рис. 3.1 аИмпульсный режим работы электронного устройства характерен резкими изменениями токов и напряжений. При этом в промежутках времени между этими изменениями токи и напряжения меняются сравнительно мало. Импульсный режим широко используется в устройствах как силовой, так и информативной электроники.

Часто активные приборы (например, транзисторы) устройства электроники, работающего в импульсном режиме, используются как ключи, т. е. основную долю времени находятся или в открытом, или в закрытом состоянии, и только в течение очень коротких отрезков времени находятся в промежуточном состоянии. Это так называемый ключевой режим работы активных приборов. В соответствии с этим импульсный и ключевой режимы иногда отождествляют. Широкое использование импульсного режима объясняется многими его преимуществами. Импульсный режим устройства силовой электроники позволяет существенно повысить коэффициент полезного действия.

Дадим соответствующие пояснения. Пусть в устройстве используется силовой транзистор, работающий в режиме ключа. В открытом состоянии транзистор находится в режиме насыщения (напряжение на транзисторе мало), а в закрытом — в режиме отсечки (ток через транзистор мал). Тогда мощность, идущая на нагрев транзистора, мала как в его открытом, так и закрытом состояниях. Эта мощность возрастает в момент переключения транзистора из одного состояния в другое. Но процесс переключения протекает достаточно быстро, и в среднем мощность оказывается малой.

Импульсный режим работы устройств информативной электроники имеет следующие два важнейших преимущества:

● 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;

● информация о сигнале простым и естественным образом представляется в цифровой форме, что позволяет использовать большие и всё возрастающие возможности цифровой обработки информации.

Описание импульсных сигналов

Рассмотрим основные термины. Обратимся для примера к идеализированному импульсу, который называют трапецеидальным (рис. 3.1, а).

рис. 3.1 а

Участок импульса АВ называют фронтом, участок BC — вершиной, участок CD — срезом; отрезок времени AD — основанием. Иногда участок АВ называют передним фронтом, а участок CD — задним фронтом.

На рис. 3.1, б приведены другие идеализированные импульсы характерных форм и даны их названия.

рис. 3.1 б

Обратимся к идеализированному, но более сложному по форме импульсу (рис. 3.2, а).

рис. 3.2 а

Участок импульса, соответствующий отрицательному напряжению, называется хвостом импульса, или обратным выбросом.

Для величин, указанных на рисунке, обычно используют следующие названия:

tи — длительность импульса;

tф — длительность фронта импульса;

tc — длительность среза импульса;

tx — длительность хвоста импульса;

Um — амплитуда (высота) импульса;

∆U — спад вершины импульса;

Uобр — амплитуда обратного выброса.

При определении параметров реальных импульсов обычно нет возможности однозначно разделить импульс на характерные участки, поэтому в этих случаях параметры импульсов определяют исходя из тех или иных соглашений. Например, длительности импульса и фронта импульса часто определяют так, как это показано на рис. 3.2, б.

рис. 3.2 б

Обратимся к периодически повторяющимся импульсам (рис. 3.3).

рис. 3.3

В этом случае используются следующие параметры:

f = 1/T

Q = T/tn

Kз = 1/Q = tn/T

Т — период повторения импульсов;

f —  частота повторения импульсов;

tn — длительность паузы;

Q — скважность импульсов;

Kз — коэффициент заполнения.