Elektrický impuls

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. srpna 2017; kontroly vyžadují 6 úprav .

Elektrický impuls  je krátkodobý ráz elektrického napětí nebo proudu v určitém, konečném časovém intervalu. Existují video pulsy - jednotlivé oscilace jakékoli formy a rádiové pulsy - shluky vysokofrekvenčních oscilací . Videopulzy jsou unipolární (odchylka pouze v jednom směru od nulového potenciálu ) a bipolární.

Charakteristika impulsů

Tvar pulsu

Důležitou vlastností pulzů je jejich tvar , který lze vizuálně pozorovat např. na obrazovce osciloskopu. V obecném případě má tvar pulsů následující složky: přední - počáteční vzestup, relativně plochý vrchol (ne u všech forem) a řez (pokles) - konečný pokles napětí. Existuje několik typů impulsů standardních tvarů s relativně jednoduchým matematickým popisem, takové impulsy jsou široce používány v technice.

Kromě pulzů standardního jednoduchého tvaru se někdy ve speciálních případech používají pulzy speciálního tvaru popsaného komplexní funkcí, existují také pulzy složité, jejichž tvar je z velké části náhodný, například pulzy videosignálu .

Parametry impulsu

V obecném případě jsou impulsy charakterizovány dvěma hlavními parametry - amplitudou (rozsah - rozdíl napětí mezi podstavcem a vrcholem impulsu) a trváním (označeným τ nebo t a ) . Doba trvání pilových a trojúhelníkových pulsů je dána základnou (od začátku změny napětí do konce), u ostatních typů pulsů se doba trvání obvykle bere při napěťové hladině 50 % amplitudy, pro zvon- tvarované pulzy někdy se používá hladina 10 %, délka uměle syntetizovaných zvonovitých pulzů (s jasně definovanou bází) a půlvlny sinusovky se často měří v bázi.

Pro různé typy pulzů jsou zavedeny i další parametry, které zpřesňují tvar nebo charakterizují míru jeho nedokonalosti - odchylky od ideálu. Například pro popis neideálnosti pravoúhlých pulsů se použijí parametry, jako je doba náběhu a seříznutí (útlum) (pro ideální pravoúhlý puls se rovnají nule), špičková nerovnoměrnost a velikost napěťových rázů po jsou používány vzestup a řez vyplývající z přechodných parazitických procesů.

Spektrální reprezentace impulsů

Kromě časové reprezentace pulzů pozorovaných na osciloskopu existuje spektrální reprezentace vyjádřená jako dvě funkce - amplitudové a fázové spektrum .

Spektrum jednoho pulzu je spojité a nekonečné. Amplitudové spektrum obdélníkového pulsu má jasně definovaná minima na frekvenční stupnici, po které následuje interval převrácený délce trvání pulsu.

Vícenásobné impulsy

Pulzní výbuchy (série pulzů)

Někdy se impulsy používají nebo se objevují ne jeden po druhém, ale ve skupinách, které se nazývají série impulsů nebo impulsní shluky, v případě, že jsou vytvořeny záměrně pro přenos někam. Impulzní zpráva může nést jakoukoli informaci jediné povahy nebo sloužit jako identifikátor. Informační balíčky obdélníkových pulzů, ve kterých jsou významnými hodnotami počet pulzů, jejich časové umístění nebo trvání pulzů, se nazývají balíčky kódových pulzů nebo v některých oblastech technologie rámce, rámce. Kódování informací v balíkech lze provádět různými způsoby: binárním digitálním kódem, časovým pulsním kódem, Morseovou abecedou , sadou daného počtu pulsů (jako v telefonním přístroji). V mnoha případech se impulzní shluky nepoužívají jeden po druhém, ale ve formě souvislých sekvencí shluků.

Pulzní sekvence

Impulzní sekvence je dostatečně dlouhá sekvence pulsů, která slouží k přenosu kontinuálně se měnících informací, pro synchronizaci nebo pro jiné účely, jakož i těch, které jsou neúmyslně generované, například v procesu jiskření v sestavách kolektor-kartáč. Sekvence se dělí na periodické a neperiodické. Periodické sekvence jsou série identických pulzů, které se opakují v přesně stejných časových intervalech. Doba trvání intervalu se nazývá perioda opakování (označuje se T ), převrácená hodnota periody je frekvence opakování pulzu (označuje se F ). Pro sekvence pravoúhlých pulsů se navíc používají ještě dva jednoznačně propojené parametry: pracovní cyklus (označený Q ) - poměr periody k době trvání pulzu a pracovnímu cyklu - převrácená hodnota pracovního cyklu; někdy se pracovní cyklus používá také k charakterizaci kvaziperiodických a náhodných sekvencí, v takovém případě se rovná průměrnému poměru součtu trvání pulsů za dostatečně dlouhé časové období k trvání tohoto intervalu. Spektrum periodické posloupnosti je diskrétní a nekonečné pro konečnou posloupnost, konečné pro nekonečnou. Mezi neperiodickými posloupnostmi z technického hlediska jsou nejzajímavější kvaziperiodické a náhodné posloupnosti (v praxi se používají pseudonáhodné). Kvaziperiodické sekvence jsou sekvence impulsů, jejichž perioda nebo jiné charakteristiky se pohybují kolem středních hodnot. Spektrum kvaziperiodické posloupnosti je na rozdíl od spektra periodické posloupnosti striktně řečeno nikoli diskrétní, ale hřebínkovité, s mírnou výplní mezi hřebeny, v praxi to však může být někdy opomíjeno, např. v televizní technice k vytvoření úplného videosignálu k černému signálu -bílé obrazy přidávají chrominanční signál takovým způsobem, že hřebeny jeho spektra jsou mezi hřebeny černobílého videosignálu.

Impulsy jako nositelé informace

Podle povahy informace lze pulzní signály použít jednorázově (jednorázová zpráva o události) nebo pro nepřetržitý přenos informace. Pulzní sekvence mohou přenášet časově vzorkované analogové informace nebo digitální informace, existují také případy, kdy jsou dva typy informací vnořeny do jediného, ​​ve fyzickém smyslu, signálu, například televizní signál s teletextem.

K reprezentaci informace se používají různé charakteristiky jak samotných impulsů, tak jejich kombinací, a to jak jednotlivě, tak v kombinacích.

Je tedy možné rozlišit několik zobecněných typů pulzních signálů, které nesou spojitou informaci

Některé příklady použití impulsů

Jednotlivé impulsy

Periodické sekvence

Neperiodické sekvence

Jednotlivé parcely (série)

Sekvence balíků

Video impulsy

Příklady výskytu elektrických impulsů v přírodě

Literatura

Viz také