Імпульсні електричні сигнали

За характером зміни параметрів електричних сигналів з плином часу, виділяють імпульсні сигнали - такі детерміновані сигнали, що мають скінчену енергією і є суттєво відмінними від нуля лише на протязі обмеженого інтервалу часу. Серед імпульсних сигналів виділяють відеоімпульси та радіоімпульси.

Відео імпульси (рис.3.2 а) можуть бути різної форми (прямокутні, трикутні, трапецівидні), полярності, амплітуди і т.п. (В подальшому, відеоімпульси називатимемо просто імпульсами).

Радіоімпульси - це серія високочастотних коливань, яка утворюється при дії відеоім пульсів на коливання високої частоти (рис.3.2 б).

Часто на практиці приходиться мати справу з прямокутними імпульсами, у яких тривалість плоскої частини вершини складає не менше 0,7 від тривалості імпульсу, відрахованої на половинному рівні його амплітуди.

Як бачимо, наведене на рис.3.3 зображення імпульсу, за формою не дуже нагадує прямокутник. Та це так тому, що на рисунку свідомо зображені ті гіперболізовані метаморфози, які відбиваються на формі прямокутного імпульсу, як носія інформації, при проходженні ним через реальні схеми опрацювання цієї інформації. Характер і ступінь спотворення форми прямокутного імпульсу можуть бути охарактеризованими параметрами реального імпульсу, які вимірюються згідно з встановленими правилами.

Так, тривалістю імпульсу t_і вважається його часова протяжність, виміряна на половинному рівні амплітудного значення його напруги (0,5 U_m) або струму (0,5 І_m).

В якості амплітудного значення напруги U_m (або струму І_m) прямокутного імпульсу приймається та величина напруги (струму), що встановлюється відразу по закінченню перехідного процесу наростання напруги (струму) імпульсу.

Швидкість наростання напруги (струму) імпульсу характеризується тривалістю переднього фронту імпульсу t_пф, яка визначається інтервалом часу, протягом якого напруга (струм) імпульсу наростає від рівня 0,1 до рівня 0,9 його амплітудного значення.

Нестабільність напруги (струму) на вершині імпульсу характеризується величиною можливої зміни напруги (струму) DU_m (DІ_m) - так званою нестабільністю вершини.

Швидкість спаду напруги (струму) по закінченні дії імпульсу характеризується тривалістю спаду або тривалістю заднього фронту імпульсу t_сп, яка визначається інтервалом часу, протягом якого напруга (струм) імпульсу спадає від рівня 0,9 до рівня 0,1 його амплітудного значення.

Іноді перехідні процеси при наростанні та спаді напруги (струму) прямокутного імпульсу супроводжуються появою так званих “викидів” напруги (струму). Мірою інтенсивності викидів є величина напруги (струму) викиду вершини імпульсу В₁ та величина напруги (струму) викиду зрізу імпульсу В₂.

Періодична послідовність прямокутних імпульсів, що мають тривалість t_і та період повторювання Т, можуть бути охарактеризованими шпаруватістю:

Величина, що є зворотною до шпаруватості, називається коефіцієнтом заповнення:

Серед різноманітних часових послідовностей прямокутних імпульсів виділяють так званий “меандр”, для якого S = 2, а К_з = 0, 5. Осцилограма меандру наведена на рис 6, а свою назву він отримав від назви річечки, яка протікає в Месопотамії. Форма її русла, якщо дивитися на неї з висоти пташиного лету, є близькою до форми осцилограми, що на рис.6.

Поряд з детермінованими існують також не детерміновані або випадкові сигнали, миттєві значення величин параметрів яких є випадковими, тобто, непередбачуваними і непрогнозованими величинами – миттєві значення таких сигналів випадковим чином набувають якогось одного із безлічі можливих значень. Це означає, що для випадкових сигналів не існує однозначних функцій, які могли б відобразити ці сигнали.

Основними характеристиками випадкових сигналів є:

- закони розподілу ймовірностей; вони дозволяють визначити відносну тривалість перебування значення сигналу у визначеному інтервалі рівнів, а також відношення максимального значення сигналу до його середньоквадратичного значення і ін.;

- спектральний розподіл потужності сигналу, що дозволяє визначити частотний розподіл середньої потужності сигналу.

Серед випадкових сигналів вирізняють також випадкові завади або шуми, які, наприклад, можуть обмежувати швидкість передачі інформації при визначеному значенні корисного сигналу.

Дата добавления: 2014-01-07