Parâmetros elétricos e temporais de pulsos retangulares

Eles são geralmente chamados de sinais periódicos e não periódicos, cuja forma difere dos sinais de pulso senoidais... Os processos de geração, conversão, bem como questões sobre a aplicação prática de sinais de pulso estão relacionados hoje a muitas áreas da eletrônica.

Assim, por exemplo, nenhuma fonte de alimentação moderna está completa sem um gerador de onda quadrada localizado em sua placa de circuito impresso, como, por exemplo, no microcircuito TL494, que produz trens de pulso com parâmetros adequados à carga atual.

Como os sinais de pulso podem ter uma forma diferente, eles chamam diferentes pulsos de acordo com uma forma geométrica semelhante: pulsos retangulares, pulsos trapezoidais, pulsos triangulares, pulsos dente de serra, pulsos de passo e pulsos de várias outras formas. Enquanto isso, são precisamente pulsos retangulares... Seus parâmetros serão considerados neste artigo.

Claro, o termo «impulso retangular» é um tanto arbitrário. Devido ao fato de que não há nada perfeito na natureza, assim como não há pulsos perfeitamente retangulares.De fato, um pulso real, que normalmente é chamado de retangular, também pode ter ondas oscilantes (mostradas como b1 e b2 na figura), devido a fatores capacitivos e indutivos muito reais.

Essas emissões, é claro, podem estar ausentes, mas existem parâmetros elétricos e temporais dos pulsos, refletindo, entre outras coisas, "a imperfeição de sua quadratura".

Um pulso retangular tem uma polaridade e um nível de operação específicos. Na maioria das vezes, a polaridade do pulso é positiva, pois a maioria dos microcircuitos digitais é alimentada por uma tensão positiva em relação ao fio comum e, portanto, o valor instantâneo da tensão no pulso é sempre maior que zero.

Mas existem, por exemplo, comparadores alimentados por tensão bipolar; em tais esquemas você pode encontrar pulsos bipolares. Em geral, os circuitos integrados de polaridade negativa não são tão amplamente utilizados quanto os circuitos integrados convencionais de alimentação positiva.

Em uma sequência de pulso, a tensão de operação do pulso pode ser baixa ou alta, com um nível substituindo outro ao longo do tempo. O nível de baixa tensão é indicado por U0, o nível alto por U1. O valor instantâneo mais alto da tensão em um pulso Ua ou Um, relativo ao nível inicial da amplitude do pulso, é chamado.

Os projetistas de dispositivos de pulso geralmente trabalham com pulsos ativos de alto nível, como o mostrado à esquerda. Mas às vezes é praticamente aconselhável usar pulsos de baixo nível como ativos, para os quais o estado inicial é um nível de alta tensão. Um pulso de baixo nível é mostrado na figura à direita. Chamar um impulso de baixo nível de "impulso negativo" é analfabeto.

A queda de tensão em um pulso retangular é chamada de frente, que representa uma mudança rápida (comensurável no tempo com o tempo do processo transitório no circuito) no estado elétrico.

A inclinação de baixo para alto, ou seja, uma inclinação positiva, é chamada de borda de ataque ou simplesmente borda do pulso. A borda de alto para baixo ou negativa é chamada de recorte, inclinação ou simplesmente borda de fuga de o pulso.

O front end é indicado no texto 0.1 ou esquematicamente _ |, e o último 1.0 ou esquematicamente | _.

Dependendo das características inerciais dos elementos ativos, o processo transiente (dropout) em um dispositivo real sempre leva algum tempo finito. Portanto, a duração total do pulso inclui não apenas os tempos de existência dos níveis alto e baixo, mas também os tempos de duração das bordas (avanço e recuo), que são denotados por Tf e Tav. Em quase qualquer gráfico específico, o tempo de subida e descida pode ser visto com osciloscópio.

Como na realidade os momentos de início e fim dos transientes nas quedas não são fáceis de distinguir com muita precisão, costuma-se considerar a duração da queda como o intervalo de tempo durante o qual a tensão passa de 0,1 Ua para 0,9 Ua ( frontal) ou de 0,9Ua a 0,1Ua (corte). O mesmo acontece com a inclinação frontal Kf e a inclinação do corte Ks. são definidos de acordo com esses estados limite e são medidos em volts por microssegundo (V / μs). A duração do pulso é chamada de intervalo de tempo contado a partir do nível de 0,5Ua.

Quando os processos de formação e geração de pulsos são considerados como um todo, a frente e o recorte são assumidos como zero em duração, uma vez que esses pequenos intervalos de tempo não são críticos para cálculos grosseiros.

Sequência de pulsos — são pulsos seguindo um ao outro em uma determinada ordem. Se as pausas entre os pulsos e a duração dos pulsos na sequência forem iguais entre si, é uma sequência periódica. O período de repetição do pulso T é a soma da duração do pulso e a pausa entre os pulsos na sequência. A taxa de repetição do pulso f é o recíproco do período.

As sequências periódicas de pulsos retangulares, além do período T e da frequência f, são caracterizadas por vários parâmetros adicionais: ciclo de trabalho CC e ciclo de trabalho Q. O ciclo de trabalho é a razão entre a duração do pulso e seu período.

Bem-estar A relação entre o período do pulso e o tempo de sua duração. Uma sequência periódica de ciclo de trabalho Q = 2, ou seja, aquela em que a largura do pulso é igual ao tempo de pausa entre os pulsos ou em que o ciclo de trabalho é CC = 0,5, é chamada de onda quadrada.