Elektrisk impuls

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 augusti 2017; kontroller kräver 6 redigeringar .

En elektrisk impuls  är en kortvarig ökning av elektrisk spänning eller ström i ett visst, begränsat tidsintervall. Det finns videopulser - enstaka svängningar av någon form och radiopulser - skurar av högfrekventa svängningar . Videopulser är unipolära (avvikelse endast i en riktning från nollpotentialen ) och bipolära.

Kännetecken för impulser

Pulsform

En viktig egenskap hos pulser är deras form , som kan observeras visuellt, till exempel på en oscilloskopskärm. I det allmänna fallet har formen på pulserna följande komponenter: fronten - den initiala stigningen, en relativt platt topp (inte för alla former) och ett snitt (nedgång) - det slutliga spänningsfallet. Det finns flera typer av pulser av standardformer med en relativt enkel matematisk beskrivning; sådana pulser används ofta inom tekniken.

Förutom pulser av en enkel enkel form, ibland, i speciella fall, används pulser av en speciell form som beskrivs av en komplex funktion, det finns också komplexa pulser, vars form är till stor del slumpmässig, till exempel videosignalpulser .

Impulsparametrar

I det allmänna fallet kännetecknas pulser av två huvudparametrar - amplitud (intervall - spänningsskillnaden mellan piedestalen och toppen av pulsen) och varaktighet (betecknad med τ eller t och ) . Varaktigheten av sågtands- och triangulära pulser bestäms av basen (från början av spänningsändringen till slutet), för andra typer av pulser tas varaktigheten vanligtvis vid en spänningsnivå på 50 % av amplituden, för klock- formade pulser ibland används en nivå på 10 %, varaktigheten av artificiellt syntetiserade klockformade pulser (med en tydligt definierad bas) och halvvågor av en sinusvåg mäts ofta i bas.

För olika typer av pulser introduceras också ytterligare parametrar som förfinar formen eller karakteriserar graden av dess ofullkomlighet - avvikelser från det ideala. Till exempel, för att beskriva icke-idealiteten hos rektangulära pulser, parametrar som varaktigheten av ökningen och sänkningen (avklingningen) (för en ideal rektangulär puls är de lika med noll), toppojämnheter och storleken på spänningsstötar efter höjning och skärning till följd av övergående parasitiska processer används.

Spektral representation av impulser

Förutom den tidsmässiga representationen av pulser som observeras på ett oscilloskop, finns det en spektral representation uttryckt som två funktioner - amplitud och fasspektrum .

Spektrum för en enda puls är kontinuerligt och oändligt. Amplitudspektrumet för en rektangulär puls har tydligt definierade minima på frekvensskalan, följt av ett intervall som är reciprokt av pulslängden.

Flera impulser

Pulsskurar (serier av pulser)

Ibland används eller uppträder impulser inte en efter en, utan i grupper, som kallas serier av impulser eller impulsskurar, i det fall de bildas avsiktligt för överföring någonstans. Ett impulsmeddelande kan innehålla vilken information som helst av en enda karaktär eller fungera som en identifierare. Informationspaket av rektangulära pulser, där de signifikanta värdena är antalet pulser, deras tidsmässiga plats eller pulslängder kallas kodpulspaket eller, inom vissa teknikområden, ramar, ramar. Kodning av information i paket kan utföras på olika sätt: binär digital kod, tidspulskod, morsekod , en uppsättning av ett givet antal pulser (som i en telefon). I många fall används impulsskurar inte en efter en, utan i form av kontinuerliga sekvenser av skurar.

Pulssekvenser

En pulssekvens är en tillräckligt lång sekvens av pulser som tjänar till att sända kontinuerligt föränderlig information, för synkronisering eller för andra ändamål, såväl som sådana som genereras oavsiktligt, till exempel under gnistbildning i kollektor-borstaggregat. Sekvenser är uppdelade i periodiska och icke-periodiska. Periodiska sekvenser är en serie identiska pulser som upprepas med exakt samma tidsintervall. Intervallets varaktighet kallas för repetitionsperioden (betecknad T ), den reciproka delen av perioden är pulsrepetitionsfrekvensen (betecknad F ). För sekvenser av rektangulära pulser används ytterligare två otvetydigt sammankopplade parametrar: arbetscykel (betecknad med Q ) - förhållandet mellan perioden och pulsens varaktighet och arbetscykeln - det reciproka av arbetscykeln; ibland används arbetscykeln också för att karakterisera kvasi-periodiska och slumpmässiga sekvenser, i vilket fall den är lika med det genomsnittliga förhållandet mellan summan av pulsvaraktigheter under en tillräckligt lång tidsperiod och varaktigheten av detta intervall. Spektrum för en periodisk sekvens är diskret och oändlig för en ändlig sekvens, ändlig för en oändlig. Bland icke-periodiska sekvenser ur teknisk synvinkel är de mest intressanta kvasi-periodiska och slumpmässiga sekvenser (i praktiken används pseudo-slumpmässiga). Kvasiperiodiska sekvenser är sekvenser av pulser vars period eller andra egenskaper varierar kring medelvärden. Till skillnad från spektrumet av en periodisk sekvens är spektrumet av en kvasi-periodisk sekvens strängt taget inte diskret, utan kamformad, med en liten fyllning mellan åsarna, dock kan detta i praktiken ibland försummas, t.ex. inom tv-teknik för att skapa en komplett videosignal till en svart signal - vita bilder lägger till en krominanssignal på ett sådant sätt att åsarna i dess spektrum är mellan åsarna på den svartvita videosignalen.

Impulser som bärare av information

På grund av informationens natur kan pulssignaler användas en gång (engångshändelsemeddelande) eller för kontinuerlig överföring av information. Pulssekvenser kan överföra tidssamplad analog information eller digital information, det finns också fall då två typer av information är inbäddade i en enda, i fysisk mening, signal, till exempel en tv-signal med text-TV.

För att representera information används olika egenskaper hos både impulserna själva och deras kombinationer, både individuellt och i kombination.

Således är det möjligt att särskilja flera generaliserade typer av pulssignaler som bär kontinuerlig information

Några exempel på användning av impulser

Enstaka impulser

Periodiska sekvenser

Icke-periodiska sekvenser

Enstaka paket (serier)

Paketsekvenser

Videoimpulser

Exempel på förekomsten av elektriska impulser i naturen

Litteratur

Se även