Характеристики импульсных сигналов. Спектральная плотность импульсных сигналов

Импульсный сигнал – однополярный, непрерывный во времени. Характеризуется тем, что ток в цепи «генератор- нагрузка» течет в течение (длительность импульса). Отсюда импульсные сигналы стремятся формировать прямоугольными.

Импульсные сигналы характеризуются:

· величиной максимального или амплитудного значения напряжения (тока):

· величиной действующего значения:

· величиной средневыпрямленного значения:

Помимо параметров по напряжению (по току) большое значение имеют для импульсов временные характеристики:

1) Период следования импульсных сигналов (Т)- интервал времени, определенный между точками 2 и 7, пересечением передним фронтом импульсного сигнала уровня 0,5 амплитуды двух соседних периодов. Произвольным от периода следования является частота следования импульсного сигнала, как обратное значение периоду следования. Для оценки измерения периода необходимо среднее измерение времени: осциллограф, электрический частотомер, секундомер.

2) Длительность импульса () – интервал времени, определяемый на уровне 0,5от переднего до заднего фронта.

3) Время нарастания переднего фронта () – интервал времени между точками, соответствующими 0,1и 0,9. Передний фронт характеризует степень нарастания сигнала, т.е. как быстро импульс от уровня 0 достигает. В идеале должно равняться нулю, но на практике никогда не равен нулю, нС.

4) Время спада (заднего сигнала) определяется аналогично от уровня 0,1 до 0,9 амплитуды, но на спаде импульса. Время заднего фронта как и переднего конечно. Его стремятся уменьшить, поскольку спад влияет на длительность импульса.

5) Скважность импульсного сигнала – отношение периода следования импульса к длительности импульса: .

tф+ tф-

Рис. График импульсного сигнала.

Чем выше скважность, тем большее число раз импульс “укладывается ” в период следования. В какой – то мере скважность характеризует среднюю энергию импульсного сигнала, через нее можно определить мощность:

, где - мощность импульса, - скважность.

6) Спектральная плотность импульсного сигнала. Поскольку сигнал периодический, он раскладывается по формуле Фурье на ряд гармоник, т.е. любая периодическая последовательность сигналов имеет (описывается) рядом гармоник, следовательно, может быть представлена спектром. В первую очередь, это основная гармоника – частота следования сигнала и ее кратные составляющие. Но вместе с ними в это разложение входит множество других гармоник, не кратных основной. Это гармоники меньшие основной и комбинации этих гармоник с основными.

Спектр импульсных сигналов более плотный и широкий, т.е. его можно составить из большого числа гармоник. Ширина спектра обратно пропорциональна длительности спектра, т.е. у узких импульсов спектр наиболее широкий. В спектре низшие гармоники формируют крышу импульса, самые высокие частоты – фронты импульса. Для передачи сигналов с широким спектром нужно иметь широкополосный канал.

Дата добавления: 2014-01-07