Импульсные сигналы

Импульсным сигналом принято называть кратковременное отклонение напряжения (тока) от некоторого начального уровня. Под кратковременным отклонением подразумевается, что импульсный сигнал существует в течение времени, существенно меньшем времени наблюдения.
При анализе процессов в различных электрических цепях импульс напряжения (тока) может быть представлен в графической или аналитической форме.
Графическая форма записи – это график в декартовой системе координат, где по оси абсцисс в определенном масштабе откладывается время t, а по оси ординат – мгновенные значения напряжения U(t) или тока I(t).
Если график импульсного процесса получен в результате фотографической регистрации изображения на экране осциллографа или с помощью самописца, тогда его называют осциллограммой.

Графический метод представления импульсных сигналов нагляден и широко применяется при качественном анализе работы схем.
При количественном анализе в большинстве случаев применяются аналитические методы. Сигнал при этом представляется либо некоторой функцией времени, либо его спектром.

Виды импульсных сигналов

Импульсы, представляющие собой одностороннее отклонение напряжения (тока), часто называют видеоимпульсами.

1.2. Видеоимпульсы положительной полярности.
Направление изменения напряжения (тока) в импульсе характеризуется его полярностью. Видеоимпульсу положительной полярности соответствует увеличение напряжения (тока) независимо от того, положительны или отрицательны мгновенные значения U(t).
Кроме видеоимпульсов в электрических цепях могут действовать радиоимпульсы.

Радиоимпульс – это отрезок гармонического колебания, амплитуда которого изменяется по закону изменения какого-либо видеоимпульса. На 1.3 в качестве примера приведен видеоимпульс колоколообразной формы (а) и соответствующий ему радиоимпульс (б).
1.3. Видеоимпульс (а) и соответствующий ему радиоимпульс (б).

Наряду с одиночными импульсами в импульсной технике используются серии импульсов и импульсные последовательности.
Серией (пачкой) импульсов называют группу из конечного числа импульсов, имеющих определенную временную расстановку. Серии импульсов широко применяются в радиолокации, гидролокации и в устройствах кодирования информации.
Число импульсов в импульсной последовательности теоретически бесконечно. Классификация импульсных последовательностей приведена на 1.4.


1.4. Классификация импульсных последовательностей.

Периодическая импульсная последовательность должна отвечать (1.1). Строго говоря, периодическая последовательность импульсов является математической абстракцией, т.к. все реальные сигналы имеют начало и конец. Кроме того, по техническим причинам величина Т изменяется в некоторых пределах.


1.5. Периодическая последовательность импульсов.
Практически последо-вательность импульсов считается периодической, если условие (1.1) выполняется на интервале наблюдения , а не-стабильность периода .

Квазипериодическая последовательность импульсов характеризуется тем, что в ней условие периодичности выполняется для одних параметров импульсов и не выполняется для других.

1.6. Квазипериодическая последовательность импульсов.

Например, в квазипериодической последовательности, представленной на 1.6, форма и длительность импульсов одинаковы, но амплитуды импульсов изменяются, поэтому в целом последовательность является непериодической.
Для непериодических последовательностей условие (1.1) не выполняется. Такие последовательности могут быть детерминированными, случайными и псевдослучайными. Детерминированные последовательности характеризуются тем, что параметры импульсов изменяются по заранее известному закону и их можно предсказать.
Псевдослучайная последовательность импульсов на достаточно большом интервале времени t1-t2 является чисто случайной, а на последующих интервалах такой же продолжительности повторяется исходная импульсная последовательность. Применяются псевдослучайные последовательности при импульсных методах генерирования случайных сигналов и формировании сложных сигналов с заданными корреляционными свойствами.