Dikdörtgen periyodik darbenin genlik spektrumu. Görev çevrimlerinin farklı periyotlarında bir dizi dikdörtgen darbenin spektral bileşimi. Periyodik dikdörtgen darbe dizisinin spektrum örneği

Mesaj kaynağının çıkışından, bilgi taşıyan sinyaller ve iletim sisteminin vericisi ve alıcısının çalışmasını senkronize etmek için kullanılan saat sinyalleri alınır. Bilgi sinyalleri periyodik olmayan bir biçime sahiptir ve saat sinyalleri periyodik bir darbe dizisi biçimine sahiptir.

Bu tür darbelerin iletişim kanalları aracılığıyla iletilme olasılığını doğru bir şekilde değerlendirmek için bunların spektral bileşimlerini belirleyeceğiz. Herhangi bir şekle sahip darbeler şeklindeki periyodik bir sinyal (7)'ye göre bir Fourier serisine genişletilebilir.

Havai ve kablolu iletişim hatları üzerinden iletim için çeşitli şekillerde sinyaller kullanılır. Bir biçimin veya diğerinin seçimi, iletilen mesajların doğasına, sinyallerin frekans spektrumuna ve sinyallerin frekans ve zaman parametrelerine bağlıdır. Şekil olarak dikdörtgen darbelere yakın sinyaller, ayrı mesajların iletilmesi teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Spektrumu hesaplayalım, yani. bir dizi sabit genlik ve

Periyodik dikdörtgen darbelerin süre ve periyot ile harmonik bileşenleri (Şekil 4,a). Sinyal zamanın çift bir fonksiyonu olduğundan, ifade (3)'te tüm çift harmonik bileşenler kaybolur ( =0) ve tek bileşenler aşağıdaki değerleri alır:

(10)

Sabit bileşen eşittir

(11)

1:1 sinyal için (telgraf noktaları) Şekil 4a:

,
. (12)

Periyodlu dikdörtgen darbe dizisinin spektral bileşenlerinin genlik modülleri
Şekil 2'de gösterilmektedir. 4, b. Apsis ekseni ana darbe tekrarlama frekansını gösterir
() ve tek harmonik bileşenlerin frekansları
,
vesaire. Spektrum zarfı yasaya göre değişir.

Darbe süresine göre periyot arttıkça periyodik sinyalin spektral bileşimindeki harmonik bileşenlerin sayısı artar. Örneğin, periyodu olan bir sinyal için (Şekil 4, c), sabit bileşenin şuna eşit olduğunu görüyoruz:

Sıfırdan frekansa kadar olan frekans bandında beş harmonik bileşen bulunurken (Şekil 4, d), yalnızca bir gelgit vardır.

Darbe tekrarlama periyodunun daha da artmasıyla harmonik bileşenlerin sayısı giderek artar. Aşırı durumda ne zaman
sinyal zamanın periyodik olmayan bir fonksiyonu haline gelir, frekans bandındaki harmonik bileşenlerinin sayısı sıfırdan frekansa doğru sonsuza kadar artar; sonsuz yakın frekans mesafelerine yerleştirileceklerdir; periyodik olmayan sinyalin spektrumu sürekli hale gelecektir.

Şekil 4

2.4 Tek bir darbenin spektrumu

Tek bir video darbesi belirtilir (Şekil 5):

Şekil 5

Fourier serisi yöntemi, periyodik olmayan sinyallerin spektral özelliklerinin elde edilmesini mümkün kılan derin ve verimli bir genelleme yapılmasına olanak tanır. Bunu yapmak için, tek bir darbeyi zihinsel olarak aynı darbelerle destekleyelim, belirli bir zaman aralığından sonra periyodik olarak takip edelim ve daha önce çalışılan periyodik sırayı elde edelim:

Tek bir darbeyi, geniş bir periyoda sahip periyodik darbelerin toplamı olarak hayal edelim.

, (14)

tamsayılar nerede.

Periyodik salınım için

. (15)

Tek bir dürtüye dönebilmek için tekrar periyodunu sonsuza yönlendirelim: . Bu durumda şu açıktır:

, (16)

Haydi belirtelim

. (17)

Miktar, tek bir darbenin (doğrudan Fourier dönüşümü) spektral karakteristiğidir (fonksiyonu). Yalnızca nabzın zamansal tanımına bağlıdır ve genel olarak karmaşıktır:

, (18) nerede
; (19)

; (20)

,

Nerede
- spektral fonksiyonun modülü (nabzın genlik-frekans tepkisi);

- faz açısı, darbenin faz-frekans karakteristiği.

Spektral fonksiyonu kullanarak formül (8)'i kullanarak tek bir darbeyi bulalım:

.

Eğer olursa:


. (21)

Ortaya çıkan ifadeye ters Fourier dönüşümü denir.

Fourier integrali momentumu, tüm frekanslarda bulunan sonsuz küçük harmonik bileşenlerin sonsuz toplamı olarak tanımlar.

Buna dayanarak tek bir darbenin sahip olduğu sürekli (katı) bir spektrumdan bahsediyorlar.

Toplam darbe enerjisi (Ohm aktif direncinde salınan enerji) şuna eşittir:

(22)

Entegrasyon sırasını değiştirerek şunu elde ederiz:

.

İç integral, argümanla birlikte alınan momentumun spektral fonksiyonudur -, yani. karmaşık bir eşlenik miktardır:

Buradan

Modül karesi (iki eşleniklerin çarpımı) karmaşık sayılar modülün karesine eşittir).

Bu durumda geleneksel olarak darbe spektrumunun iki taraflı olduğu söylenir. ile arasındaki frekans bandında bulunur.

Darbe enerjisi (1 Ohm dirençte) ile spektral fonksiyonunun modülü arasındaki bağlantıyı kuran verilen ilişki (23), Parseval eşitliği olarak bilinir.

Bir darbenin içerdiği enerjinin, spektrumun tüm bileşenlerinin enerjilerinin toplamına eşit olduğunu belirtir. Parseval eşitliği sinyallerin önemli bir özelliğini karakterize eder. Seçici bir sistem sinyal spektrumunun yalnızca bir kısmını ileterek diğer bileşenlerini zayıflatırsa, bu, sinyal enerjisinin bir kısmının kaybolduğu anlamına gelir.

Modülün karesi entegrasyon değişkeninin çift bir fonksiyonu olduğundan, integralin değeri iki katına çıkarılarak 0 ila:

. (24)

Bu durumda darbe spektrumunun 0'dan 0'a kadar olan frekans bandında bulunduğunu ve tek taraflı olarak adlandırıldığını söylüyorlar.

(23)'teki integrand, darbenin enerji spektrumu (spektral enerji yoğunluğu) olarak adlandırılır.

Enerjinin frekansa göre dağılımını karakterize eder ve frekanstaki değeri, 1 Hz'e eşit frekans bandı başına darbe enerjisine eşittir. Sonuç olarak, darbe enerjisi, sinyalin enerji spektrumunun tüm frekans aralığı boyunca entegrasyonunun sonucudur. Başka bir deyişle, enerji, sinyalin enerji spektrumunu gösteren eğri ile apsis ekseni arasında kalan alana eşittir.

Spektrum üzerindeki enerji dağılımını tahmin etmek için göreceli integral enerji dağıtım fonksiyonunu (enerji karakteristiği) kullanın.

, (25)

Nerede
- belirli bir frekans bandındaki 0 ​​ila 0 ila 0 ila frekans aralığında yoğunlaşan nabız enerjisinin fraksiyonunu karakterize eden darbe enerjisi.

Çeşitli şekillerdeki tek darbeler için aşağıdaki yasalar geçerlidir:


Periyodik dikdörtgen video darbeleri dizisi, hareketli hedeflerin koordinatlarını tespit etmek ve ölçmek için sondalama sinyalleri olan periyodik bir dikdörtgen radyo darbeleri dizisinin (PPRP) oluşturulmasına yönelik bir modülasyon işlevidir. Bu nedenle, modülasyon fonksiyonunun spektrumunu (MPFVI) kullanarak, araştırma sinyalinin (MPFRI) spektrumunu nispeten basit ve hızlı bir şekilde belirlemek mümkündür. Hareketli bir hedeften bir tarama sinyali yansıtıldığında, taşıyıcı titreşiminin harmonik spektrumunun frekansları değişir (Doppler etkisi). Sonuç olarak, sabit nesnelerden (yerel nesneler) veya yavaş hareket eden nesnelerden (meteorolojik oluşumlar, kuş sürüleri vb.) yansıyan girişim (girişim) titreşimlerinin arka planına karşı hareketli bir hedeften yansıyan yararlı bir sinyali tanımlamak mümkündür. .

PPPVI (Şekil 1.42), eşit zaman aralıklarında birbirini takip eden tek dikdörtgen video darbelerinin bir koleksiyonudur. Sinyalin analitik ifadesi.

darbe genliği nerede; – darbe süresi; – darbe tekrarlama süresi; – darbe tekrarlama oranı, ; – görev döngüsü.

Periyodik darbe dizisinin spektral bileşimini hesaplamak için Fourier serisi kullanılır. Periyodik bir dizi oluşturan tek darbelerin bilinen spektrumlarıyla, darbelerin spektral yoğunluğu ile serinin karmaşık genlikleri arasındaki ilişkiyi kullanabiliriz:

Tek bir dikdörtgen video darbesi için spektral yoğunluk aşağıdaki formülle tanımlanır:

Tek bir darbenin spektral yoğunluğu ile serinin karmaşık genlikleri arasındaki ilişkiyi kullanarak şunu buluruz:

burada = 0; ± 1; ± 2; ...

Genlik-frekans spektrumu (Şekil 1.43) bir dizi bileşenle temsil edilecektir:

bu durumda, pozitif değerler sıfır başlangıç ​​aşamalarına karşılık gelir ve negatif değerler, eşit başlangıç ​​aşamalarına karşılık gelir.

Dolayısıyla PPPVI'nın analitik ifadesi şuna eşit olacaktır:

Şekil 1.43'te gösterilen grafiklerin analizinden şu sonuç çıkmaktadır:

· PPPVI spektrumu ayrıktır ve frekanslı bireysel harmoniklerden oluşur.

· ASF zarfı yasaya göre değişmektedir.

· Zarfın maksimum değeri sabit bileşenin değerine eşittir.

· Tek loblarda harmoniklerin başlangıç ​​fazları çift loblarda 0'a eşittir.

· Her lob içindeki harmoniklerin sayısı eşittir.

Sinyal enerjisinin %90'ında sinyal spektrumu genişliği

· Sinyal tabanı, dolayısıyla sinyal basittir.

Darbelerin süresini veya tekrarlanma sıklığını değiştirirseniz F(dönem), ardından spektrumun parametreleri ve ASF'si değişecektir.


Şekil 1.43, darbe süresi iki katına çıktığında sinyalde ve onun ASF'sinde meydana gelen değişikliğin bir örneğini göstermektedir.

Dikdörtgen video darbelerinin periyodik dizileri ve bunların ASF parametreleri, T,. Ve , TŞekil 1.44'te gösterilmektedir.

Yukarıdaki grafiklerin analizinden şu sonuç çıkıyor:

1. Atım süreli PPPVI için:

· Görev oranı Q=4, dolayısıyla her lobda 3 harmonik yoğunlaşmıştır;

· K-th harmoniğinin frekansı;

· %90 enerji seviyesinde sinyal spektrumu genişliği;

Sabit bileşen eşittir

2. Darbe süreli PPPVI için:

· Görev oranı q= 2, dolayısıyla her lobun içinde 1 harmonik vardır;

· K'inci harmoniğin frekansı değişmeden kalır;

· Enerjisinin %90'ı seviyesindeki sinyal spektrum genişliği 2 kat azaldı;

· Sabit bileşen 2 kat arttı.

Böylece, artan darbe süresiyle, ASF'nin ordinat ekseni boyunca "sıkıştırıldığı" (sinyal spektrumunun genişliği azalırken), spektral bileşenlerin genliklerinin arttığı sonucuna varabiliriz. Harmonik frekanslar değişmez.

Şekil 1.44'te. Tekrarlama periyodunda 4 kat artış (tekrar oranında 4 kat azalma) ile sinyalde ve ASF'sinde bir değişiklik örneği sunulmaktadır.

c) enerjisinin %90'ı seviyesindeki sinyal spektrumunun genişliği değişmedi;

d) sabit bileşen 4 kat azalmıştır.

Böylece, tekrarlama periyodundaki bir artışla (tekrarlama frekansındaki bir azalma), ASF'nin frekans ekseni boyunca "sıkıştırıldığı" (harmoniklerin genlikleri, her lob içindeki sayıları arttıkça azalır) sonucuna varabiliriz. Sinyal spektrumunun genişliği değişmez. Tekrarlama frekansındaki daha fazla azalma (tekrar periyodundaki artış), ('de) harmoniklerin genliklerinde sonsuz küçük değerlere bir azalmaya yol açacaktır. Bu durumda sinyal tek bir sinyale dönüşecek ve buna bağlı olarak spektrum sürekli hale gelecektir.

Sinyallerin sınıflandırılması ve parametreleri.

Elektrik sinyalleri, bilgiyi iletmek veya depolamak için kullanılan elektriksel işlemlerdir.

Sinyaller iki büyük sınıfa ayrılabilir: deterministik ve rastgele. Deterministik sinyaller, herhangi bir zamanda anlık değerleri bire eşit bir olasılıkla tahmin edilebilen ve zamanın belirli bir fonksiyonu şeklinde belirtilen sinyallerdir. İşte birkaç tipik örnek: bilinen genliğe sahip harmonik bir sinyal A ve dönem T(Şekil 1.1 A); bilinen bir tekrarlama periyoduna sahip dikdörtgen darbe dizisi T, süre t ve genlik A(Şekil 1.1 B); süresi t ve genliği bilinen rastgele şekilli darbe dizisi A ve dönem T(Şekil 1.1 V). Deterministik sinyaller herhangi bir bilgi içermez.

Rastgele sinyaller, değerleri önceden bilinmeyen ve bire eşit bir olasılıkla tahmin edilemeyen kaotik zaman fonksiyonlarıdır (t süresi ve genliği olan tek darbe) A(Şekil 1.1 G) konuşma, elektriksel büyüklüklerin ifadesinde müzik). Rastgele sinyaller aynı zamanda gürültüyü de içerir.

Deterministik sinyaller ise koşulun sağlandığı periyodik sinyallere bölünür. S(T)=S(t+kT), Nerede T- dönem, k- herhangi bir tamsayı ve altı S(T) zaman içinde değişen akım, voltaj veya yükü ifade eder (Şekil 1.1) a, b, c).

Açıkçası, koşulun karşılandığı herhangi bir deterministik sinyal periyodik değildir: S(TS(t+kT).

En basit periyodik sinyal, formdaki harmonik bir sinyaldir. .

Herhangi bir karmaşık periyodik sinyal harmonik bileşenlere ayrıştırılabilir. Aşağıda, birkaç spesifik sinyal türü için böyle bir ayrıştırma gerçekleştirilecektir.

Bilginin modülasyon yoluyla yerleştirildiği yüksek frekanslı harmonik sinyale radyo sinyali denir (Şekil 1.1). D).

Periyodik sinyaller.

Herhangi bir karmaşık periyodik sinyal S(T)=S(t+kT) (Şek. 1.2), değer aralığında belirtilmiştir T–¥ ila +¥ arası, temel harmonik sinyallerin toplamı olarak temsil edilebilir. Bu gösterim, eğer sadece verilenlerse, Fourier serisi biçiminde gerçekleştirilir. periyodik fonksiyon Dirichlet koşullarını karşılar:

1. Herhangi bir sonlu zaman aralığında fonksiyon S(T) sürekli olmalı veya birinci türden sonlu sayıda süreksizliğe sahip olmalıdır.

2. Bir periyot içerisinde fonksiyonun sonlu sayıda maksimum ve minimum değerleri olmalıdır.

Tipik olarak tüm gerçek radyo sinyalleri bu koşulları karşılar. İÇİNDE trigonometrik form Fourier serisi şu şekildedir: (1.1)

sabit bileşenin eşit olduğu yer (1.2)

ve katsayılar BİR, Ve bn kosinüs ve sinüzoidal terimler için genişlemeler aşağıdaki ifadelerle belirlenir: (1.3)

Genlik (modül) ve faz (argüman) n'inci harmonikler katsayılar aracılığıyla ifade edilir BİR, Ve bn aşağıdaki gibi (1.4)

Kullanırken karmaşık biçim S(t) sinyalinin yazılı ifadesi şu şekli alır: . İşte katsayılar karmaşık genlikler olarak adlandırılanlar eşittir ve a n ve b n miktarlarıyla şu formüllerle ilişkilidir: n>0 için ve n için<0. С учётом обозначений .

Periyodik bir fonksiyonun spektrumu, 0, w, 2w, 3w ... ayrı frekanslarına karşılık gelen ayrı çizgilerden oluşur, yani bir çizgiye veya ayrık karaktere sahiptir (Şekil 1.3). Fourier serilerinin süperpozisyon ilkesiyle birlikte kullanılması, doğrusal sistemlerin çeşitli türdeki periyodik sinyallerin içlerinden geçişi üzerindeki etkisini analiz etmenin güçlü bir yoludur.

Periyodik bir fonksiyonu Fourier serisine genişletirken, fonksiyonun simetrisini hesaba katmalısınız çünkü bu, hesaplamaları basitleştirmenize olanak tanır. Simetrinin türüne bağlı olarak Fourier serisiyle temsil edilen işlevler şunları yapabilir:

1. Pozitif yarı döngü için şeklin alanı, negatif yarı döngü için şeklin alanına eşitse, sabit bir bileşene sahip olmayın.

2. Fonksiyon değerleri yarım periyottan sonra ters işaretle tekrarlanırsa, harmonikler ve sabit bir bileşen olmaz.

Görev çevrimlerinin farklı periyotlarında bir dizi dikdörtgen darbenin spektral bileşimi.

Şekil 2'de periyodik bir dikdörtgen darbe dizisi gösterilmektedir. 1.4. Fourier serisinin sabit bileşeni şu ifadeden belirlenir: ve bu durumda eşittir .

cos bileşeninin genliği ve n eşit

ve günah bileşeninin genliği bn eşit .

Genlik N harmonikler

Mesaj kaynağının çıkışından, bilgi taşıyan sinyaller ve iletim sisteminin vericisi ve alıcısının çalışmasını senkronize etmek için kullanılan saat sinyalleri alınır. Bilgi sinyalleri periyodik olmayan bir biçime sahiptir ve saat sinyalleri periyodik bir darbe dizisi biçimine sahiptir.

Bu tür darbelerin iletişim kanalları aracılığıyla iletilme olasılığını doğru bir şekilde değerlendirmek için bunların spektral bileşimlerini belirleyeceğiz. Herhangi bir şekle sahip darbeler şeklindeki periyodik bir sinyal (7)'ye göre bir Fourier serisine genişletilebilir.

Havai ve kablolu iletişim hatları üzerinden iletim için çeşitli şekillerde sinyaller kullanılır. Bir biçimin veya diğerinin seçimi, iletilen mesajların doğasına, sinyallerin frekans spektrumuna ve sinyallerin frekans ve zaman parametrelerine bağlıdır. Şekil olarak dikdörtgen darbelere yakın sinyaller, ayrı mesajların iletilmesi teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Spektrumu hesaplayalım, yani. bir dizi sabit genlik ve

Periyodik dikdörtgen darbelerin süre ve periyot ile harmonik bileşenleri (Şekil 4,a). Sinyal zamanın çift bir fonksiyonu olduğundan, ifade (3)'te tüm çift harmonik bileşenler kaybolur ( =0) ve tek bileşenler aşağıdaki değerleri alır:

(10)

Sabit bileşen eşittir

(11)

1:1 sinyal için (telgraf noktaları) Şekil 4a:

,
. (12)

Periyodlu dikdörtgen darbe dizisinin spektral bileşenlerinin genlik modülleri
Şekil 2'de gösterilmektedir. 4, b. Apsis ekseni ana darbe tekrarlama frekansını gösterir
() ve tek harmonik bileşenlerin frekansları
,
vesaire. Spektrum zarfı yasaya göre değişir.

Darbe süresine göre periyot arttıkça periyodik sinyalin spektral bileşimindeki harmonik bileşenlerin sayısı artar. Örneğin, periyodu olan bir sinyal için (Şekil 4, c), sabit bileşenin şuna eşit olduğunu görüyoruz:

Sıfırdan frekansa kadar olan frekans bandında beş harmonik bileşen bulunurken (Şekil 4, d), yalnızca bir gelgit vardır.

Darbe tekrarlama periyodunun daha da artmasıyla harmonik bileşenlerin sayısı giderek artar. Aşırı durumda ne zaman
sinyal zamanın periyodik olmayan bir fonksiyonu haline gelir, frekans bandındaki harmonik bileşenlerinin sayısı sıfırdan frekansa doğru sonsuza kadar artar; sonsuz yakın frekans mesafelerine yerleştirileceklerdir; periyodik olmayan sinyalin spektrumu sürekli hale gelecektir.

Şekil 4

2.4 Tek bir darbenin spektrumu

Tek bir video darbesi belirtilir (Şekil 5):

Şekil 5

Fourier serisi yöntemi, periyodik olmayan sinyallerin spektral özelliklerinin elde edilmesini mümkün kılan derin ve verimli bir genelleme yapılmasına olanak tanır. Bunu yapmak için, tek bir darbeyi zihinsel olarak aynı darbelerle destekleyelim, belirli bir zaman aralığından sonra periyodik olarak takip edelim ve daha önce çalışılan periyodik sırayı elde edelim:

Tek bir darbeyi, geniş bir periyoda sahip periyodik darbelerin toplamı olarak hayal edelim.

, (14)

tamsayılar nerede.

Periyodik salınım için

. (15)

Tek bir dürtüye dönebilmek için tekrar periyodunu sonsuza yönlendirelim: . Bu durumda şu açıktır:

, (16)

Haydi belirtelim

. (17)

Miktar, tek bir darbenin (doğrudan Fourier dönüşümü) spektral karakteristiğidir (fonksiyonu). Yalnızca nabzın zamansal tanımına bağlıdır ve genel olarak karmaşıktır:

, (18) nerede
; (19)

; (20)

,

Nerede
- spektral fonksiyonun modülü (nabzın genlik-frekans tepkisi);

- faz açısı, darbenin faz-frekans karakteristiği.

Spektral fonksiyonu kullanarak formül (8)'i kullanarak tek bir darbeyi bulalım:

.

Eğer olursa:


. (21)

Ortaya çıkan ifadeye ters Fourier dönüşümü denir.

Fourier integrali momentumu, tüm frekanslarda bulunan sonsuz küçük harmonik bileşenlerin sonsuz toplamı olarak tanımlar.

Buna dayanarak tek bir darbenin sahip olduğu sürekli (katı) bir spektrumdan bahsediyorlar.

Toplam darbe enerjisi (Ohm aktif direncinde salınan enerji) şuna eşittir:

(22)

Entegrasyon sırasını değiştirerek şunu elde ederiz:

.

İç integral, argümanla birlikte alınan momentumun spektral fonksiyonudur -, yani. karmaşık bir eşlenik miktardır:

Buradan

Kare modülü (iki eşlenik karmaşık sayının çarpımı kare modülüne eşittir).

Bu durumda geleneksel olarak darbe spektrumunun iki taraflı olduğu söylenir. ile arasındaki frekans bandında bulunur.

Darbe enerjisi (1 Ohm dirençte) ile spektral fonksiyonunun modülü arasındaki bağlantıyı kuran verilen ilişki (23), Parseval eşitliği olarak bilinir.

Bir darbenin içerdiği enerjinin, spektrumun tüm bileşenlerinin enerjilerinin toplamına eşit olduğunu belirtir. Parseval eşitliği sinyallerin önemli bir özelliğini karakterize eder. Seçici bir sistem sinyal spektrumunun yalnızca bir kısmını ileterek diğer bileşenlerini zayıflatırsa, bu, sinyal enerjisinin bir kısmının kaybolduğu anlamına gelir.

Modülün karesi entegrasyon değişkeninin çift bir fonksiyonu olduğundan, integralin değeri iki katına çıkarılarak 0 ila:

. (24)

Bu durumda darbe spektrumunun 0'dan 0'a kadar olan frekans bandında bulunduğunu ve tek taraflı olarak adlandırıldığını söylüyorlar.

(23)'teki integrand, darbenin enerji spektrumu (spektral enerji yoğunluğu) olarak adlandırılır.

Enerjinin frekansa göre dağılımını karakterize eder ve frekanstaki değeri, 1 Hz'e eşit frekans bandı başına darbe enerjisine eşittir. Sonuç olarak, darbe enerjisi, sinyalin enerji spektrumunun tüm frekans aralığı boyunca entegrasyonunun sonucudur. Başka bir deyişle, enerji, sinyalin enerji spektrumunu gösteren eğri ile apsis ekseni arasında kalan alana eşittir.

Spektrum üzerindeki enerji dağılımını tahmin etmek için göreceli integral enerji dağıtım fonksiyonunu (enerji karakteristiği) kullanın.

, (25)

Nerede
- belirli bir frekans bandındaki 0 ​​ila 0 ila 0 ila frekans aralığında yoğunlaşan nabız enerjisinin fraksiyonunu karakterize eden darbe enerjisi.

Çeşitli şekillerdeki tek darbeler için aşağıdaki yasalar geçerlidir:


Şekli sinüzoidalden farklı olan periyodik ve periyodik olmayan sinyallere genellikle denir. darbe sinyalleri. Darbeli sinyallerin üretilmesi, dönüştürülmesi ve pratik uygulama konuları günümüzde elektroniğin birçok alanıyla ilgilidir.

Örneğin, tek bir modern güç kaynağı, mevcut yüke uygun parametrelere sahip darbe dizileri üreten TL494 yongası gibi baskılı devre kartı üzerinde bulunan dikdörtgen bir darbe üreteci olmadan yapamaz.

Darbe sinyalleri farklı şekillere sahip olabildiği için, farklı darbeler benzer geometrik şekle göre adlandırılır: dikdörtgen darbeler, yamuk darbeler, üçgen darbeler, testere dişi darbeleri, kademeli darbeler ve diğer çeşitli şekillerde darbeler. Bu arada, pratikte en sık kullanılanlar tam olarak kare darbeler. Bu makalede parametreleri tartışılacaktır.


Elbette “dikdörtgen darbe” terimi biraz keyfidir. Çünkü doğada hiçbir şey ideal değildir, tıpkı mükemmel dikdörtgen atımların olmaması gibi. Aslında, genellikle dikdörtgen olarak adlandırılan gerçek bir darbe, çok gerçek kapasitif ve endüktif faktörlerin neden olduğu salınımlı dalgalanmalara da (şekilde b1 ve b2 olarak gösterilmiştir) sahip olabilir.

Bu emisyonlar elbette olmayabilir, ancak darbelerin elektriksel ve zamansal parametreleri vardır ve bunlar diğer şeylerin yanı sıra "dikdörtgenliklerinin kusurunu" yansıtır.

Dikdörtgen bir darbenin belirli bir polaritesi ve çalışma seviyesi vardır. Çoğu zaman, darbenin polaritesi pozitiftir, çünkü dijital mikro devrelerin büyük çoğunluğu ortak kabloya göre pozitif bir voltajla çalıştırılır ve bu nedenle darbedeki anlık voltaj değeri her zaman sıfırdan büyüktür.

Ancak örneğin iki kutuplu voltajla çalışan karşılaştırıcılar vardır; bu tür devrelerde çok kutuplu darbeler bulabilirsiniz. Genel olarak, negatif voltajla çalışan mikro devreler, geleneksel pozitif güce sahip mikro devreler kadar yaygın olarak kullanılmaz.

Bir darbe dizisinde, darbenin çalışma voltajı düşük veya yüksek bir seviyede gerçekleşebilir ve zaman içinde bir seviye diğerinin yerini alır. Düşük voltaj seviyesi U0, yüksek voltaj seviyesi U1 ile gösterilir. Ua veya Um darbesindeki başlangıç ​​seviyesine göre en yüksek anlık voltaj değerine denir. darbe genliği.


Darbe cihazı tasarımcıları genellikle solda gösterilen gibi yüksek seviyeli aktif darbeler kullanır. Ancak bazen başlangıç ​​durumu yüksek voltaj seviyesi olan düşük seviyeli darbeleri aktif olanlar olarak kullanmak pratiktir. Düşük seviyeli nabız sağdaki şekilde gösterilmektedir. Düşük seviyeli bir dürtüyü “olumsuz dürtü” olarak adlandırmak cahilliktir.

Dikdörtgen bir darbedeki voltaj düşüşüne ön denir; bu, elektrik durumundaki hızlı (devredeki geçiş sürecinin zamanıyla orantılı) bir değişikliği temsil eder.

Düşük bir seviyeden yüksek bir seviyeye düşüş, yani pozitif bir düşüş, darbenin ön kenarı veya basitçe kenarı olarak adlandırılır. Yüksekten alçağa düşüşe veya negatif düşüşe kesme, düşüş veya basitçe darbenin arka kenarı denir.

Ön kenar metinde 0,1 veya şematik olarak _| ile, arka kenar ise 1,0 veya şematik olarak |_ ile gösterilir.

Aktif elemanların eylemsizlik özelliklerine bağlı olarak, gerçek bir cihazdaki geçici süreç (düşüş) her zaman sınırlı bir zaman alır. Dolayısıyla darbenin toplam süresi yalnızca yüksek ve düşük seviyelerin var olduğu zamanları değil aynı zamanda Tf ve Tsr olarak adlandırılan cephelerin (ön ve kesim) sürelerini de içerir. Hemen hemen her devrede yükseliş ve düşüş süreleri kullanılarak görülebilir.

Gerçekte, düşmelerdeki geçici süreçlerin başlangıç ​​ve bitiş anları çok doğru bir şekilde ayırt edilmediğinden, düşme süresinin, voltajın 0,1 Ua'dan 0,9 Ua'ya (ön) değiştiği zaman periyodu olarak kabul edilmesi gelenekseldir. ) veya 0,9 Ua'dan 0,1Ua'ya (kesilmiş). Ön Kf'nin dikliği ve Ks.r kesiminin dikliği de öyle. bu sınır durumlarına uygun olarak ayarlanır ve mikrosaniye başına volt (v/μs) cinsinden ölçülür. Darbe süresinin kendisi 0,5 Ua seviyesinden sayılan zaman aralığıdır.

Darbelerin oluşumu ve üretilmesi süreçleri genel olarak ele alındığında, kaba hesaplamalar için bu kısa zaman aralıkları kritik olmadığından ön ve kuyruk süreleri sıfır olarak alınır.


Bunlar belli bir sırayla birbirini takip eden dürtülerdir. Darbeler arasındaki duraklamalar ve dizideki darbelerin süresi eşitse bu periyodik bir dizidir. Darbe tekrarlama periyodu T, darbe süresi ile dizideki darbeler arasındaki duraklamanın toplamıdır. Darbe tekrarlama frekansı f periyodun tersidir.


T periyoduna ve f frekansına ek olarak dikdörtgen darbelerin periyodik dizileri birkaç ek parametreyle karakterize edilir: DC görev döngüsü ve Q görev döngüsü. Görev döngüsü, darbe süresinin kendi periyoduna oranıdır.

Görev döngüsü, darbe periyodunun süresinin süresine oranıdır. Q = 2 görev döngüsünün periyodik bir dizisine, yani darbe süresinin darbeler arasındaki duraklama süresine eşit olduğu veya görev döngüsünün DC = 0,5 olduğu bir diziye kıvrımlı denir.

Arkadaşlarınızla paylaşın veya kendinize kaydedin:

Yükleniyor...