Импульсный режим работы
Общая характеристика импульсных устройств
Способы представления информации
При использовании в качестве носителя информации электрических сигналов (напряжений и токов) возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например, X:
1) в виде одного сигнала – напряжение (ток), которое сравнимо с величиной X (аналогично ей) - например, при Х = 1845 единиц на вход электронного устройства можно подать напряжение 1,845 В (масштаб представления 0,001 В/ед.) или 9,225 В (масштаб 0,005 В/ед.);
2) в виде нескольких сигналов - нескольких напряжений постоянного тока, которые, например, сравнимы с числом единиц в X, числом десятков в X, числом сотен в Xи т. д.
Первая форма представления информации называется аналоговой или непрерывной (с помощью сходной величины - аналога). Величины, представленные в такой форме, могут принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Количество значений, которые может принимать такая величина, бесконечно велико. Их бесконечно много даже в случае, когда величина изменяется в ограниченном диапазоне, например 0-2000 или 0-0,0001. Отсюда названия - непрерывная величина, непрерывная или аналоговая информация, аналоговые устройства.
Вторая форма представления информации называется цифровой или дискретной (с помощью набора напряжений, каждое из которых соответствует одной из цифр представляемой величины). Такие величины, принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные значения, называются дискретными (прерывистыми). В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величины всегда будет конечным.
Импульсный режим работы
Соответственно, наряду с непрерывным режимом работы электронных устройств используется импульсный (дискретный) режим, при котором кратковременное воздействие сигнала чередуется с паузой.
Современная электроника характеризуется широким применением импульсных устройств. Многие производственные процессы имеют импульсный характер: пуск и остановка агрегатов, изменение скорости и торможение, сброс нагрузки, срабатывание защиты и т. д. Большинство технологических процессов разбивается на ряд операций - «тактов», и их чередование также обуславливает импульсный характер работы устройств. Для управления работой агрегатов с импульсным характером требуется создание специфических импульсных электронных узлов.
По сравнению с аналоговым импульсный режим работы имеет ряд значительных преимуществ:
- значительная выходная мощность при малом значении средней мощности из-за отсутствия постоянной составляющей тока, что позволяет уменьшить массу и габариты аппаратуры;
- повышение пропускной способности – возможность одновременной передачи нескольких потоков информации;
- повышение помехоустойчивости, точности и надежности электронных устройств;
- уменьшение влияния температур и разброса параметров полупроводниковых приборов на работу устройств, так как работа осуществляется в двух режимах: “включено” - ”выключено”;
- реализация импульсных устройств на однотипных элементах, легко выполняемых методом интегральной технологии.
Существует множество способов передачи непрерывного сигнала (рис. 34, а) в виде прямоугольных импульсов (рис. 34,6 - г).
При осуществлении амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) амплитуда импульсов пропорциональна входному сигналу (рис. 34, б). При таком способе передачи информации вредное влияние дрейфа нуля усилителей и других дестабилизирующих факторов на точность сохраняется.
Рисунок 34 – Различные способы передачи информации с помощью импульсов
Рисунок 35 - Основные параметры прямоугольных импульсов
При использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ) амплитуда и частота повторения импульсов постоянны, но ширина импульсов tи пропорциональна текущему значению входного сигнала (рис. 34, в).
При частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) (рис. 34, г) входной сигнал определяет частоту следования импульсов, которые имеют постоянную длительность и амплитуду. При ШИМ и ЧИМ дрейф нуля усилителей не влияет на точность передачи входного сигнала, которая в данном случае зависит только от точности фиксации временного положения импульсов.
Наибольшую точность и помехоустойчивость обеспечивают число - импульсные (цифровые) методы: информация передается в виде числа, которому соответствует определенный набор импульсов (код), при этом существенно только наличие или отсутствие импульса.
Импульсы прямоугольной формы наиболее часто применяются в электронной технике. На рис. 35, а приведена периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а на рис. 35, 6 показана система параметров, которая позволяет описать импульсы. Импульс характеризуется следующими параметрами:
Um - амплитуда импульса; tи - длительность импульса; tп - длительность паузы между импульсами; Tп=tи + tп - период повторения импульсов; f=1/Tп - частота повторения импульсов; QH = Tп/tи - скважность импульсов.
В реальных устройствах прямоугольные импульсы имеют (рис. 35, б) определенную длительность фронта tф и среза tc. Как правило, фронт и срез импульса определяются в течение нарастания (или спада) напряжения от 0,1Um до 0,9Um.
Наряду с прямоугольными импульсами в электронной технике широко применяются импульсы пилообразной, экспоненциальной, трапециидальной и другой формы.
Дата добавления: 2021-01-11; просмотров: 418;