Импульсные устройства. Электронный ключ и генераторы импульсных сигналов

1. Лекция 6 Импульсные устройства

1 Общие сведения об импульсных
устройствах
2 Электронный ключ
3 Генераторы импульсных сигналов
Литература: [1] . C. 327-335, 565-576;
[2]. C. 122-140.

2. Вопросы для самоконтроля

• Какие устройства называются импульсными?
• Перечислите достоинства импульсных устройств по сравнению
с аналоговыми?
• Какими параметрами характеризуется импульсный сигнал?
• Какие устройства являются простейшими формирователями
импульсов?
• Что называется электронным ключом?
• Перечислить режимы работы электронного ключа?
• Пояснить принцип работы электронного ключа?
• Что называется генератором импульсных сигналов?
• Охарактеризуйте режимы работы генераторов?
• Пояснить принцип работы мультивибратора?
• Пояснить принцип работы блокинг-генератора?

3.

Импульсными называются электронные устройства, работа
которых основана на использовании импульсных (дискретных)
сигналов.
Импульсные устройства имеют следующие преимущества по
сравнению с аналоговыми:
- резко повышается помехоустойчивость, так как и при высоком
уровне помех обычно не возникает проблемы отличить одно
состояние схемы от другого, а именно состояние схемы определяет
информацию о преобразуемом сигнале;
- обладают большем КПД (за счет отсутствия потребления
энергии между импульсами);
-на их работе меньше сказывается разброс параметров,
применяемых приборов, так как транзисторы работают в ключёвом
режиме;
- простота конструкции (при их реализации используется
ограниченный набор однотипных приборов).
На импульсных методах основана работа большинства
автоматических и телемеханических устройств.

4. Виды импульсного сигнала

б
в
г
д
а
Участок трапецеидального импульса АВ называют фронтом,
участок ВС – вершиной, участок СD – срезом, отрезок АD –
основанием. Иногда участок АВ называют передним фронтом, а
участок СD – задним фронтом.

5. Параметры импульса

а
б
tи – длительность импульса; tф – длительность фронта импульса;
tс – длительность среза импульса; tх – длительность хвоста импульса;
Um – амплитуда (высота) импульса; ΔU – спад вершины импульса;
Uобр – амплитуда обратного выброса.

6.

Периодически повторяющиеся импульсы
Т – период повторения импульсов;
f=1/T – частота повторения импульсов;
tи – длительность импульса; tп – длительность паузы;
Q=T/tи – скважность импульса;
Кз=1/Q=tи/T – коэффициент заполнения.

7. Электронным ключом называется устройство, предназначенное для формирования импульсных сигналов.

Электронным ключом называется устройство,
предназначенное для формирования импульсных сигналов
а
б
.

8.

Ключевой режим транзистора характеризуется двумя
состояниями.
• Режим отсечки (транзистор закрыт) — ключ разомкнут; через
транзистор протекает минимальный ток, соответствующий точке А
на диаграмме. Это имеет место, если Uэ < 0, т. е. эмиттерный
переход закрыт, ток Iэ = 0, ток коллектора определяется обратным
током коллекторного перехода Iко, протекающим полностью по цепи
базы. Мощность, потребляемая транзистором в режиме отсечки,
минимальна.
• Режим насыщения (ключ замкнут) характеризуется
минимальным падением напряжения на транзисторе Uк = Uк-э.н = 0,
на диаграмме это точка В, а ток ограничен практически только Rк
При малых значениях Uк – Uк-.э < Uб-э коллекторный переход
оказывается прямосмещенным, как и эмиттерный, поэтому напряжения между электродами транзистора весьма малы (реально
Uк-э.н = 0,05...1,0 В).

9. Временные диаграммы напряжений и токов

10.

Генераторы
импульсных
сигналов
(импульсные
генераторы) – это устройства, предназначенные для
формирования импульсов различной формы.
Наиболее распространены генераторы прямоугольных и
линейно
изменяющихся
(пилообразных)
импульсов
напряжения.
Генераторы импульсных сигналов могут работать в одном
из трех режимов: автоколебательном, ждущем или
синхронизации.
В автоколебательном режиме генераторы непрерывно
формируют импульсные сигналы без внешнего воздействия.
В ждущем режиме генераторы формируют импульсный
сигнал лишь по приходе внешнего (запускающего) сигнала.
В режиме синхронизации генераторы вырабатывают
импульсы напряжения, частота которых равна или кратна
частоте синхронизирующего сигнала.

11. Автоколебательный мультивибратор

а
б
U+ — U_ = U+1 — Uc > 0
U+ — U_=U+2 — Uc < 0

12. Блокинг–генераторами называются устройства, предназначенные для получения мощных импульсов малой длительности (от долей

микросекунды до долей миллисекунды)
и скважностью до нескольких десятков тысяч.
а
б