Понятия об импульсных устройствах, электронный ключ

В промышленной электронике, автоматике широко применяются устройства обработки сигналов импульсного типа, когда кратковременное tu воздействие сигнала чередуется с относительно длинными паузами tn (рис.6.12). Импульсный режим обработки сигналов лежит в основе работы всех ЭВМ, калькуляторов. Применение импульсных устройств обусловлено рядом их преимуществ перед устройствами обработки непрерывных сигналов:

1) высокая точность обработки импульсных сигналов;

2) высокая помехозащищенность и устойчивость к воздействиям внешней среды;

3) обработка импульсных сигналов в устройствах любого уровня сложности базируется на небольшом числе простых однотипных элементов, параметры которых, такие как надежность, вес, быстродействие и т. д. могут быть доведены до совершенства, что предопределяет создание качественной аппаратуры с обработкой импульсных сигналов;

4) импульсные устройства экономичны в потреблении энергии.

Базовым элементом всех импульсных устройств является электронный ключ. Схема наиболее распространенного транзисторного ключа, приведенная на рис. 6.13, представляет собой усилитель с ОЭ. Токи покоя базы Т_БО и коллектора I_KO нулевые. Ключ, как усилитель с ОЭ, переворачивает фазу входного сигнала. Если на входе Uвx = 0, то транзистор закрыт и на выходе сигнал максимальный Uвыx = Uun. Если на входе сигнал максимален Uвx = Uun (рис. 6.12), то транзистор открыт, причем ток коллектора i_K такой величины, что транзистор находится в режиме насыщения (U_КЭ ≅ 0), а падение напряжения R_K i_K на R_K равно Uun. В этом случае на входе Uвыx = 0. Таким образом, транзисторный ключ имеет только два состояния: открытое, когда Uвыx = 0, и закрытое, когда Uвыx = Uun.

Рис. 6.12 Периодические импульсы

Рис. 6.13 Электронный ключ

В импульсной и цифровой электронике принято наличие напряжения называть единичным сигналом (I), а отсутствие напряжения - нулевым сигналом (0). Описание работы импульсных и цифровых устройств над сигналами 0 и I проще и не зависит от конкретных электронных схем устройств.