Электрические и временные параметры прямоугольных импульсов

Так, например, ни один современный блок питания не обходится без расположенного на его печатной плате генератора прямоугольных импульсов, такого например как на микросхеме TL494, выдающей импульсные последовательности с параметрами, подходящими для текущей нагрузки.

Конечно, термин «прямоугольный импульс» несколько условен. В силу того что ничего идеального в природе не бывает, как не бывает и идеально прямоугольных импульсов. На самом деле реальный импульс, который принято называть прямоугольным, может иметь и колебательные выбросы (на рисунке показаны как b1 и b2), обусловленные вполне реальными емкостными и индуктивными факторами.

Выбросы эти могут, конечно, отсутствовать, однако существуют электрические и временные параметры импульсов, отражающие в числе прочего «неидеальность их прямоугольности».

Прямоугольный импульс имеет определенную полярность и рабочий уровень. Чаще всего полярность импульса положительна, поскольку подавляющее большинство цифровых микросхем питаются положительным, относительно общего провода, напряжением, и следовательно мгновенное значение напряжения в импульсе всегда больше нуля.

Но есть, например, компараторы, питаемые двухполярным напряжением, в таких схемах можно встретить разнополярные импульсы. Вообще микросхемы, питаемые напряжением отрицательной полярности, не так широко применяются, как микросхемы с обычным положительным питанием.

Разработчики импульсных устройств зачастую оперируют активными импульсами высокого уровня, такими как показанный на рисунке слева. Но иногда практически целесообразно применить в качестве активных импульсы низкого уровня, для которых исходное состояние — высокий уровень напряжения. Импульс низкого уровня показан на рисунке справа. Называть импульс низкого уровня «отрицательным импульсом» — безграмотно.

Перепад напряжения в прямоугольном импульсе называют фронтом, который представляет собой быстрое (соизмеримое по времени со временем протекания переходного процесса в цепи) изменение электрического состояния.

Перепад с низкого уровня к высокому уровню, то есть положительный перепад, называют передним фронтом или просто фронтом импульса. Перепад от высокого уровня к низкому, или отрицательный перепад, называют срезом, спадом или просто задним фронтом импульса.

Передний фронт обозначают в тексте 0.1 или схематически _|, а задний фронт 1.0 или схематически |_.

В зависимости от инерционных характеристик активных элементов, переходный процесс (перепад) в реальном устройстве всегда занимает некоторое конечное время. Поэтому полная длительность импульса включает в себя не только времена существования высокого и низкого уровней, но также времена длительности фронтов (фронта и среза), которые обозначаются Тф и Тср. Практически в любой конкретной схеме время фронта и спада можно увидеть при помощи осциллографа.

Так как в реальности моменты начала и окончания переходных процессов в перепадах очень точно выделить непросто, то принято считать за длительность перепада промежуток времени, во время которого напряжение изменяется от 0,1Ua до 0,9Ua (фронт) или от 0,9Ua до 0,1Ua (срез). Так и крутизна фронта Кф и крутизна среза Кс.р. задаются в соответствии с данными граничными состояниями, и измеряются в вольтах в микросекунду (в/мкс). Непосредственно длительностью импульса называют промежуток времени, отсчитываемый от уровня 0,5Ua.

Когда рассматривают в общем процессы формирования и генерации импульсов, то фронт и срез принимают по длительности за ноль, поскольку для грубых расчетов эти малые временные промежутки оказываются не критичны.

Импульсная последовательность — это импульсы, следующие друг за другом в определенном порядке. Если паузы между импульсами и длительности импульсов в последовательности равны между собой, то это периодическая последовательность. Период следования импульсов Т — это сумма длительности импульса и паузы между импульсами в последовательности. Частота f следования импульсов — это величина обратная периоду.

Периодические последовательности прямоугольных импульсов, кроме периода Т и частоты f, характеризуются еще парой дополнительных параметров: коэффициентом заполнения DC и скважностью Q. Коэффициент заполнения — это отношение времени длительности импульса к его периоду.

Скважность — это отношение периода импульса ко времени его длительности. Периодическая последовательность скважности Q=2, то есть такая, у которой время длительности импульса равно времени паузы между импульсами или у которой коэффициент заполнения равен DC=0,5, называется меандром.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Параметры импульсных сигналов

В импульсной технике применяют импульсы различной формы. Распространены импульсы, близкие по форме к прямоугольной, пилообразной и экспоненциальной (рис. 7.1, а – в), а также импульсы типа «меандр» (рис. 7.1, г).

Импульсный сигнал характеризуется рядом параметров. Основные параметры импульса прямоугольной формы показаны на рис. 7.1, д.

Характерными участками импульса являются фронт, длительность t_ф которого определяется от момента времени, когда сигнал достигает уровня 0,1 максимального значения (амплитуды) U_m до момента времени, когда сигнал достигает значения 0,9U_m, срез (задний фронт), длительность t_с которого отсчитывается от уровня 0,9U_m до уровня 0,1U_m и вершина (плоская часть), длительность которой определяется промежутком времени когда сигнал изменяется в диапазоне

Длительность импульса t_и определяется на уровне 0,5U_m. Длительности t_ф и t_с обычно составляют доли процента от t_и. Чем меньше t_ф и t_с по сравнении с t_и, тем меньше отличие сигнала от идеального импульса прямоугольной формы.

Параметрами последовательности импульсов (см. рис. 7.1, а) являются период повторения (частота повторения), длительность импульса, длительность паузы, коэффициент заполнения и скважность.

Периодом повторения импульсов Т называют интервал времени между одинаковыми точками двух соседних импульсов (например, между началами импульсов). Величину, обратную периоду повторения импульсов, называют частотой повторения импульсов:

Длительностью паузы t_п называют интервал времени между окончанием одного и началом следующего импульса: t_п = Т – t_и.

Коэффициент заполнения импульсов g характеризуется отношением длительности импульса к периоду следования импульсов: g = t_и/Т.

Величину, обратную коэффициенту заполнения, называют скважностью импульсов: q = T/t_и = 1/g.

Ключевой режим работы биполярных транзисторов

Отличительной особенностью импульсных схем является широкое применение в нихэлектронных ключей. Через идеальный разомкнутый ключ ток не протекает. Напряжение на идеальном замкнутом ключе равно нулю.

Наибольшее применение находят транзисторные каскады, в которых транзистор работает в ключевом режиме. Транзистор в каскаде может быть включен по схеме ОБ, ОЭ и ОК. Наибольшее распространение получила схема ОЭ.

Схема транзисторного ключа на транзисторе типа n-p-n, включенном по схеме ОЭ, показана на рис. 7.2, а. Транзистор VT в схеме выполняет функцию ключа в последовательной цепи с резистором R_к и источником питания Е_к. Управление ключем осуществляют по входной (базовой) цепи транзистора от источника входного напряжения U_вх через резистор R_б, преобразующий входное напряжение во входной ток I_б.

Статические характеристики транзисторного ключа

В ключевом режиме транзистор может находиться в двух основных состояниях.

Мощность, рассеиваемая на транзисторе в статическом режиме (мощность потерь) в состоянии отсечки Р_отс равна

При умеренных температурах и невысоких напряжениях Р_отс мала и в расчетах может не учитываться.

2. Режим открытого состояния «ключ замкнут» создается изменением полярности входного напряжения U_вх > 0 (полярность указана в скобках на рис. 7.2, а) и заданием соответствующего тока базы I_б транзистора.

Необходимый ток базы, соответствующий открытому состоянию транзистора, найдем, постепенно увеличивая ток базы от нуля до тех пор, пока сохраняется известная пропорциональная зависимость между I_б и I_к (режим усиления)

При этом рабочая точка транзистора будет перемещаться вверх по линии нагрузки из положения М_З до положения М_о, соответствующего «полному» открытию транзистора, а ток базы будет равен граничному току I_б = I_б3 = I_{б гр} (рис. 7.2, б). Через транзистор и резистор R_к будет протекать ток

где DU_{кэ откр} – остаточное напряжение на транзисторе в открытом состоянии.

Остаточное напряжение на транзисторе в схеме ключа должно быть минимальным. В зависимости от типа транзистора и уровня тока DU_{кэ откр} лежит в пределах 0,1 – 1,5 В. Вследствие относительно малого остаточного напряжения по сравнению с Е_к расчет тока открытого транзистора производят по формуле

С учетом (7.2) граничное значение тока базы I_{б гр} открытого транзистора равно

Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 845 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Укажите значение крутизны sф фронта прямоугольного импульса

Амплитуда
импульса
Um – наибольшее отклонение импульса от исходного уровня.

Длительность
импульса
tи. Измеряется на различных уровнях Um. Длительность бывает

, при которой обычно срабатывает импульсное устройство – на уровне 0,5Um (tиа).

(tф) – время нарастания напряжения от 0,1Um до 0,9Um (может быть полной и активной).

(tc) – время возвращения напряжения к исходному уровню от 0,9Um до 0,1Um.

Спад вершины импульса

(Um). Описывается коэффициентом спада

Величина коэффициента спада колеблется в диапазоне от 0,01 до 0,1.

В качестве дополнительного можно отметить такой параметр как крутизна

– скорость нарастания (спада) импульса.

Крутизна фронта определяется как

Крутизна среза определяется как

Определяется крутизна в [В/с].

Прямоугольный импульс обладает бесконечно большой крутизной.

Частота импульсов

Чаще всего в физиотерапии применяют низкую частоту импульсов: от единичных до 1000 Гц (импульсов в секунду). Такой низкий диапазон частот, применяемых в физиотерапевтической косметологии, определяется электрофизиологической лабильностью волокон скелетных мышц. Для стимуляции скелетных, гладких мышц и нервных проводников нужны разные частоты подачи импульсов. При выборе частоты импульсного тока ориентиром могут служить экспериментально определенные величины.

Возможность менять частоту импульсов существенно расширяет область применения аппарата. А функция «дрейф частот» предлагает в одной «пачке» импульсов частоты для всех возбудимых клеток.

Полярность импульсов

Импульсы бывают моно- и биполярными. Монополярные импульсы вызывают диссоциацию веществ на ионы, а также способны продвигать электрически заряженные частицы вглубь тканей. Таким образом, монополярный импульсный ток тоже может использоваться для ионофореза. Вещества применяются те же, что при ионофорезе гальваническим током.

Биполярные импульсы вызывают колебательные движения заряженных частиц на биологических мембранах. Симметричные биполярные импульсы компенсируют электролиз, и раздражения кожи под электродами не бывает. Биполярные импульсы лучше преодолевают сопротивление кожи и ощущаются как более комфортные.

Электрический импульс и импульсный ток

кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока на фоне некоторого постоянного значения.

Импульсы подразделяются на две группы:

— электрические импульсы постоянного тока или напряжения;

— модулированные электромагнитные колебания.

Видеоимпульсы различной формы и пример радиоимпульса показаны на рис. 14.7.

Рис. 14.7.Электрические импульсы

В физиологии термином «электрический импульс» обозначают именно видеоимпульсы, характеристики которых имеют существенное значение. Для уменьшения возможной погрешности при измерениях условились выделять моменты времени, при которых параметры имеют значение 0,1Umax и 0,9Umax (0,1Imax и 0,9Imax). Через эти моменты времени выражают характеристики импульсов.

Рис.14.8.Характеристики импульса (а) и импульсного тока (б)

— периодическая последовательность одинаковых импульсов.

Характеристики отдельного импульса и импульсного тока указаны на рис. 14.8.

На рисунке указаны:

14.4. Импульсная электротерапия

— метод лечебного воздействия на структуры головного мозга. Для этой процедуры применяют прямоугольные

импульсы с частотой 5-160 имп/с и длительностью 0,2-0,5 мс. Сила импульсного тока составляет 1-8 мА.

— метод лечебного воздействия на кожные покровы головы импульсными токами, вызывающими обезболивание или снижение интенсивности болевых ощущений. Режимы воздействия показаны на рис. 14.9.

Рис. 14.9.Основные виды импульсных токов, используемых при транскраниальнойэлектроанальгезии:

а) прямоугольные импульсы напряжением до 10 В, частотой 60-100 имп/с, длительностью 3,5-4 мс, следующие пачками по 20-50 импульсов;

б) прямоугольные импульсы постоянной (б) и переменной (в) скважности продолжительностью 0,15-0,5 мс, напряжением до 20 В, следующие с частотой

Выбор параметров (частоты, длительности, скважности, амплитуды) осуществляется индивидуально для каждого больного.

использует
полусинусоидальные импульсы
(рис. 14.10).

представляют собой диадинамические токи — импульсы с задним фронтом, имеющим форму экспоненты, частота этих токов 50-100 Гц. Возбудимые ткани организма быстро адаптируются к таким токам.

— метод лечебного применения импульсных токов для восстановления деятельности органов и тканей, утративших нормальную функцию. Лечебный эффект обусловлен тем физиологическим действием, которое оказывают на ткани организ-

Рис. 14.10.Основные виды диадинамических токов:

а) однополупериодный непрерывный ток с частотой 50 Гц;

б) двухполупериодный непрерывный ток с частотой 100 Гц;

в) однополупериодный ритмический ток — прерывистый однополупериодный ток, посылки которого чередуются с паузами равной длительности

г) ток, модулированный разными по длительности периодами

ма импульсы с высокой крутизной фронта. При этом происходит быстрый сдвиг ионов из установившегося положения, оказывающий на легковозбудимые ткани (нервную, мышечную) значительное раздражающее действие. Это раздражающее действие пропорционально скорости изменения силы тока, т.е. di/dt.

Основные виды импульсных токов, используемых в этом методе, показаны на рис. 14.11.

Рис. 14.11.Основные виды импульсных токов, используемых для электростимуляции:

а) постоянный ток с прерыванием;

б) импульсный ток прямоугольной формы;

в) импульсный ток экспоненциальной формы;

г) импульсный ток треугольной остроконечной формы

На раздражающее действие импульсного тока особенно сильно влияет крутизна нарастания переднего фронта.

— лечебное воздействие импульсных и переменных токов на биологически активные точки (БАТ). По современным представлениям такие точки являются морфофункционально обособленными участками тканей, расположенными в подкожной жировой клетчатке. Они имеют повышенную электропроводность по отношению к окружающим их участкам кожи. На этом свойстве основано действие приборов для поиска БАТ и воздействия на них (рис. 14.12).

Рис. 14.12.Прибор для электропунктуры

Рабочее напряжение измерительных приборов не превышает 2 В.

Измерения проводятся следующим образом: нейтральный электрод пациент держит в руке, а оператор прикладывает к исследуемой БАТ измерительный электрод-щуп малой площади (точечные электроды). Экспериментально показано, что сила тока, протекающего в измерительной цепи, зависит от давления электрода-щупа на поверхность кожи (рис. 14.13).

Поэтому всегда имеется разброс в измеряемой величине. Кроме того, упругость, толщина, влажность кожи на различных участках тела и у различных людей разная, поэтому нельзя ввести единую норму. Следует особо отметить, что механизмы электрического раздражения

Рис. 14.13.Зависимость силы тока от давления щупа на кожу

БАТ нуждаются в строгом научном обосновании. Необходимо корректное сравнение с концепциями нейрофизиологии.

Форма и параметры импульсов

В импульсной технике применяются импульсы токов или напряжений самых различных форм. Основными идеализированными формами являются прямоугольные, трапецеидальные, треугольные, экспоненциальные и колокольные. При этом различают такие участки импульсов, как фронт, вершина, срез, основание и хвост. Основные параметры импульсов следующие (рис. 1.1): – амплитуда импульса; DI –

спад вершины импульса; t – длительность импульса; – длительность фронта; – длитель­ность среза. Измерение длительностей как самих импульсов, так и их отдельных участков становится малоопределенным при работе с реальными импульсами, не имеющими простой геометрической формы (рис. 1.2). Поскольку определение временных параметров импульсов такой формы затруднительно, для характеристики формы реальных импульсов введено понятие об активных длительностях, определяющихся разностями соответствующих моментов времени, в которые импульс
i
(
t
) принимает значения и
.
Тогда временные параметры импульсов можно определить как междецильные интервалы:

Рис. 1.2

Средним значением последовательности импульсов, определяющим постоянную составляющую импульсного процесса, называется величина

Для последовательности прямоугольных импульсов тока с амплитудой Im

Действующее значение последовательности импульсов тока произволь­ной формы

Для последовательности прямоугольных импульсов тока с амплитудой Im

Из сопоставления формул (1.1) и (1.2) следует, что действующее значение параметров импульсного процесса больше его среднего значения в раз.

При генерировании в нагрузке импульсов произвольной формы среднее значение тока за время длительности импульса t

а действующее значение

В тех случаях, когда в нагрузке генерируются импульсы полусинусоидальной формы, среднее и действующее значения тока за время t равны, соответственно,

Токи нагрузки за период частоты следования импульсов:

Источник

Лекция Общие характеристики импульсных сигналов.

Сигнал — физический процесс, несущий информацию. По природе физического процесса делятся на электромагнитные, в частности электрические (телефония, радио, телевидение, мобильная связь, ЛВС, Интернет), световые (оптоволоконный кабель), звуковые (общение людей), пневматические и гидравлические (определенные отрасли автоматики)и др.

Сигнал имеет Информативный (несущий информацию) и Неинформативный (не несущий информацию) параметр. П-р: если информацию несет амплитуда гармонического сигнала, то частота и фаза этого сигнала будут неинформативными.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения. Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют Последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени.

Импульсные сигналы бывают Периодичными и Непериодичными. Периодичными считаются сигналы, значения которых повторяются через определенный промежуток времени.

По форме импульсы делятся на: прямоугольные, треугольные, пилоподобные и др. Формы реальных импульсов отличаются от идеальных, вследствие искажений и помех, действующих в каналах импульсных устройств.

Параметры импульсов:

Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание информативного параметра.

Спад — информативный параметр падает до установленного значения.

Вершина — часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами.

Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения.

Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды.

Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности — интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности.

Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.

Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность.

Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса.

Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части.

Выброс в паузе B2— кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.

1.2. Виды импульсных сигналов и способы их отображения.

Импульсные сигналы могут отображаться в Аналитической (в виде уравнения) и Графической формах.

П-р:

Виды сигналов по характеру изменения сигнала во времени и по информативному параметру:

1) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и по времени сигналы

2) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и дискретные по времени сигналы — удобно обрабатывать современными измерительными приборами, поэтому аналоговые сигналы исследуемых объектов чаще всего превращают в дискретные сигналы. (Дискретизация) Интервал времени между соседними значениями дискретного сигнала называется Интервалом или Периодом дискретизации; величина, обратная к периоду дискретизации — Частота дискретизации; Дискретизация бывает Равномерная и Неравномерная.

3) непрерывные (аналоговые) по времени сигналы и квантованные (дискретные) по информативному параметру определены в любой момент времени. Превращение непрерывных сигналов в квантованные — квантование сигнала. Интервал между двумя соседними разрешенными уровнями — Квант. Квантование бывает Равномерное и Неравномерное.

4) сигналы дискретные по времени и квантованные по уровню могут иметь только определенные разрешенные уровни. Именно такие сигналы используются в современных информативных технологиях и обрабатываются современными компьютерными и микропроцессорными средствами.

Логические сигналы. Логические (булевы) величины, т. е. величины, которые могут принимать одно из двух возможных значений 0 или 1. На практике используют два вида логических сигналов: Импульсные и Потенциальные. Если на начальных этапах развития цифровой техники широко использовались импульсные логические сигналы, то сейчас они почти полностью вытеснены потенциальными логическими сигналами.

Импульсный логический сигнал принимает значение логической 1, если в течении определенного, заранее определенного интервала времени существует импульс определенной амплитуды, и значение логического 0, если в течении этого интервала времени такой импульс отсутствует. Система потенциальных логических сигналов считается Положительной, если логической 1 соответствует высший, а логическому 0 низший с двух возможных уровней, и отрицательной (инверсной), если логической 1 соответствует низший, а логическому 0 — высший с двух возможный уровней.

Входные и выходные сигналы реальных цифровых устройств имеют не два уровня или значения, а бесконечно большое количество значений в заданном диапазоне. Для того, чтобы такие сигналы несли логическую информацию, диапазон возможных значений этих сигналов делят на такие поддиапазоны (зоны): поддиапазон (зона) логического 0; поддиапазон (зона) логической 1; запрещенная зона, разделяющая две первые зоны.

То, что одному значению логической величины ставится в соответствие бесконечно большое количество значений с определенного диапазона, является избыточностью в кодировании информации. Чем больше степень избыточности в кодировании информации, тем выше степень помехоустойчивости этой информации, т. е. логические сигналы являются наиболее помехоустойчивыми сигналами.

Типичные элементарные сигналы и их характеристики.

Единичный импульсный сигнал δ(T);

Единичный ступенчатый сигнал U(T);

Гармонический сигнал X(T);

Экспоненциальный сигнал.

Единичный импульсный сигнал имеет площадь равную единице, т. е. произведение длительности импульса Тi на амплитуду импульса =1. Единичный ступенчатый сигнал описывается таким аналитическим выражением:

Гармонический сигнал используется для исследования амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик импульсных устройств.

Экспоненциальный сигнал описывается таким аналитическим выражением:

1.2.Генераторы импульсных сигналов.

Устройства, предназначенные для генерации импульсов.

По форме импульсов генераторы делятся на Генераторы прямоугольных импульсов и генераторы импульсов Не прямоугольной формы, в частности генераторы пилообразных импульсов.

Чтобы получить импульсы прямоугольной формы с крутыми фронтами, широко применяются так называемые Релаксационные генераторы, принцип которых основан на использовании усилителей с положительной обратной связью. Эти генераторы могут работать в одном из таких режимов: ожидания, автоколебания, синхронизации и деления частоты.

В режиме ожидания генератор имеет одно стойкое состояние. Внешний импульс запуска вызывает прыжкоподобный переход генератора в новое нестойкое состояние. В этом состоянии, которое называется квазистойким, или временно стойким, в генераторе происходят довольно медленные изменения, которые в конце концов приводят к обратному прыжку к начальному стойкому состоянию. Длительность пребывания генератора во временно стойком состоянии, т. е. длительность импульса, определяется параметрами элементов генератора. Основные требования: стабильность длительности генерированного импульса и стойкость его начального состояния.

В автоколебательном режиме генератор не имеет стойкого состояния, а имеет два временно стойких состояния. Переход с одного временно стойкого состояния в другое и назад осуществляется прыжком без влияния какого-либо внешнего фактора. Во время этого процесса генерируются импульсы, амплитуда, длительность и период которых полностью определяются параметрами элементов генератора. Основным требованием к таким генераторам является высокая стабильность частоты импульсов.

Режим синхронизации и деления частоты применяется для генерации импульсов, частота которых равна или кратна частоте импульсов синхронизации, которые попадают на генератор из-вне.

Мультивибраторы.

Мультивибратор — одни из наиболее распространенных генераторов прямоугольных импульсов. Мультивибратор представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью.

Мультивибратор — это устройство, которое поочередно пребывает в двух временно стойких (квазистойких) состояниях. Как активные элементы в мультивибраторе используются биполярные и полевые транзисторы, логические интегральные микросхемы, операционные усилители.

Транзисторы мультивибратора пребывают поочередно в одном из двух режимов: в режиме отсечки и режиме насыщения.

Казалось бы при полной симметрии схемы после ее включения токи транзисторов и напряжения на конденсаторов и на электродах транзисторов должны быть одинаковыми, а состояние схемы устойчивым. Однако этого никогда не происходит, т. к. идеальной симметрии схемы добиться практически невозможно. Любая, даже самая незначительная асимметрия мгновенно приведет к тому, что один из транзисторов закроется, а другой будет открыт и доведен до режима насыщения.

Пусть ток коллектора транзистора Т2 оказался несколько больше коллекторного тока транзистора Т1. Это приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R4 и к снижению отрицательного потенциала на коллекторе транзистора Т2. Через конденсатор С2 изменение потенциала коллектора транзистора Т2 передается на базу транзистора Т1.Это приведет к уменьшения тока коллектора Т1 и к увеличению отрицательного потенциала на коллектора этого транзистора. Через конденсатор С1 изменение потенциала коллектора транзистора Т1 передается на базу транзистора Т2, что вызывает дополнительное увеличение тока коллектора этого транзистора. Далее процесс повторяется и в конечном итоге транзистор Т2 полностью откроется и войдет в режим насыщения, а транзистор Т1 закроется. Этот процесс протекает лавинообразно и поэтому очень быстро, практически мгновенно.

Схема транзисторного мультивибратора.

2. Электронные ключи и логические элементы.

2.1. Общие сведения о ключевых элементах.

Ключевым элементом, или просто ключом называется устройство для открывания или закрывания канала, по которому передается энергия. По физической природе ключи делятся на электрические (электронные), пневматические, гидравлические, оптические и др.

Ключи могут пребывать в одному из двух состояний: замкнутом или разомкнутом. В замкнутом состоянии ключ имеет незначительное сопротивление, в идеальном случае нулевое. В разомкнутом состоянии, наоборот, сопротивление ключа большое, в идеальном случае бесконечно большое.

Переход ключа из одного состояния в другое осуществляется скачком, за незначительный промежуток времени, под действием сигнала управления ключом. Идеальным ключом называется ключ, который в замкнутом состоянии имеет нулевое сопротивление, и бесконечно большое сопротивление в разомкнутом состоянии.

Нормально замкнутые — ключ пребывает в замкнутом состоянии при условии отсутствии сигнала управления.

Нормально разомкнутые — ключ пребывает в разомкнутом состоянии при условии отсутствии сигнала управления.

Переключатели — под действием управляющего сигнала переходит с нормально замкнутого состояния в разомкнутый.

По способу включения ключи делятся на Последовательные и Параллельные.

По роду переключаемой величины ключи делятся на ключи Напряжения и ключи Тока.

Коммутаторы — устройства, предназначенные для соединения или коммутации одного входного канала передачи сигналов на вход одного из выходных каналов передачи сигналов или наоборот, одного из входных каналов передачи сигналов на вход выходного.

Реальные ключи характеризуются такими параметрами:

1.Сопротивление в замкнутом и разомкнутом состоянии.

2.Длительность перехода ключа из замкнутого состояния в разомкнутый и, наоборот, переход ключа из разомкнутого состояния в замкнутый.

3.Максимально допустимый ток замкнутого ключа.

4. Максимально допустимое напряжение замкнутого ключа

Аналоговые ключи.

Аналоговые ключи имеют два состояния: замкнутый и разомкнутый, и предназначены для передачи входного сигнала на выход с высокой точностью и без искажений в замкнутом состоянии.

Источник