Tc0 — длительность среза импульса (по основанию)

Обычно основное значение имеет не абсолютная величина ΔА, а относительная величина спада вершины, определяемая параметром

λA = ΔА/A. (2.1)

Иногда (например, при импульсной модуляции магнетрона) предъявляются жесткие требования к постоянству вершины импульса (λ_А ≤0,01 …0,05). В ряде случаев эти требования значительно смягчаются (λ_А ≤ 0,1). При формировании предельно коротких импульсов вообще не удается получать импульсы с уплощенной вершиной (трапецеидальный импульс вырождается в треугольный).

4.Активная длительность импульса. Измерение длительности t_и0 импульса становится малоопределенным при оперировании с реальными импульсами (см. п. 5). Кроме того, основной результат воздействия импульса на то или иное устройство

проявляется после того, как величина импульса достигнет некоторого уровня; этот уровень обычно близок к 50% от высоты импульса. Из этих соображений введено понятие об активной длительности t_и импульса, измеряемой на уровне 0,5А (рис. 2):

t_и= t”_0.5- t’_0.5 (2.2)

Рис. 2.

В общем случае t_и< t_и0. Равенство t_и= t_и0 справедливо для прямоугольного импульса. У треугольного импульса t_и= 0,5t_и0.

5.Активные длительности фронта и среза импульса. Реально получаемые импульсы не отличаются остротой и геометрической простотой формы, свойственной импульсам идеализированной формы (см. рис.1). На рис. 3 представлен примерный вид реально получаемого импульса трапецеидальной формы. Определение длительностей фронта t_ф0 и среза t_c₀ (а также и длительности t_и0) при показанной на рис. 3 сглаженной форме импульса становится малоопределенным. Поэтому для характеристики формы реальных импульсов введено понятие об активных длительностях фронта и среза импульсов.

Активная длительность фронта t_ф и активная длительность среза t_c определяются разностями соответствующих, моментов времени, в которые величина импульса а = a(t)

принимает значения а = 0,9A и а = 0,1A (рис. 3):

(2.3)

Интервалы времени, соответствующие t_ф и t_c, называются междецильными интервалами.

Рис. 3. Рис. 4.

6. На практике приходится оперировать с импульсами, у которых хотя и проявляется уплощенный характер вершины, но спад вершины ΔА > 0,1 A (рис.4). Кроме того, иногда после среза импульса образуется послеимпульсный обратный выброс на полярности, противоположной полярности основной части импульса, причем

величина выброса A_в- > 0,1А, т. е. она достаточно существенна. Эту часть импульса называют хвостом импульса; длительность t_x₀ хвоста импульса определяет в ряде устройств длительность стадии восстановления, т. е. длительность возвращения устройства к исходным начальным условиям, с чем связана его готовность к последующему нормальному действию.

При оперировании с импульсом, изображенным на рис. 4, определение активной длительности среза указанным в п. 5 путем становится невыразительным. Кроме того, рабочее назначение среза импульса при его воздействии на то или иное устройство связано с п е ре п а д о м величины импульса (при срезе)

(2.4)

не равным в общем случае высоте А импульса. Поэтому целесообразно определять активную длительность среза из построения, приведенного на рис 4. Именно, находится точка С (точка пересечения касательных к вершине импульса и к его срезу) и вычисляется величина ΔА_с; затем находятся точки М и N (определяемые величиной 0,1 ΔА_с) и соответствующие им моменты времени t_M и t_N, после чего определяется активная длительность среза t_с = t_N — t_M.

7. В ряде случаев практики важна достаточно точная фиксация моментов t₁ или t₂

(рис. 5), в которые величина импульса напряжения (на фронте или срезе) равна некоторому пороговому значению U_пор. Из-за нестабильности источников питания или в результате смены электронного прибора величина порогового напряжения меняется в некоторых пределах (от U_пор до U'_nop). Это приводит к вариации моментов t₁ и t₂ в соответствующих пределах (Δ t₁ = t^’₁ — t₁ и Δ t₂ = t₂ — t^’₂). Такие же последствия получаются и при изменении высоты U импульса.

Рис. 5. Рис. 6.

При прямоугольном импульсе описанной выше вариации моментов t₁ или t₂ не

происходило бы. Чем меньше длительность фронта (среза), тем меньше временная нестабильность работы импульсных устройств. Поэтому обычно предъявляются определенные требования к длительности фронта или среза импульса. Эти требования в зависимости от назначения определяются равенствами:

t_ф ≈ (0,1…0,3)t_и; t_с ≈ (0,1…0,3)t_и. (2.5)

8. Из-за влияния паразитных элементов импульсных устройств на вершине и хвосте импульса иногда заметно проявляются нежелательные для многих применений наложенные паразитные колебания (рис. 6). Благоприятно то, что благодаря наличию в рабочих цепях устройств активных сопротивлений паразитные колебания довольно быстро затухают. Для ускорения затухания иногда специально вводят активные элементы в рабочие цепи устройств.

В ряде технических применений (в частности, в телевидении) предъявляются определенные требования к равномерности вершины импульса, нарушаемой паразитными колебаниями. Неравномерность вершины оценивается относительной величиной А_в выброса импульса (рис. 6); аналогично оценивается значимость обратного выброса А_в^-:

(2.6)

Выброс импульса определяет пиковое значение импульса A_п = А + А_в. Но высота А импульса, выражающая его номинальную величину, обычно определяется без учета паразитных колебаний на вершине.

9. Основные параметры последовательности импульсов. Наиболее важными являются три связанных между собой параметра: период Т_П повторения импульсов, скважность следования импульсов Q_С= T _П /t_ии частота повторения импульсов

(2.7)

Частота повторения импульсов определяет число импульсов в 1 с; она измеряется в герцах {мегагерцах); 1 Гц — частота повторения, соответствующая 1 импульсу в I с.

10. Последовательность импульсов характеризуется также своим средним и действующим значениями, зависящими от формы импульсов и, в особенности, от скважности их следования. Определим эти значения для периодической последовательности импульсов, причем будем полагать, что a (t) — аналитическое выражение одного из импульсов последовательности на интервале (0 … T_п).

Средним значением последовательности импульсов, определяющим постоянную составляющую импульсного процесса, называется величина

(2.8)

Для последовательности прямоугольных импульсов высотой А

(2 8а)

Действующее (эффективное) значение последовательности импульсов находится из равенства энергий

(2.9)

где k — коэффициент пропорциональности. Для последовательности прямоугольных импульсов высотой А из равенства (2.9) получаем

А²t_и= А²_эТ_п.

откуда

(2.9а).

Из сопоставления формул (2.8а) и (2.9а) следует, что т. е. действующее значение импульсного процесса больше его среднего значения, причем это различие повышается с возрастанием скважности следования импульсов.