длительности импульса (t_И)

Т  период следования импульсов;

U

t_И  длительность импульса.

Рисунок 2.3 – Параметры импульсной последовательности (а) и реального импульса (б)

б

а

∆U

0,1U

U_m

0,9U_m

t

t_c

t_u

t_ср

t

T

t_n

t_u

U

Под электрическим импульсом понимают напряжение или ток, отличающийся от исходного значения (уровня) в течение короткого промежутка времени t_И значительно меньшего по длительности, чем интервал (пауза) между импульсами t_П (рисунок 2.3). В общем случае под импульсом понимают переменное напряжение (ток) форма которого отличается от sin, а время действия соизмерима с длительностью переходного процесса.

Импульсный режим – это режим, при котором напряжение (ток) имеют резкие перепады.

Реальные импульсы характеризуются следующими параметрами:

U_m – амплитуда импульса;

∆U – спад вершины импульса;

t_Ф – длительность фронта импульса;

t_И – длительность импульса;

t_C – длительность спада импульса;

t_Ф, t_С – измеряют на интервале (0,1– 0,9) U_m;

t_U – на уровне (0,1 U_m), иногда 0,5 U_m;

T = t_И + t_П – период следования;

Q = – скважность или коэффициент заполнения i = 1/Q.

Независимо от функциональ-ного назначения импульсных устройств общее для них:

• быстрота процесса изменения тока и напряжения;

• приборы в таких устройствах (диоды, транзисторы) работают в ключевом режиме: включено – выключено;

• сигналы на входах и выходах имеют конечные (дискретные) значения: наличие импульса – отсутствие импульса, высокий уровень – низкий уровень. Поэтому такие системы подразделяют на импульсные и потенциальные.

Дискретное представление сигналов в виде импульсов или перепадов позволяет использовать двоичную систему счисления для обработки информации (цифровой), а системы обработки – дискретные или цифровые.