Параметры электрического импульса

Импульсные процессы

Источниками колебаний в форме импульсов чаще всего являются импульсные генераторы - автономные преобразователи энергии источника питания, в энергию разрывных колебаний требуемой формы. Другим способом получения импульсов является их формирование путем изменения параметров колебаний иной формы, например синусоидальной.

Для этого используют формирующие устройства - ограничители амплитуды, схемы дифференцирования и другие устройства, которые изменяют параметры колебания - амплитуду, период следования, форму и т.п.

Электрическим импульсом называют напряжение или ток, отличающиеся от нуля или постоянного значения только в течение короткого промежутка времени, который меньше или сравним с длительностью установления процессов в электрической системе, в которой они действуют. Импульсы могут быть как периодическими, так и одиночными (рис. 1)

Рис. 1. Импульсы различной формы

В случае следующих друг за другом импульсов (т.е. периодических) обычно предполагается, что интервал между ними существенно превышает длительность процессов установления. В противном случае этот сигнал называют несинусоидальным напряжением или током. Такое определение не отличается строгостью, ибо переходные процессы протекают, как известно, бесконечно долго. Однако оно позволяет отличать импульсы в общепринятом смысле от напряжения сложной формы.

Параметры электрического импульса

Импульсы и импульсные последовательности характеризуются рядом параметров (длительность импульса, длительность паузы, время фронта, период следования и др). Методика измерения этих параметров представлена на рис 2.

Рис. 2. Основные параметры импульсов

U_m – амплитуда импульса. Это наибольшее отклонение напряжения от исходного, установившегося значения U_o;

t_фр – длительность фронта импульса (или время фронта). Это временной интервал, в течение которого напряжение возрастает от 0,1U_m до 0,9U_m. Иными словами, время фронта измеряется не по максимальному и минимальному значению напряжений, а по уровням 0.1-0.9 от максимального значения.

t_cп – длительность спада импульса (или время спада). Это временной интервал, в течение которого напряжение спадает от 0,9U_m до 0,1U_m. Его иногда еще называют временем среза импульса.

t_и – длительность импульса. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах t_фр и t_cп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, длительность импульса измеряется на уровне половины амплитуды.

t_п – длительность паузы. Она измеряется по уровню 0.5 аналогично длительности импульса. При этом соблюдается соотношение t_п = T- t_и.

Т – период следования импульсов. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах t_фр или t_cп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, период измеряется по уровню половины амплитуды между двумя соседними фронтами или спадами.

f – частота следования импульсов. Это величина, обратная периоду f =1 / T.

Q - скважность импульсов. Это величина, равная отношению периода к длительности импульсов: Q = Т/t_и

K_з – коэффициент заполнения импульсов. Это величина, равная отношению длительности импульса к периоду: K_з = t_и/T. Коэффициент заполнения и скважность импульсов – взаимообратные величины.