Лекция 1. Характеристика формы импульса

РАЗДЕЛ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СХЕМОТЕХНИКИ (КЛАССИКА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ)

ТЕМА 1. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ.

Линейные цепи – это цепи, не производящие усиление по мощности. Такие схемы содержат только сопротивление, индуктивность и емкость (R, L и C).

Лекция 1. Характеристика формы импульса

Импульс – это кратковременный сигнал, длительность которого сопоставима с длительностью переходных процессов в схеме, где этот сигнал имеет место.

Формы импульсов могут быть самыми разнообразными: прямоугольные, треугольные, трапециевидные и т.п. Однако в схемотехнике наиболее предпочтительным является прямоугольная форма импульсов, поэтому прямоугольный импульс принимается за идеальный. Любая другая форма импульса, отличная от прямоугольного, принимается за искаженный импульс.

О качестве функционирования той или иной схемы будем судить по степени отклонения сигнала на выходе от входного прямоугольного импульса. Такие отклонения всегда имеют место из-за переходных процессов в схеме, что связано с наличием в ней реактивных элементов L и C.

Рассмотрим принятую в настоящее время характеристику формы импульса на примере обобщенного искаженного импульса. Большинство схем вписываются «в этот искаженный» импульс с возможным сглаживанием, видоизменением или отсутствием некоторых её элементов.

Рисунок 1. Импульс на выходе некоторого устройства

a(t) - это ток или напряжение (I или U)

А - амплитуда входного сигнала

x, y, z, v – некоторые условные уровни отчета

h⁺ - амплитуда выброса на вершине импульса

h^- - амплитуда послеимпульсного выброса

δ - спад вершины импульса

t_и - длительность импульса

t_з, t_о - времена задержек

t_ор, t_ф – длительности положительных и отрицательных фронтов

t_вос – время восстановления.

Рассмотрим следующие временные интервалы:

1. 0 < a(t) < xA. В этом интервале выходной сигнал настолько мал, что практически не оказывает никакого влияния на последующие схемы, поэтому это время принято считать временем задержки выходного сигнала относительно входного. Измеряется га уровне , иногда на ином уровне ν = 0.5.

2. xA < a(t) < yA. Этот интервал характеризует собой время установления сигнала на выходе. Характер установления сигнала может быть самым разнообразным, например асимптотическое приближение к 1 снизу. Поэтому необходимо введение условного значения .

Время восстановления – это время, необходимое для возврата схемы в исходное состояние, измеряется на уровне z =-0.1h^-. В общем случае только после окончания времени восстановления можно подавать следующий импульс.

Качество функционирования схемы тем лучше, чем ближе сигнал на выходе к идеальному входному прямоугольному импульсу. Для этого необходимо уменьшать величины h^-, h⁺, δ, t_ф⁺, t_ф^- , t_вос. Параметр t_з специально оговаривается для искусственных линий задержки, в остальных случаях этот параметр также необходимо уменьшать.

До сих пор мы рассматривали реакцию цепи на воздействие одиночного импульса. Для случаев периодической последовательности импульсов дополнительно вводятся следующие параметры: T - период следования импульсов, F = 1/T - частота (величина, обратная периоду) и N = T/t_u - скважность.