Дифференцирующие и интегрирующие цепи.

Виды сигналов

Они бывают:

- непрерывные (аналоговые)

- дискретные (импульсные)

 

И те и другие сигналы могут быть детерменироваными и случайными.

 

Детерменироваванные сигналы описываются математической формулой и не несут никакой информации.

Случайные сигналы несут информацию.

Информацию выгоднее передавать с помощью импульсного сигнала.

Преобразование непрерывного сигнала в импульсный производится на основе теоремы Котельникова: любой непрерывный сигнал может быть преобразован в дискретный сигнал без потери информации. Если шаг Квантования по времени:

Преобразование аналогового сигнала в цифровой вызвано 2 причинами:

1. При работе передатчика в импульсном режиме мощность излучения в импульсе в Q раз больше средней мощности передатчика, где Q- скважность импульсной последовательности.

2. Сигнал представленный в импульсной форме (в настоящее время применяется цифровая форма) является защищенным.

 

Атмосферные, промышленные помехи воздействуют на амплитуду сигнала.

При цифровой передачи информации имеет значение только значение импульса любой формы в данном разряде.

Кроме квантования по времени необходимо провести квантование по уровню и записать номер уровня в двоичном коде.

Такое преобразование делает аналоговый цифровой преобразователь.

На приёмном конце канала связи имеется цифра – аналоговый преобразователь, который восстанавливает непрерывный сигнал.

Параметры импульсов и импульсных последовательностей.

 

 

U t

Т r

 

Импульсная последовательность характеризуется следующими параметрами:

-длительность импульса

-периодом повторения «Т», или обратная ему величина, частотой исследования и амплитудой импульса.

 

Реальный одиночный импульс.

 

Характерный длительностью импульса «V», который определяют по уровню 0,1 от «U».

«U»- максимальное отклонение импульса от 0-го значения.

Длительность переднего фронта определяется расстоянием во времени от уровня 0,1 «U» до уровня 0,9 «U».

Длительность среза определяется расстоянием во времени от уровня 0,9 «U» до 0,1 «U».

Идеальный импульс имеет «Т» фронта и «Т» среза равными нулю, то есть перехода от 1 к 0 или от 0 к 1, происходит мгновенно.

С помощь разложения в ряд Фурье импульса последовательность может быть представлена, как сумма отдельных гармонических колебаний.

 

т

а(т)

 

Т

 

Идеальный импульс.

 

 

Формирователи импульса.

 

Схемы которые преобразуют сигналы одной формы в сигналы другой формы называются формирователями импульса.

 

Формирователи могут быть:

- дифференцирующие – интегрирующие цепи.

- ограничители амплитуд.

Как всякие радиотехнические цепи формирователи могут быть линейными и нелинейными.

Линейные цепи строятся на линейных элементах, которые характеризуются тем, что их параметры не зависят от протекающих через них токов и приложенных к ним напряжений.

ВАХ линейного элемента представляет собой прямую пропорциональную зависимость.

На выходе линейного устройства сохраняются те же гармоники, что и на входе.

Нелинейные устройства строятся на нелинейных элементах параметры, которых зависят от протекающих через них токов или приложенных напряжений. Нелинейные элементы характеризуются нелинейной ВАХ. На выходе нелинейных устройств появляются новые гармоники по сравнению с входным сигналом.

 

Формирующие импульсы.

С помощью ключей Кл1 и Кл2 длинная линия может присоединяться к источнику постоянного напряжения Е и нагрузке Rн.

 

 

Если замкнуть ключ Кл1, оставив ключ Кл2 разомкнутым, через время t=2l/ν (где l-длинна линии, ν-скорость распространения волны вдоль нее) такая разомкнутая линия будет по всей длине равномерно заряжена до напряжения Е.

Если же в некоторый момент времени t=t1 замкнуть Кл2 и разомкнуть Кл1, тогда на нагрузке Rн выделится напряжением:

Каждый участок линии заряжен до напряжения E>Uн, то линия начинает разряжаться через Rн. От нагрузки к разомкнутому началу линии распространяется волна с напряжением – E/2, разрежающаяся E/2.

В момент эта волна напряжения достигнет разомкнутого начала линии, отразится от него без изменения амплитуды и фазы начнет распространяться к нагрузке.

При этом начальные участки линии окажутся разряженными до нуля.

А к моменту вся линия полностью разрядится.

т.к. волна – Е/2 достигает нагрузки через время , после замыкания Кл2, то на нагрузке выделяется прямоугольный импульс напряжения.

 

 

Транзисторные ключи.

а) б)

в) г)

Ключ в том числе и транзисторный коммутирует т.е. вкл. и выкл. участки электрической цепи. Его действие основано на том, что во включенном состоянии его сопротивление очень мало. Можно считать нулевое. А в выкл. состоянии оно очень большое. Транзистор работает в нелинейном режиме переходя от режима отсечки к режиму насыщения вслед за изменением Uб. Нагрузка представляет собой коммутируемый участок цепи вкл. либо последовательно либо параллельно с ключом.

 

На рис. а) – параллельный ключ.

Когда под действием управляющего напряжения. Транзистор заперт ток Iк=0, Rн подсоединен к Ек. Напряжение на выходе на Rн=Ек, т.к. Rк значительно меньше чем Rн. При Uупр обеспечивает включение транзистора и переход его в режим насыщения Rн шунтируется малым сопротивлением открытого VT и Uвых=0.

 

 

На рис. б)- последовательный ключ.

При включении транзистора, Rн подключается параллельно Uвх. При выкл. VT его большое сопротивление разрывает эту связь. Для нормальной работы необходимо чтоб Uвх было больше 0.

Возможны 3 схемы включения транзистора: 1) с общим эмитором 2) с общей базой 3)с общим коллектором. Наиболее применимы первые 2 схемы с эмитором и базой. На более ВЧ применяются схемы с общей базой т.к. заземленная база препятствует возникновению паразитной обратной связи выход-вход. Такая паразитная обратная связь может быть причиной паразитных колебаний.

В настоящий момент широко используются микросхемы на которых строятся не только ключевые каскады, но и построенные на них триггеры. Для рассмотрения стационарных и переходных режимов ключей на БТ транзистор включается с общим эмитором схема (в).

Транзистор может находится в 1 из 2 стационарных состояний во включенном и выключенном.

Режим насыщения возникает при положительном напряжении если ток базы удовлетворяет условию .

 

Устройство ввода, вывода.

Устройство ввода вывода предназначены для ввода данных и программ, а так же для внешнего информации хранящих данные ЭВМ. Они подразделяются на автоматические и неавтоматические. Автоматические характеризуются тем, что в них информация вводится с напечатанных текстов и графиков, с человеческой речи. Их быстродействие выше, чем у ручных, но ручные позволяют корректировать информацию процесса ввода. К ручным относятся: клавиатура, пульт управления. К автоматическим относятся устройства счет информации, устройства опознавания речи, читающие автоматы.

1) Устройства вывода служат для вывода ЭВМ информации, результатом обработки данных отобразиться виде таблиц, графиков, текстов и др. представлений. Они подразделяются на устройства вывода информации, оптические, магнитно-оптические, магнитные диски.

2) Устройства для вывода и фиксации информации в виде графика, таблиц. К ним относят печатающие устройства.

3) Устройства вывода информации во внешнюю среду к ним относят ЦАП и линии связи (модем).

Устройства ввода. Устройства вывода.

Вывод информации на дисплей. Дисплей является наиболее удобным устройством общения человека с машиной. Набирать информацию на клавиатуре, высвечивать на экране, записывать в память машины, исправлять введенную информацию, связь ЭВМ и дисплея осуществляется через блок интерфейса записывается в память ЭВМ. Информация, которая должна быть выведена на экран через блок интерфейса записывается в буферном устройстве. Объем ПЗУ равен количеству знаков, которые могут быть одновременно высвечены на экране, после того как БЗУ полностью загружена, дисплей переходит в автономный режим. Код знака записанного в БЗУ являются командой под которой из постоянного ЗУ (ПЗУ) считывается микропрограмма воспроизведения на экран. Микрокоманда этой микропрограммы подается преобразует в аналоговые сигналы управляющие отклоняющими стонами ЭЛТ. Существуют 2 способа развертки луча на экране ЭЛТ.

1)Функциональный при котором луч перемещается по экрану в пределах 1 знакового места, т.е. он высвечивает букву за буквой.

2)Растровый луч перемещается по экрану высвечивая знаки послойно. Количество зависит от типа экрана. Дисплей позволяет исправлять введенную информацию с помощью маркера или светового пера. Маркер совмещает со знаком который необходимо исправлять.

В ячейке БЗУ уничтожается код этого знака, затем набирается нужный знак и нажимается на кнопку возврат. Конец светового пера на котором находится фотодиод подводится к тому знаку, который надо уничтожить. По сигналу светового пера определяет координаты знака на экране и в БЗУ. По этому адресу информация может быть удалена или уничтожена.

 

 

Операционные усилители (ОУ)

 

Своё назначение ОУ получил вследствие того, что он может использоваться для выполнения сигнальных математический операций над сигналами: алгебраического сложения, интегрирования, дифференцирования, логарифмирования и т.д.

Современное ОУ выполняется на базе ИМС.

Условные обозначения ИМС ОУ.

ИМС имеет 2 входных вывода: инвертирующий, обозначенный на рисунке кружком и не инвертирующий. Сигнал на входе ОУ инвертировал по отношению к сигналу поданному на вход (-) и неинвертированный по отношению к сигналу поданному на вход (+).

Структура ИМС операционного усилителя. Несмотря на существенное отличие ИМС ОУ разных типов в каждой из них можно выделить входной каскад, усилитель напряжения, цепь сдвига постоянного уровня и входной каскад усилителя мощности.

Входной каскад-представляет собой дифференциальный усилитель (ДУ) в плечах которого стоят одинаковые транзисторы VT1 и VT2 и равные коллекторные резисторы. VT1 и VT4 генератор стабильного тока I₀₁.

Усилитель напряжения-выполнен на транзисторах VT5,VT6 также по схеме дифференциального усилителя однако в приведенной схеме его элементарный ток не стабилизирован.

Цепь смещения уровня-в этой схеме относительно высокий потенциал на коллекторе VT6 смещается вниз на сумму напряжения Uбэ7 и I₀₂ R. Ток I₀₂ обеспечивает генератор стабильного тока, собранный на транзисторах VT8 и VT9. VT10-усилитель напряжения.

Выходной каскад-выполнен на коллекторных транзисторах (p-n-p и n-p-n). VT11 и VT12

Работающих в режиме эмиторных повторений. Это обеспечит большое входное сопротивление каскадов.

 

 

Параметры ИМС ОУ.

1. Коэффициент усиления постоянного напряжения.

2. Входное сопротивление

3. Коэффициент ослабления синфазного сигнала

4. Входное напряжение смещения О.

5. Выходное сопротивление

6. Входной ток

7. разность выходных токов

8. Частота единого усиления

9. Частота среза

10. Скорость нарастания выходного напряжения.

Интегральные триггеры.

 

Интегральный триггер может быть выполнен монолитным (триггер интегрального исполнения) или реализован на логических м/с. Они бывают асинхронными (нетактируемыми) и синхронными (тактируемыми). Асинхронный триггер имеет лишь информационные входы, сигналы на которых с момента их появления определяется состояние триггера. Синхронный триггер кроме информационных входов имеет синхронизирующий (тактирующий, тактовый) вход.

 

13.1.Асинхронный RS-триггер.

 

На входе элемента И-НЕ имеется инвертор. Поэтому на 2 таких элементах можно выполнить триггер. Асинхронный RS-триггер-простейший интегральный триггер применяющийся самостоятельно, а также входящий в состав более сложных интегральных триггеров в качестве запоминающих ячеек.

 

13.2.RS- триггер на элементах ИЛИ-НЕ.

 

Для элемента ИЛИ-НЕ логической является пассивными сигналами: с поступлением его на вход состояние входа элемента комбинации S=0 R=0 не изменяет состояние триггера.

Логическая 1 для элемента ИЛИ-НЕ является активным сигналом переключающим сигналом явл 1.

На входы элементов поступают 4 сигнала:S,R,Q^t,Q^t’. S,R,Q- независимые переменные.

Или определяется новое состояние триггера в которое он переключается вслед за сменой сигналов на входе S и R.

Номер набора	Q’	S	R	Q
				-
				-

 

13.3.RS – триггер на элементах И-НЕ.

Для элемента И-НЕ активным сигналом является логический 0: наличие его на одном входе обуславливает на выходе 1. Логическая единица для такого элемента является пассивным сигналом: с ее поступлением на вход состояния выхода не меняет этот триггер переключается.

13.4.Одноступенчатый синхронный RS-триггер.

Схема тактируемого RS-триггера содержит асинхронный RS-триггер T1 с прямыми входами (собранный на элементах ИЛИ-НЕ) и 2 конъюнктора. Последние переключающую логическую 1 с информационного S- или R-входа на соответствующие входы T1.

Только при наличии на синхронизирующем входе С логической 1. При С=0 информация с S и R входов на триггер T1 не передается.

Схема тактируемого RS-триггера, основу которого составляет асинхронный RS-триггер T1 с инверсными входами. Чтобы обеспечить преключение логического 0 на соответствующем входе T1, в схеме использованы элементы И-НЕ. Логический 0 на выходе такого элемента будет при логических 1 на его входах, т.е. при S=1, С=1 или при R=1, C=1.

 

13.5Двухступенчатый синхронный RS-триггер.

RSC-триггеры переключаются при наличии на входе C-входе импульса или потенциала.

Тактирование триггера фронтом импульса или перепадом потенциала можно обеспечить выполняя его 2-ступенчатым.

Ступень такого триггера представляет собой синхронный RS-триггер. При наличии на линии с логической 1 триггер T1 воспринимает информацию, поступившего по линиям S и R определяя его состояние. В это время на C-входе триггера Т2 логический 0 за счет инвертора и информация с выходов параллельно не воздействует на T2. В момент окончания действия логической 1 на линии С (С=0) на выходе инвертора появляется логическая 1, разрешающая перезапись в Т2 информации Т1.

Условное изображение 2-ступенчатого RS-триггера с динамическим С-входом, когда переключение происходит перекатом входного сигнала из 1 в 0 (перепадом 1/0).

 

Разница между 1-ступенчатым и 2-стпенчатым заключается в том что, одноступенчатый триггер можно переключить, если при С=1 изменить комбинацию на устойчивых входах с крепкой (например, S=1, R=0) на новую.

В 2-ступенчатом триггере при С=1 вторая ступень отключена от первой, а при С=0 первая ступень не принимает информации с S и R-входов.

 

Функциональная схема 2-ступенчатого триггера на элементах И-НЕ с инверсными асинхронными входами изображена на рис.

Здесь на элементах Э3,Э4 и Э7, Э8 выполнены элементарные RS-триггеры. Входная логика каждого из них реализована на элементах Э1,Э2 и Э5, Э6 так что элементы Э3,Э4,Э1,Э2 составляет ведущий тактируемый RS-триггер, а элементы Э7,Э8,Э5,Э6-ведомый тактируемый RS триггер. Элемент Э9 выходы которого объединены, являются инвертором.

Входы Ŝ и Ŕ непосредственно воздействуют на RS-триггер 1 и 2 ступени, для чего эти триггеры выполнены на 3-входовых элементах. При подачи на эти входы логической 1 (Ŝ= Ŕ=1) RSC-триггер работает как обычный синхронный RS-триггер т.к. его ступени не переключаются в состояние Q=1, а при R=0, S=1 – в состоянии Q=0.

 

Счетчики.

 

Счетчиками называются устройство, которое считает количество импульсов, поступающих на вход, формирует результат счета и хранит его. Счетчики могут работать в режиме счета и режиме деления. Счетчик образуется цепочкой из n-триггеров со счетным запуском, каждый из которых хранит один разряд. Число Kcч=2

Называется коэффициентом счета или модулем счета.

Счетчики бывают суммирующие, вычитающие, реверсивные, т.е. работающие в режиме сложения и вычитания. Последовательности переключений счетчики бывают с последовательным переносом и с параллельным переносом. При параллельном переносе переключение триггеров происходит почти одновременно.

Этот счетчик с последовательным переносом. Он построен на T-триггерах (со счетным запуском).

Рассмотрим пример:

101101 111000

+ 1 + 1

101110 111001

Младший разряд переключается всегда. Каждый следующий разряд переключается в том случае, если предыдущий переключается из 1 в 0. Переключение разрядов происходит последовательно. Импульсы, которые нужно посчитать передаются на вход младшего разряда. Младший разряд переключается с каждым импульсом. При переходе из 1 в 0 переключается следующий разряд. Переходом из 1 в 0 входного импульса устанавливается в единицу триггер младшего разряда. Перепад из 0 в 1 не переключит последующий триггер. Второй входной импульс возвращает триггер Т1 в нулевое состояние.

На выходе Т1 образуется переход из 1 в 0, кот. опрокидывает триггер Т2. На выходе Т2 образуется переход из 0 в 1, кот. не переключает Т3.

Третий импульс опрокидывает Т1 из 0 в 1- этот переход не переключает Т2. На выходе счетчика код 011 это соотв. 3-м в десятичном коде. Четвертый импульс возвращает Т1 в нулевое состояние. Перепад из 1 в 0 опрокидывает код 100, что соотв. 4-м в десятичном коде.

 

 

Выводы:

1. С наибольшей частотой равной частоте входных импульсов, переключается триггер младшего разряда. Частота импульсов на выходе каждого следующего триггера в 2-е меньше частоты импульсов предыдущего триггера.

2. Для 3-разрядного счетчика изображенного на схеме модуль счета Kсч=2 =8.

3. Момент переключения очередного разряда все предыдущие разряды находятся в сост. 1-цы.

4. 8 импульс для трехразрядного счетчика является импульсом переключения, все разряды обнуляются.

Девятый импульс начинает счет снова. Число зарегистрированных счетчиком импульсов =2 -1. Если счетчик используется для счета импульса, то его емкость Ксч должна быть больше максимально возможного количества импульсов.

 

 

Триггер Шмидта.

 

 

(б)

 

 

 

 

(в)

 

 

 

 

D и DV - триггеры

 

 

D-триггер применяется для задержки и хранения информации. Он имеет 2 входа: информационный вход –D и синхровход или тактовый-С.

Как все триггеры он имеет 2 выхода-прямой и инверсный. При С=1 состояние триггера определяется сигналов на входе D. При С=0 триггер находится в режиме хранения. Он состоит из синхронного RS-триггера дополненного инвертором. RS- триггер вместе с логическими схемами «И» образует синхронный RS-триггер. При С=1 потенциал D входа передается на S вход триггера. Потенциал D входа через инвертор и схема подается на вход R, т.е. сигналы на входе S,R взаимно инвертируемые. Если D=1 на вход S подается 0, а на вход R-1. Таким образом при С=1. D-триггер является повторителем. На выходе Q повторяется сигнал со входа D, но происходит это только при подаче на синхровход 1, т.е. задержкой. При С=0 схема «И» находится в нулевом состоянии и отключает триггер от входа D. При этом триггер хранит информацию кот. поступила при С=1 с D входа.

На рис. 3 изображен 2-степенчатый или 2-тактный D-триггер. 1 ступень представляет собой обычный 1-ступенчатый D-триггер состоящий из синхронного RS-триггера и инвертора. 2 ступень синхронный RS-триггер синхровход кот соединен со входом С через инвертор D входа предается на выход 1 ступени по переднему фронту тактового импульса 2 ступень принимает состояние 1 ступени с окончанием тактового импульса т.е. по его заднему фронту. Если после каждого переключения обеспечивать смену уровня потенциала на D-входе, то с каждым импульсом на С-входе.

Для этого соединим вход Q’ с входом D. при этом D-триггер работает в счетном режиме.

 

Ждущий мультивибратор.

Для автоколебательного режима работы мультивибратора характерное отсутствие устойчивого состояния вследствии чего схема непрерывно формирует импульсы.

В ряде случаев необходимо получить одиночные импульсы в определенные моменты времени. Для решения такой задачи мультивибратору надо обеспечить 1 устойчивое состояние. Обычно его получают затиранием усилительного элемента в 1 из плеч мультивибратора в следствии чего схема не может вести из такого состояния самостоятельно. В этом случае для возникновения генерации необходим внешний запускающий импульс. Поскольку схема ждет такой же пульс, мультивибратор называется ждущим.

Ждущие мультивибраторы могут использоваться как элементы задержки.

Исходное состояние схемы однозначно: транзистор VT1 заперт источником смещения +Eб а VT2 насыщен. При этом конденсатор С1 имеет возможность заряжать по цепи транзистора Т2-С1-Rk1(-Ек).

Для генерации импульса схему необходимо вывести из устойчивого состояния. С этой целью на базу транзистора VT1 через разделительный элемент конденсатор Ср подают отрицательный запускающий импульс. При двух запертых транзисторах развивается лавиной.

Последовательный регистр.

В последовательных регистрах число вводится и выводится последовательно разряд за разрядом. Разряды такого регистра соединены последовательно. Каждый разряд выдает информацию из предыдущего.

Для этого каждый разряд должен иметь 2 запоминающих элемента. В 1 передается информация из предыдущего разряда, одновременно 2 передает свою информацию в последующий разряд: затем информация, принятая первым элементом передается во 2, а 1 освобождается для приема новой информации.

Двухстепенный триггер представляет совокупность 2 запоминающих элементов, по этому он 1 может составлять разряд последовательного регистра.

Левый триггер предназначен для хранения старшего разряда числа, а правый для хранения младшего разряда.

 

 

Блокинг-генератор.

Может работать в режиме автогенератора в ждущем режиме и в режиме синхронизации. Предназначен для генерации кратковременных прямоугольных импульсов большой скважности. В блокинг-генераторе, как в любом автогенераторе должны выполняться условия баланса амплитуд и баланса фаз.

Баланс фаз обеспечивается импульсным трансформатором с встречным включением базовой и коллекторной обмоток, намотанных на общий ферритовый сердечник.

Напряжение в нагрузке может сниматься с помощью нагрузочной обмотки или с коллектора. При изменении коллекторного тока в ферритовом сердечнике наводится переменное поле, ветки которого охватывают коллекторные и базовые обмотки. За счет этого поля базовой обмотки наводится ЭДС, которая прикладывается к базе в такой полярности, что изменение базового тока способствует еще большему изменению тока коллектора.

Начнем рассмотрение работы блокинг-генератора с момента времени T1, когда напряжение на разряжающемся конденсаторе спадает до нуля и транзистор открывается. Возрастающий коллекторный ток создает переменное магнитное поле, силовые линии которого охватывают базовые и коллекторные катушки. Этот магнитный поток наводит ЭДС в базовой обмотке, которая способствует еще большему увеличению коллекторного тока. Положительная обратная связь действует только во время лавинообразного процесса опрокидывания. За короткий интервал времени от Т1 до Т2 транзистор из режима усиления, в котором происходило опрокидывание переходит в режим насыщения при котором ток коллектора остается почти постоянным и не зависит от изменения напряжения на базе. Потенциал коллектора открытого транзистора близок к нулю. За время Т1, Т2 потенциал базы лавинообразно достигает большого отрицательного значения. Во время формирования вершины импульса конденсатор заряжается через переход база эмиттер открытого транзистора т.к. сопротивление эмиторного перехода мало, то напряжение на конденсаторе возрастает быстро, увеличивается t, приложенный к базе следовательно уменьшается базовый ток.

Уменьшение тока базы приводит к ускоренному рассасыванию избыточного заряда в базе. Транзистор выходит из насыщения формирования плоской вершины завершается, начинается лавинообразный процесс опрокидывания. Транзистор находится в активной области отрицательный потенциал базы уменьшается. Ток через индуктивность не исчезает и не появляется скачком. По этому на базе и коллекторе появляются выбросы напряжений. Колебательный контур образованный катушками индуктивности между витковыми емкостями, паразитными емкостями транзистора создает условия для возникновения свободных колебаний. Чтобы срезать нежелательные выбросы, создаваемые этими колебаниями параллельно коллекторной обмотки включается цепочка из диода VD и R шунта.

R дополнительное в цепи базы включается, если необходимо увеличить время зарядка конденсатора перезаряжается конденсатор при закрытом транзисторе через базовую обмотку и источник коллекторного питания.

 

Виды сигналов

Они бывают:

- непрерывные (аналоговые)

- дискретные (импульсные)

 

И те и другие сигналы могут быть детерменироваными и случайными.

 

Детерменироваванные сигналы описываются математической формулой и не несут никакой информации.

Случайные сигналы несут информацию.

Информацию выгоднее передавать с помощью импульсного сигнала.

Преобразование непрерывного сигнала в импульсный производится на основе теоремы Котельникова: любой непрерывный сигнал может быть преобразован в дискретный сигнал без потери информации. Если шаг Квантования по времени:

Преобразование аналогового сигнала в цифровой вызвано 2 причинами:

1. При работе передатчика в импульсном режиме мощность излучения в импульсе в Q раз больше средней мощности передатчика, где Q- скважность импульсной последовательности.

2. Сигнал представленный в импульсной форме (в настоящее время применяется цифровая форма) является защищенным.

 

Атмосферные, промышленные помехи воздействуют на амплитуду сигнала.

При цифровой передачи информации имеет значение только значение импульса любой формы в данном разряде.

Кроме квантования по времени необходимо провести квантование по уровню и записать номер уровня в двоичном коде.

Такое преобразование делает аналоговый цифровой преобразователь.

На приёмном конце канала связи имеется цифра – аналоговый преобразователь, который восстанавливает непрерывный сигнал.

Параметры импульсов и импульсных последовательностей.

 

 

U t

Т r

 

Импульсная последовательность характеризуется следующими параметрами:

-длительность импульса

-периодом повторения «Т», или обратная ему величина, частотой исследования и амплитудой импульса.

 

Реальный одиночный импульс.

 

Характерный длительностью импульса «V», который определяют по уровню 0,1 от «U».

«U»- максимальное отклонение импульса от 0-го значения.

Длительность переднего фронта определяется расстоянием во времени от уровня 0,1 «U» до уровня 0,9 «U».

Длительность среза определяется расстоянием во времени от уровня 0,9 «U» до 0,1 «U».

Идеальный импульс имеет «Т» фронта и «Т» среза равными нулю, то есть перехода от 1 к 0 или от 0 к 1, происходит мгновенно.

С помощь разложения в ряд Фурье импульса последовательность может быть представлена, как сумма отдельных гармонических колебаний.

 

т

а(т)

 

Т

 

Идеальный импульс.

 

 

Формирователи импульса.

 

Схемы которые преобразуют сигналы одной формы в сигналы другой формы называются формирователями импульса.

 

Формирователи могут быть:

- дифференцирующие – интегрирующие цепи.

- ограничители амплитуд.

Как всякие радиотехнические цепи формирователи могут быть линейными и нелинейными.

Линейные цепи строятся на линейных элементах, которые характеризуются тем, что их параметры не зависят от протекающих через них токов и приложенных к ним напряжений.

ВАХ линейного элемента представляет собой прямую пропорциональную зависимость.

На выходе линейного устройства сохраняются те же гармоники, что и на входе.

Нелинейные устройства строятся на нелинейных элементах параметры, которых зависят от протекающих через них токов или приложенных напряжений. Нелинейные элементы характеризуются нелинейной ВАХ. На выходе нелинейных устройств появляются новые гармоники по сравнению с входным сигналом.

 

Дифференцирующие и интегрирующие цепи.

 

 

 

 

 

 

 

Дифференцирующие цепи. При подаче на вход скачка напряжения напряжение на конденсаторе не возрастает скачком, конденсатор заряжается по экспоненте. Время заряда ; . Процесс заряда считается закончившимся, если напряжение на конденсаторе достигает 90% от установившегося значения. Если постоянная времени () много меньше длительности импульса, то за время импульса конденсатор успевает зарядиться до установившегося значения и находится в этом состоянии до подачи отрицательного скачка, т.е. до окончания действия импульса. Отрицательный скачек передаётся через конденсатор на выход схемы. При заряде и разряде конденсатора напряжения на выходе после скачка убывает по экспоненте т.к. на выходе образуется остроконечные импульсы, то такая цепь называется укорачивающая.

Интегрирующая цепь RC называется также удлиняющей цепью она применяется в генераторах линейного изменения U, генераторов развёртки осциллографа для формирования пилообразного U. U_с является выходным напряжением в данной цепи.

Интегрирующая цепь создаёт входное напряжение пропорциональное интегралу от входного напряжения. При подаче на вход прямоугольного импульса напряжение на конденсаторе не возрастает скачком, а увеличивается по экспоненте.

В 1 момент времени весь положительный скачёк прикладывается к резистору, а затем по мере заряда напряжения на резисторе уменьшается по экспоненте, а на конденсаторе увеличивается. Если много меньше чем длительность импульса, то конденсатор успевает за время действия импульса зарядится и поддерживает постоянное напряжение.

Если много больше, чем длительность импульса то формирование импульса,