Elektrische en temporele parameters van rechthoekige pulsen

Ze worden meestal periodieke en niet-periodieke signalen genoemd, waarvan de vorm verschilt van sinusvormige pulssignalen... De processen van opwekking, conversie en vragen over de praktische toepassing van pulssignalen zijn tegenwoordig gerelateerd aan veel gebieden van de elektronica.

Zo is bijvoorbeeld geen moderne voeding compleet zonder een blokgolfgenerator op de printplaat, zoals bijvoorbeeld op de TL494-microschakeling, die pulstreinen produceert met parameters die geschikt zijn voor de huidige belasting.

Omdat pulssignalen een andere vorm kunnen hebben, noemen ze verschillende pulsen volgens een vergelijkbare geometrische vorm: rechthoekige pulsen, trapeziumvormige pulsen, driehoekige pulsen, zaagtandpulsen, stappulsen en pulsen van verschillende andere vormen. Ondertussen zijn het precies rechthoekige pulsen... Hun parameters zullen in dit artikel worden besproken.

Natuurlijk is de term «rechthoekige impuls» enigszins willekeurig. Vanwege het feit dat er niets perfect is in de natuur, net zoals er geen perfect rechthoekige pulsen zijn.In feite kan een echte puls, die meestal rechthoekig wordt genoemd, ook oscillerende golven hebben (weergegeven als b1 en b2 in de afbeelding), vanwege zeer reële capacitieve en inductieve factoren.

Deze emissies kunnen natuurlijk afwezig zijn, maar er zijn elektrische en temporele parameters van de pulsen, die onder andere "de onvolmaaktheid van hun haaksheid" weerspiegelen.

Een rechthoekige puls heeft een specifieke polariteit en werkingsniveau. Meestal is de polariteit van de puls positief, aangezien de meeste digitale microschakelingen worden aangedreven door een positieve spanning ten opzichte van de gemeenschappelijke draad, en daarom is de momentane waarde van de spanning in de puls altijd groter dan nul.

Maar er zijn bijvoorbeeld comparatoren die worden gevoed door bipolaire spanning; in dergelijke schema's kun je bipolaire pulsen vinden. Over het algemeen worden geïntegreerde schakelingen met negatieve polariteit niet zo veel gebruikt als conventionele geïntegreerde schakelingen met positieve voeding.

In een pulsreeks kan de bedrijfsspanning van de puls laag of hoog zijn, waarbij het ene niveau het andere in de loop van de tijd vervangt. Het lage spanningsniveau wordt aangeduid met U0, het hoge niveau met U1. De hoogste momentane waarde van de spanning in een puls Ua of Um, relatief ten opzichte van het beginniveau van de pulsamplitude, wordt genoemd.

Ontwerpers van pulsapparaten werken vaak met actieve pulsen van hoog niveau, zoals de afbeelding links. Maar soms is het praktisch aan te raden om pulsen van laag niveau als actief te gebruiken, waarvoor de begintoestand een hoog spanningsniveau is. Een puls op laag niveau wordt weergegeven in de afbeelding rechts. Een impuls op laag niveau een "negatieve impuls" noemen, is ongeletterd.

De spanningsval in een rechthoekige puls wordt een front genoemd, wat een snelle verandering in de elektrische toestand vertegenwoordigt (evenredig in de tijd met de tijd van het transiënte proces in het circuit).

De helling van laag naar hoog, dat wil zeggen een positieve helling, wordt de voorrand of eenvoudigweg de rand van de puls genoemd.De hoog-naar-laag of negatieve flank wordt de clipping, helling of eenvoudigweg de achterrand van de puls genoemd. de hartslag.

De frontend wordt in de tekst aangeduid met 0.1 of schematisch _ |, en de laatste 1.0 of schematisch | _.

Afhankelijk van de traagheidskarakteristieken van de actieve elementen, duurt het tijdelijke proces (uitval) in een echt apparaat altijd enige eindige tijd. Daarom omvat de totale pulsduur niet alleen de bestaanstijden van de hoge en lage niveaus, maar ook de duurtijden van de flanken (leading en trailing), die worden aangeduid met Tf en Tav. In bijna elke bepaalde grafiek is de stijg- en daaltijd te zien oscilloscoop.

Aangezien in werkelijkheid de momenten van het begin en het einde van de transiënten in de druppels niet gemakkelijk heel precies te onderscheiden zijn, is het gebruikelijk om de duur van de druppel te beschouwen als het tijdsinterval waarin de spanning verandert van 0,1 Ua naar 0,9 Ua ( voorzijde) of van 0,9Ua tot 0,1Ua (afgesneden). Dat geldt ook voor de voorste steilheid Kf en de snijsteilheid Ks. worden ingesteld volgens deze grenstoestanden en worden gemeten in volt per microseconde (V / μs). De duur van de puls wordt het tijdsinterval genoemd, geteld vanaf het niveau van 0,5 Ua.

Wanneer de processen van vorming en opwekking van pulsen als een geheel worden beschouwd, wordt aangenomen dat het front en de clipping nul in duur zijn, aangezien deze kleine tijdsintervallen niet kritisch zijn voor grove berekeningen.

Pulsreeks - dit zijn pulsen die elkaar in een bepaalde volgorde opvolgen. Als de pauzes tussen de pulsen en de duur van de pulsen in de reeks aan elkaar gelijk zijn, is er sprake van een periodieke reeks. De pulsherhalingsperiode T is de som van de pulsduur en de pauze tussen pulsen in de reeks. De pulsherhalingsfrequentie f is het omgekeerde van de periode.

Periodieke opeenvolgingen van rechthoekige pulsen, naast periode T en frequentie f, worden gekenmerkt door verschillende aanvullende parameters: duty cycle DC en duty cycle Q. Duty cycle is de verhouding tussen de duur van de puls en zijn periode.

Welzijn De verhouding van de periode van de puls tot de duur ervan. Een periodieke opeenvolging van duty cycle Q = 2, dat wil zeggen een waarin de pulsbreedte gelijk is aan de pauzetijd tussen pulsen of waarin de duty cycle DC = 0,5 is, wordt een blokgolf genoemd.