Paramètres électriques et temporels des impulsions rectangulaires

Ils sont généralement appelés signaux périodiques et non périodiques, dont la forme diffère des signaux impulsionnels sinusoïdaux... Les processus de génération, de conversion, ainsi que les questions sur l'application pratique des signaux impulsionnels sont aujourd'hui liés à de nombreux domaines de l'électronique.

Ainsi, par exemple, aucune alimentation électrique moderne n'est complète sans un générateur d'onde carrée situé sur sa carte de circuit imprimé, comme, par exemple, sur le microcircuit TL494, qui produit des trains d'impulsions avec des paramètres adaptés à la charge actuelle.

Les signaux impulsionnels pouvant avoir une forme différente, ils appellent des impulsions différentes selon une forme géométrique similaire : impulsions rectangulaires, impulsions trapézoïdales, impulsions triangulaires, impulsions en dents de scie, impulsions à pas et impulsions d'autres formes diverses. Pendant ce temps, ce sont précisément des impulsions rectangulaires... Leurs paramètres seront examinés dans cet article.

Bien sûr, le terme «impulsion rectangulaire» est quelque peu arbitraire. En raison du fait qu'il n'y a rien de parfait dans la nature, tout comme il n'y a pas d'impulsions parfaitement rectangulaires.En fait, une impulsion réelle, généralement appelée rectangulaire, peut également avoir des ondes oscillantes (représentées par b1 et b2 sur la figure), en raison de facteurs capacitifs et inductifs très réels.

Ces émissions, bien sûr, peuvent être absentes, mais il existe des paramètres électriques et temporels des impulsions, reflétant, entre autres, "l'imperfection de leur équerrage".

Une impulsion rectangulaire a une polarité et un niveau de fonctionnement spécifiques. Le plus souvent, la polarité de l'impulsion est positive, car la majorité des microcircuits numériques sont alimentés par une tension positive par rapport au fil commun, et donc la valeur instantanée de la tension dans l'impulsion est toujours supérieure à zéro.

Mais il existe par exemple des comparateurs alimentés en tension bipolaire ; dans de tels schémas, vous pouvez trouver des impulsions bipolaires. En général, les circuits intégrés à polarité négative ne sont pas aussi largement utilisés que les circuits intégrés à alimentation positive conventionnels.

Dans une séquence d'impulsions, la tension de fonctionnement de l'impulsion peut être faible ou élevée, un niveau remplaçant un autre au fil du temps. Le niveau de tension bas est noté U0, le niveau haut par U1. La valeur instantanée la plus élevée de la tension dans une impulsion Ua ou Um, par rapport au niveau initial de l'amplitude de l'impulsion, est appelée.

Les concepteurs d'appareils à impulsions travaillent souvent avec des impulsions actives de haut niveau, comme celle illustrée à gauche. Mais parfois, il est pratiquement conseillé d'utiliser des impulsions de bas niveau comme actives, pour lesquelles l'état initial est un niveau de tension élevé. Une impulsion de bas niveau est illustrée sur la figure de droite. Appeler une impulsion de bas niveau une "impulsion négative" est analphabète.

La chute de tension dans une impulsion rectangulaire est appelée un front, qui représente un changement rapide (proportionné dans le temps avec le temps du processus transitoire dans le circuit) de l'état électrique.

La pente de bas en haut, c'est-à-dire une pente positive, est appelée le front montant ou simplement le front de l'impulsion. Le front de haut en bas ou négatif est appelé l'écrêtage, la pente ou simplement le front de fuite de le pouls.

Le frontal est noté dans le texte 0.1 ou schématiquement _ |, et le dernier 1.0 ou schématiquement | _.

Selon les caractéristiques inertielles des éléments actifs, le processus transitoire (décrochage) dans un dispositif réel prend toujours un temps fini. Par conséquent, la durée totale des impulsions comprend non seulement les temps d'existence des niveaux haut et bas, mais également les temps de durée des fronts (avant et arrière), qui sont notés Tf et Tav. Dans presque n'importe quel graphique particulier, le temps de montée et de descente peut être vu avec oscilloscope.

Comme en réalité les instants de début et de fin des transitoires dans les gouttes ne sont pas faciles à distinguer très précisément, il est d'usage de considérer la durée de la chute comme l'intervalle de temps pendant lequel la tension passe de 0,1 Ua à 0,9 Ua ( avant) ou de 0,9Ua à 0,1Ua (coupe). Il en va de même pour la pente avant Kf et la pente de coupe Ks. sont fixés en fonction de ces états limites et sont mesurés en volts par microseconde (V/μs). La durée de l'impulsion est appelée l'intervalle de temps compté à partir du niveau de 0,5Ua.

Lorsque les processus de formation et de génération d'impulsions sont considérés dans leur ensemble, le front et l'écrêtage sont supposés avoir une durée nulle, car ces petits intervalles de temps ne sont pas critiques pour les calculs grossiers.

Séquence d'impulsions - ce sont des impulsions qui se succèdent dans un certain ordre. Si les pauses entre les impulsions et la durée des impulsions dans la séquence sont égales, il s'agit d'une séquence périodique. La période de répétition des impulsions T est la somme de la durée des impulsions et de la pause entre les impulsions dans la séquence. Le taux de répétition des impulsions f est l'inverse de la période.

Les séquences périodiques d'impulsions rectangulaires, en plus de la période T et de la fréquence f, sont caractérisées par plusieurs paramètres supplémentaires : rapport cyclique DC et rapport cyclique Q. Le rapport cyclique est le rapport de la durée de l'impulsion à sa période.

Bien-être Le rapport de la période de l'impulsion au temps de sa durée. Une séquence périodique de rapport cyclique Q = 2, c'est-à-dire une séquence dans laquelle la largeur d'impulsion est égale au temps de pause entre les impulsions ou dans laquelle le rapport cyclique est DC = 0,5, est appelée onde carrée.