Parámetros eléctricos y temporales de pulsos rectangulares

Por lo general, se denominan señales periódicas y no periódicas, cuya forma difiere de las señales de pulso sinusoidal... Los procesos de generación, conversión, así como las preguntas sobre la aplicación práctica de las señales de pulso están relacionadas hoy con muchas áreas de la electrónica.

Entonces, por ejemplo, ninguna fuente de alimentación moderna está completa sin un generador de onda cuadrada ubicado en su placa de circuito impreso, como, por ejemplo, en el microcircuito TL494, que produce trenes de pulsos con parámetros adecuados para la carga actual.

Dado que las señales de pulso pueden tener una forma diferente, llaman pulsos diferentes de acuerdo con una forma geométrica similar: pulsos rectangulares, pulsos trapezoidales, pulsos triangulares, pulsos de diente de sierra, pulsos de paso y pulsos de varias otras formas. Mientras tanto, son precisamente pulsos rectangulares... Sus parámetros serán considerados en este artículo.

Por supuesto, el término «impulso rectangular» es algo arbitrario. Debido a que no hay nada perfecto en la naturaleza, al igual que no hay pulsos perfectamente rectangulares.De hecho, un pulso real, que suele llamarse rectangular, también puede tener ondas oscilantes (que se muestran como b1 y b2 en la figura), debido a factores capacitivos e inductivos muy reales.

Estas emisiones, por supuesto, pueden estar ausentes, pero hay parámetros eléctricos y temporales de los pulsos, que reflejan, entre otras cosas, "la imperfección de su cuadratura".

Un pulso rectangular tiene una polaridad y un nivel de operación específicos. La mayoría de las veces, la polaridad del pulso es positiva, ya que la mayoría de los microcircuitos digitales están alimentados por un voltaje positivo en relación con el cable común y, por lo tanto, el valor instantáneo del voltaje en el pulso siempre es mayor que cero.

Pero existen, por ejemplo, comparadores alimentados por tensión bipolar; en tales esquemas puedes encontrar pulsos bipolares. En general, los circuitos integrados de polaridad negativa no se utilizan tanto como los circuitos integrados convencionales de alimentación positiva.

En una secuencia de pulsos, el voltaje operativo del pulso puede ser alto o bajo, con un nivel reemplazando a otro con el tiempo. El nivel de voltaje bajo se denota por U0, el nivel alto por U1. Se llama el valor instantáneo más alto del voltaje en un pulso Ua o Um, en relación con el nivel inicial de la amplitud del pulso.

Los diseñadores de dispositivos de pulso a menudo trabajan con pulsos activos de alto nivel, como el que se muestra a la izquierda. Pero en ocasiones es prácticamente recomendable utilizar como activos pulsos de bajo nivel, cuyo estado inicial es un nivel de tensión alto. En la figura de la derecha se muestra un pulso de bajo nivel. Llamar a un impulso de bajo nivel un "impulso negativo" es analfabeto.

La caída de voltaje en un pulso rectangular se llama frente, lo que representa un cambio rápido (en proporción con el tiempo del proceso transitorio en el circuito) en el estado eléctrico.

La pendiente de menor a mayor, es decir, una pendiente positiva, se denomina borde de ataque o simplemente borde del pulso. El borde de mayor a menor o negativo se denomina recorte, pendiente o simplemente borde de salida del pulso. el pulso.

El extremo frontal se denota en el texto 0.1 o esquemáticamente _ |, y el último 1.0 o esquemáticamente | _.

Dependiendo de las características inerciales de los elementos activos, el proceso transitorio (dropout) en un dispositivo real siempre toma un tiempo finito. Por tanto, la duración total del pulso incluye no sólo los tiempos de existencia de los niveles alto y bajo, sino también los tiempos de duración de los flancos (anterior y posterior), que se denotan por Tf y Tav. En casi cualquier gráfico en particular, el tiempo de subida y bajada se puede ver con osciloscopio.

Dado que en realidad los momentos de inicio y final de los transitorios en las gotas no son fáciles de distinguir con mucha precisión, se acostumbra considerar la duración de la caída como el intervalo de tiempo durante el cual la tensión cambia de 0,1 Ua a 0,9 Ua ( frontal) o de 0,9Ua a 0,1Ua (corte). Lo mismo ocurre con el talud frontal Kf y el talud de corte Ks. se establecen de acuerdo con estos estados límite y se miden en voltios por microsegundo (V/μs). La duración del pulso se denomina intervalo de tiempo contado desde el nivel de 0.5Ua.

Cuando los procesos de formación y generación de pulsos se consideran como un todo, se supone que el frente y el recorte son de duración cero, ya que estos pequeños intervalos de tiempo no son críticos para cálculos aproximados.

Secuencia de pulsos: estos son pulsos que se suceden en un cierto orden. Si las pausas entre los pulsos y la duración de los pulsos en la secuencia son iguales entre sí, es una secuencia periódica. El período de repetición de pulso T es la suma de la duración del pulso y la pausa entre pulsos en la secuencia. La tasa de repetición de pulso f es el recíproco del período.

Las secuencias periódicas de pulsos rectangulares, además del período T y la frecuencia f, se caracterizan por varios parámetros adicionales: ciclo de trabajo DC y ciclo de trabajo Q. El ciclo de trabajo es la relación entre la duración del pulso y su período.

Bienestar La relación entre el período del pulso y el tiempo de su duración. Una secuencia periódica de ciclo de trabajo Q = 2, es decir, aquella en la que el ancho de pulso es igual al tiempo de pausa entre pulsos o en la que el ciclo de trabajo es DC = 0,5, se denomina onda cuadrada.