Импульсный режим работы электронного устройства характерен резкими изменениями токов и напряжений. При этом в промежутках времени между этими изменениями токи и напряжения меняются сравнительно мало. Импульсный режим широко используется в устройствах как силовой, так и информативной электроники.
Часто активные приборы (например, транзисторы) устройства электроники, работающего в импульсном режиме, используются как ключи, т. е. основную долю времени находятся или в открытом, или в закрытом состоянии, и только в течение очень коротких отрезков времени находятся в промежуточном состоянии. Это так называемый ключевой режим работы активных приборов.
Дадим соответствующие пояснения. Пусть в устройстве используется силовой транзистор, работающий в режиме ключа. В открытом состоянии транзистор находится в режиме насыщения (напряжение на транзисторе мало), а в закрытом — в режиме отсечки (ток через транзистор мал). Тогда мощность, идущая на нагрев транзистора, мала как в его открытом, так и закрытом состояниях. Эта мощность возрастает в момент переключения транзистора из одного состояния в другое.
Но процесс переключения протекает достаточно быстро, и в среднем мощность оказывается малой.
Импульсные сигналы
Рассмотрим основные термины. Обратимся для примера к идеализированному импульсу, который называют трапецеидальным (рис. 3.1, а).
Участок импульса АВ называют фронтом, участок BC— вершиной, участок CD — срезом; отрезок времени AD — основанием. Иногда участок АВ называют передним фронтом, а участок CD — задним фронтом.
На рис. 3.1, б приведены другие идеализированные импульсы характерных форм и даны их названия.
Обратимся к идеализированному, но более сложному по форме импульсу (рис. 3.2, а).
Участок импульса, соответствующий отрицательному напряжению, называется хвостом импульса, или обратным выбросом.
Для величин, указанных на рисунке, обычно используют следующие названия:
- tи — длительность импульса;
- tф — длительность фронта импульса;
- tc — длительность среза импульса;
- tx — длительность хвоста импульса;
- Um — амплитуда (высота) импульса;
- ?U — спад вершины импульса;
- Uобр — амплитуда обратного выброса.
Обратимся к периодически повторяющимся импульсам (рис. 3.3).
В этом случае используются следующие параметры: f = 1/T, Q = T/tn, Kз= 1/Q = tn/T
- Т — период повторения импульсов;
- f — частота повторения импульсов;
- tn — длительность паузы;
- Q — скважность импульсов;
- Kз — коэффициент заполнения.