Скважность импульса что это такое
Перейти к содержимому

Скважность импульса что это такое

  • автор:

Что такое скважность импульсов и как её определить?

Электрические сигналы, амплитуда которых имеет только 2 допустимых состояния: низкого уровня – «0» или высокого уровня – «1», называются импульсными. Одним из важных параметров периодического импульсного процесса является скважность импульсов.

Скважность (S) – это безразмерная величина, характеризующая некоторые свойства периодического импульсного сигнала.
Рассчитывается значение скважности – как отношение его периода повторений (Т) к длительности импульса (tи).
Длительностью импульсного сигнала считается временной интервал высокого (по отношению к показателю основания импульса) уровня напряжения (Рис.1).

Поскольку длительность импульса не может превышать его период, то, как следует из определения, значение скважности всегда должно быть больше единицы!

Если длительность импульса равна половине периода, то скважность равна двум, а сам такой сигнал является симметричным и называется меандром.

Рис.1 Форма импульсного сигнала и примеры импульсов разной скважности

Иногда в радиотехнике используется величина, обратная скважности, называемая коэффициентом заполнения (D).
Таким образом, для импульсного сигнала справедливы следующие простейшие соотношения:
S = T/tимп ;
D = 1/S = tимп/T ;
T = tимп + tпаузы ;
F = 1/T ,
где S – это скважность импульсов, D – коэффициент заполнения, Т – период, tимп – длительность высокого (положительного) уровня импульса, tпаузы – длительность низкого (отрицательного) уровня.

Сдобрим пройденный материал парой незамысловатых онлайн калькуляторов.

Онлайн расчёт длительности импульса по частоте и скважности

А теперь для тех, кто измерил длительности импульсов – всё то же самое, только наоборот:

Онлайн расчёт скважности по длительности импульса

Что такое скважность импульсов и как её определить?

Онлайн калькуляторы перевода длительности импульсов в скваж- ность и скважности в длительность

Электрические сигналы, амплитуда которых имеет только 2 допустимых состояния: низкого уровня – «0» или высокого уровня – «1», называются импульсными. Одним из важных параметров периодического импульсного процесса является скважность импульсов.

Скважность (S) – это безразмерная величина, характеризующая некоторые свойства периодического импульсного сигнала.
Рассчитывается значение скважности – как отношение его периода повторений (Т) к длительности импульса (tи).
Длительностью импульсного сигнала считается временной интервал высокого (по отношению к показателю основания импульса) уровня напряжения (Рис.1).

Поскольку длительность импульса не может превышать его период, то, как следует из определения, значение скважности всегда должно быть больше единицы!

Если длительность импульса равна половине периода, то скважность равна двум, а сам такой сигнал является симметричным и называется меандром.

Рис.1 Форма импульсного сигнала и примеры импульсов разной скважности

Иногда в радиотехнике используется величина, обратная скважности, называемая коэффициентом заполнения (D).
Таким образом, для импульсного сигнала справедливы следующие простейшие соотношения:
S = T/tимп ;
D = 1/S = tимп/T ;
T = tимп + tпаузы ;
F = 1/T ,
где S – это скважность импульсов, D – коэффициент заполнения, Т – период, tимп – длительность высокого (положительного) уровня импульса, tпаузы – длительность низкого (отрицательного) уровня.

Сдобрим пройденный материал парой незамысловатых онлайн калькуляторов.

Онлайн расчёт длительности импульса по частоте и скважности

А теперь для тех, кто измерил длительности импульсов – всё то же самое, только наоборот:

Онлайн расчёт скважности по длительности импульса

Расчёт скважности и длительности импульсов

Частота повторения импульсов F — это количество импульсов, генерируемых в течении одной секунды.
Период импульсной последовательности Т – это время импульса tH , сложенное со временем паузы tL :
T = tH + tL = 1 / F

Скважность S импульсной последовательности — это отношение периода к длительности импульса:
S = T / tH (S > 1)

Обратная величина скважности — это коэффициент заполнения D :
D = tH / T
Коэффициент может быть выражен в процентах:
D = (tH / T) × 100%

Длительность прямоугольного импульса определяется на уровне 50% его амплитуды.
Время нарастания импульса tr — это интервал времени, измеренный между моментами, когда амплитуда изменяется от 0,1 до 0,9 установившегося значения. Между этими же уровнями измеряется и время спада импульса tf .
Сигнал идеальной формы имеет значение равное нулю для tr и tf .

Расчет скважности и длительности импульса

Введите любые два значения

Скважность

Сква́жность (в физике, электронике) — один из классификационных признаков импульсных систем, определяющий отношение его периода следования (повторения) к длительности импульса. Величина, обратная скважности и часто используемая в англоязычной литературе, называется коэффициентом заполнения (англ. Duty cycle ).

Таким образом, для импульсного сигнала справедливы следующие соотношения:

S = \frac<T></p> <p> = \frac~» width=»» height=»» />,</p><div class='code-block code-block-12' style='margin: 8px 0; clear: both;'> <!-- 12muzlitra --> <script src=

\tau~

где S — скважность, D — коэффициент заполнения, T — период импульсов, — длительность импульса.

Скважность определяет отношение пиковой мощности импульсной установки (например, передатчика радиолокационной станции) к её средней мощности и таким образом является важным показателем работы импульсных систем. В устройствах и системах дискретной передачи и обработки информации недостаточно высокая скважность может приводить к искажению информации.

Частое применение в практике находит сигнал со скважностью, равной двум — меандр.

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Что такое скважность

Одной из важнейших величин в импульсной технике является скважность S. Скважность S характеризует прямоугольный импульс, и определяет то, во сколько раз период импульса T больше его длительности t1. Так, меандр, например, имеет скважность равную 2, поскольку длительность импульса в такой последовательности равна половине его периода: S=T/t1=2.

Как видим, и в числителе, и в знаменателе стоят продолжительности, измеряемые в секундах, поэтому скважность — величина безразмерная. Для справки напомним, что меандр — это такая импульсная последовательность, где длительность положительной части импульса t1 равна длительности его исходного состояния t0.

Величина обратная скважности называется коэффициентом заполнения D. Таким образом, теоретически скважность может изменяться от бесконечности до 1, тогда как соответствующий ей коэффициент заполнения может принимать значения от 0 до 1. Записывать величину скважности часто более удобно, чем коэффициент заполнения в виде дроби.

Например: D=0.5 – коэффициент заполнения меандра, или скважность S=2 – более удобочитаемая запись того же самого. Скважность S=10 соответствует коэффициенту заполнения D=0.1 — имеется ввиду, что продолжительность импульса в 10 раз меньше его периода (суммы его положительной и исходной частей).

Продолжительность импульсов

Когда заходит речь о широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то говорят, что при в драйвере происходит изменение ширины или длительности импульса, практически имеется ввиду изменение скважности при постоянной частоте. В этом контексте чем больше скважность — тем уже импульс, чем меньше скважность — тем шире импульс.

Здесь и просматривается этимологическая связь с русским словом «скважина»: большая скважина (по сути — яма между импульсами в последовательности) — сам импульс выглядит как более узкий, маленькая скважина — импульсы широкие (а вот яма между ними — узкая).

Коэффициент заполнения

В англоязычной литературе не используется термин «скважность», а используется лишь термин «duty cycle» — рабочий цикл, являющийся аналогом русскоязычного термина «коэффициент заполнения» (D), только указывается он обычно не дробью, а в процентах. Например, мы пишем D=0.5, а в англоязычной литературе можно встретить 50% duty cycle или D = 50%, когда речь идет о меандре. Или D = 30% если длительность импульса соотносится с его периодом как 30 к 100.

Импульсная последовательность на осциллографе

Давайте рассмотрим простой практический пример. Лампочка включается на одну секунду через каждые 59 секунд, затем на 59 секунд гаснет, и так все время повторяется в течение неопределенного времени.

Что это значит? Длительность импульса t1 = 1 секунда, период импульса T = 59+1 = 60 секунд. Следовательно с какой скважностью включается лампочка?

Со скважностью S = 60/1. Скважность 60. Значит коэффициент заполнения равен 1/60, то есть D = 0,01666 или duty cycle 1,66%. В данном примере отчетливо видно, что запись в терминах скважности S = 60 более удобочитаема и точна, чем запись в форме коэффициента заполнения D = 0,01666 или duty cycle 1,666%.

Наконец, еще одно полезное применение скважности. Счетчики-дешифраторы импульсов (типа К561ИЕ8) способны делить импульсную последовательность на отдельные импульсы, здесь снова значение скважности подходит лучше, оно может быть определено через разрядность счетчика и сосчитано (пропорционально количеству импульсов, подсчитанных счетчиком).

Таким образом, даже для цифровой техники оперирование напрямую скважностью импульсов часто оказывается более удобным, чем свойственным принятому в англоязычной литературе коэффициентом заполнения.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Похожие публикации:
  1. Временный дренаж на период строительства
  2. Как стать инженер прочнист
  3. Подключение 3х фазного двигателя на 220 с конденсатором схема
  4. Autocad mep что это

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *