Принципы генерации импульсных сигналов

February 17, 2012 by admin Комментировать »

Хотя существуют многие и многие тысячи импульсных устройств (и схем), есть всего несколько действительно принципиальных методов генерации импульсных сигналов. Так, для создания прямоугольных импульсов используется метод коммутации постоянного напряжения или тока. Для коммутации используются различные ключевые приборы: электронные приборы, газовые разрядники, водородные тиратроны, биполярные и полевые транзисторы, интегральные схемы на их основе. Время переключения их определяет времена нарастания и спада импульсов. У некоторых приборов, например у лавинных транзисторов и мощных полевых транзисторов, оно достигает долей не, а у приборов на арсениде галлия и на гетеропереходах (германий-кремний) достигает сотых и даже тысячных долей не. Это делает их перспективными для построения высокоскоростных импульсных устройств.

Другой обширный класс импульсных устройств — это релаксационные генераторы, или релаксаторы. Они строятся на основе накопителя энергии — обычно конденсатора, реже катушки индуктивности. Работа релаксаторов основана на накоплении энергии в накопителе и затем ее высвобождении {релаксации) после того, как достигнут некоторый порог энергии (напряжения или тока). Релаксаторы могут быть автоколебательными или ждущими. Последние вырабатывают импульсы после подачи в них внешнего запускающего импульса.

Строго говоря, огромное число импульсных устройств (например, мультивибраторы, одновибраторы, генераторы пилообразного напряжения или тока и т. д. и т. п.) являются релаксаторами со специальными цепями заряда и разряда накопителя. Например, обширную группу устройств образуют релаксаторы с накопителями на основе линий — коаксиальных, полосковых, микрополосковых, линий с сосредоточенными постоянными. Разряд (а иногда, напротив, заряд) таких линий с применением режима согласования происходит неизменным током, что и позволяет формировать короткие почти прямоугольные импульсы. Их длительность определяется временем задержки линий.

Для создания пилообразных импульсов используется заряд/разряд конденсатора С неизменным током. Например, напряжение на конденсаторе С при его заряде током 1= const описывается выражением:

Из (2.2) следует, что в этом случае напряжение растет, начиная с начального уровня и(0), строго по линейному закону. Используя попеременно заряд и разряд конденсатора неизменным током можно формировать треугольное напряжение.

Разумеется, практическая реализация импульсных устройств осложняется применением множества вспомогательных устройств. Например, в релаксаторах класса мультивибраторов приходится использовать ключи на биполярных или полевых транзисторах, оснащенные вспомогательными цепями их управления или усилительные каскады на этих приборах. Для построения генераторов пилообразного напряжения нужны устройства контроля за напряжением заряда и разряда конденсатора, буферные усилители с высоким входным сопротивлением, цепи температурной стабилизации и т. д.

Построение импульсных устройств реализует импульсная техника, которая и является основой построения импульсных генераторов — как самых простых, так и самых сложных, реализующих предельные возможности применяемой в ней элементной базы. Основополагающие принципы построения импульсных устройств изложены в [12-19].

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты