Преимущества передачи информации в виде импульсов

Современная электроника характеризуется широким применением импульсных устройств. Импульсными называются устройства, которые работают не непрерывно, а в прерывистом режиме, когда действие чередуется с паузой, длительность которой соизмерима с длительностью переходного режима. Можно назвать ряд причин, способствующих развитию импульсной техники:

· В - первых, многие производственные процессы имеют импульсный характер пуск, торможение, изменение скорости, и т.д.

· Во-вторых, передача информации в виде импульсов, разделенных паузами, позволяет уменьшить мощность, потребляемую от источника питания, при этом мощность импульса не уменьшается.

· В-третьих, передача информации в виде импульсов позволяет значительно разгрузить каналы связи. При этом необходимо отметить, что передача информации отдельными импульсами позволяет использовать каналы связи для передачи информации о других физических величинах.

· В-четвертых, передача информации в импульсной форме позволяет значительно повысить помехоустойчивость, точность и надежность электронных устройств.

Существует множество способов передачи информации непрерывного сигнала в виде импульсов прямоугольной формы.

Рис. 3.1. Способы передачи сигналов

При осуществлении амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) амплитуда импульсов пропорциональна входному сигналу. При таком способе передачи информации вредное влияние дрейфа нуля усилителя и другие факторы на точность сказываются. При использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ) амплитуда и частота повторения импульсов постоянны, но ширина импульсов пропорциональна текущему значению сигнала. При числоимпульсной модуляции (ЧИМ) входной сигнал определяет частоту следования импульсов, которые имеют постоянную длительность и амплитуду. При ШИМ и ЧИМ дрейф нуля усилителя не оказывает влияния на точность передачи информации.

Наибольшая точность и помехоустойчивость обеспечивает ЧИМ.

Импульсы прямоугольной формы наиболее часто употребляются в электронной технике. На рис.3.2 приведена периодическая последовательность прямоугольных импульсов,

Рис.3.2. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов

На рис. 3.3. показана система параметров, которая позволяет описать импульс.

Рис.3.3. Параметры, которые описывают импульс

Параметрами импульса являються: амплитуда, длительность импульса, длительность фронта, длительность среза, спад вершины.

Импульс характеризуется следующими параметрами:

Um - амплитуда импульса определяет наибольшее значение напряжения

импульсного сигнала,

tи - длительность импульса характеризует продолжительность импульса во

времени,

tф, tс - характеризуют, соответственно время нарастания и спада импульса.

ΔU - отражает уменьшение напряжения на плоской части вершины.

Параметрами последовательности импульсов являются:

Т – период повторения импульсов,

f - частота повторения импульсов.

tп - длительность паузы между импульсами,

Q= Tп /tи - скважность импульсов.

В реальных устройствах прямоугольные импульсы имеют определенную длительность фронта и среза. Длительность фронта и среза импульса определяются в течение нарастания (или спада) напряжения от 0.1 до 0.9. Наряду с прямоугольными импульсами в электронной технике применяют и импульсы других форм.