Скважность импульсов это: Скважность — Википедия. Что такое Скважность — Светодиодные светильники и корпуса для светильников купить оптом в Москве

Скважность импульсов это: Скважность — Википедия. Что такое Скважность

Содержание

Скважность — Википедия. Что такое Скважность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Сигнал с различным коэффициентом заполнения D

Сква́жность (в физике, электронике) — безразмерная величина, один из классификационных признаков импульсных систем, определяющий отношение периода следования (повторения) импульсов к длительности импульса. Часто используется величина, обратная скважности, которая называется коэффициент заполнения (англ. duty cycle).

Таким образом, для импульсного сигнала справедливы следующие соотношения:

S = T τ = 1 D , {\displaystyle S={\frac {T}{\tau }}={\frac {1}{D}},}

D = τ T = 1 S , {\displaystyle D={\frac {\tau }{T}}={\frac {1}{S}},}

где S {\displaystyle S} — скважность, D {\displaystyle D} — коэффициент заполнения, T {\displaystyle T} — период импульсов, τ {\displaystyle \tau } — длительность импульса.

T {\displaystyle T} — период импульсов, τ {\displaystyle \tau } — длительность импульса

Скважность и коэффициент заполнения — безразмерные величины, однако коэффициент заполнения часто указывают в процентах. Коэффициент заполнения в ряде применений более удобен, поскольку его относительное изменение происходит в интервале от 0 до 1, тогда как соответствующая скважность изменяется от бесконечности до 1.

Понятие скважности используется, например, в радиолокации, где эта величина определяет отношение пиковой мощности импульсной установки (например, передатчика радиолокационной станции) к её средней мощности и является важным показателем работы импульсных систем.

Известный в радиотехнике сигнал меандр имеет скважность 2 (коэффициент заполнения 0,5). Скважность импульсов в радиолокационных станциях может достигать тысяч.

См. также

Ссылки

Понятие скважности импульса и коэффициента заполнения

Общеизвестно, что регулировать количество оборотов электродвигателя можно периодическим включением и отключением его от энергосети, кроме того при изменении времени включения и отключения можно задавать дополнительные параметры скорости. Это явление характерно не только для электродвигателя – его действие можно заметить во всех потребителях тока, способных запасать энергию, иначе говоря, инерционных системах.

Скважность

Принцип широтно-импульсной модуляции основан именно на этом эффекте, он нашёл себе достаточно широкое применение при управлении электротехническими устройствами и источниками освещения, где требуется циклическая подача энергии. В английском языке этот принцип получил название – Pulse-Width Modulation.

Что такое ШИМ

Что такое электрический импульс? Это резкий конечный всплеск напряжения в системе. Поскольку он конечен, то он имеет начало, обычно называемое фронтом, ширину и спад, его окончание, период.

Такие всплески можно охарактеризовать следующими параметрами:

периодичность – это временной период до фронта следующего импульса, обозначается литерой T;
скважность – отношение периода к ширине, это величина безразмерная и выражается чаще всего в процентах, на схеме можно обозначить участок между спадом первого импульса и фронтом нового, обозначается литерой S;
частота сигнала – количество всплесков за определённый промежуток времени, величина, обратная периоду колебаний;
ширина импульса – период времени, в течение которого его амплитуда стабильна;
коэффициент заполнения – значение, обратное скважности, обычно обозначается в формулах литерой t.

Таким образом, скважность импульса – это соотношение:

S = T/t.

Благодаря этому, широтно-импульсная модуляция позволяет управляемо изменять напряжение в системе от нулевого значения до максимальной амплитуды сигнала, это используется для установки оптимальных режимов работы инерциальных систем.

Схема

Применение

Для формирования прямоугольных колебаний применяется микросхема аналогового типа или чип-контроллер. Сами колебания управляют только нагрузкой, идущей от источника тока. Подключение производится через ключевую схему на полупроводнике. Ключ имеет всего два состояния: либо он включён в сеть, либо размыкает её.

Грубо говоря, все зависит от характеристик колебаний. Так, если светильник подключен через подобную схему, то при низкой частоте работы устройства лампа будет мигать с определенной периодичностью, но при превышении её сверх 50Гц в человеческих глазах отдельные всплески света сольются в одно ровное свечение. Это особенность человеческого глаза, который не улавливает колебания свыше этого значения. Но и яркость свечения можно регулировать. Чем ниже коэффициент заполнения, а, следовательно, и значение, обратное ему, тем меньше яркость свечения источника.

Аналогичный пример можно использовать и с двигателем постоянного тока, под управлением широтно-импульсного регулятора. При этом низкая частота приведёт к снижению оборотов двигателя, в то время как высокая – к его эффективной работе. Для её достижения используются ключи-полупроводники, обладающие значительным быстродействием и низким коэффициентом проводимости, так как в противном случае возможно запаздывание сигнала.

При необходимости сигналы схемы импульсного регулятора можно усреднять, для этого используются фильтры низких частот, но при подключении двигателя с большой механической инерцией и хорошим значением индуктивности. В этом случае снижение амплитуды и частоты происходит самопроизвольно.

Скважность, а также её обратное значение зависят от уровня моделирующего сигнала, частота таких устройств определяется частотой дублирующего генератора, подающего дополнительный сигнал.

Генератор для получения скважности

Видео

Оцените статью:

Скважность сигнала: изменение формулой прямоугольных импульсов

Множество приборов работает с импульсными сигналами. Создаются они с помощью специальных схем-генераторов. Наиболее важная их характеристика – скважность.

Чем отличается скважность и коэффициент заполнения импульсов

Одной из наиболее важных величин в импульсной электронике – это скважность, обозначаемая латинской буквой S. Она дает характеристику импульсам прямоугольной формы и показывает, как относится их период T ко времени t1. К примеру, коэффициент меандра равен 2, поскольку время t1 в этой последовательности составляет половину периода: S = T / t1 = 2.
И в числителе, и в знаменателе находится время, выраженное в секундах. При вычислениях они сокращаются, поэтому коэффициент является величиной, не имеющей единиц измерения.

Генератор скважности

Меандр представляет собой поток импульсов, в котором отрицательные и положительные части имеют одинаковую продолжительность.
Инверсия скважности имеет название коэффициент заполнения. Следовательно, скважность способна принимать множество значений от бесконечности до единицы, а рабочий цикл этого же потока импульсов, как еще могут называть коэффициент заполнения, способен принимать значения от 0 до 1. Часто удобней записывать не данный коэффициент, измерение которого производится десятичными дробями, а скважность, которая равна, чаще всего, целому числу.

Например: D = 0,5 или S = 2 – эти две записи означают одно и то же, но вторую читать легче. Рабочий цикл S = 10 соответствует показателю D = 0,1 – это означает, что длительность импульса в 10 раз меньше его периода.
В широтно-импульсной модуляции (сокращенно, ШИМ) прибор изменяет ширину или продолжительность импульса, при этом будет соответственно изменяться и коэффициент. Частота при этом будет постоянной. В таком случае, чем больше величина, показывающая скважность, тем более узким будет импульс, и, наоборот – при минимальной скважности будет достигаться максимальная ширина.
При изучении данного явления просматривается этимологическая связь с словом «скважина» из русского языка: широкая скважина (на самом деле, это промежуток между импульсами в потоке) – положительные части узкие, узкая скважина – положительные части широкие (но свободное пространство между ними мало).

Важно: У англоязычных авторов термин «скважность» не встречается вовсе, а для его замены применяют понятие «рабочий цикл» – аналогичный российскому коэффициенту заполнения (D). Однако в английской литературе он выражается не дробным числом, а процентом. Например, если D = 0,5 в западных пособиях будет указано: D = 50%.

Характеристики скважности

Коэффициент заполнения и показатель скважности зависят от уровня получаемого колебания, при этом его частота определяется параметрами генератора. Для вычисления скважности имеют наибольшее значение два основных критерия:

Период Т.
Длительность импульса t1.

Характеристики

Принцип действия

Для формирования прямоугольного колебания в устройствах-модуляторах имеется специальная микросхема-контроллер либо аналоговая микросхема. Подключение происходит посредством цепи на полупроводнике. Полупроводник имеет только два состояния:

Закрытое
Открытое.

Важно! Работа всей цепи зависит от характера колебаний. Следовательно, если лампа подключена через полупроводниковый прибор, она начнёт мерцать с заданной частотой.

Однако, когда частота превышает 50 Гц, из-за особенностей глаз человека, мигание сливается в единое свечение. Но таким образом можно регулировать и яркость свечения. Снижение коэффициента повлечет за собой уменьшение яркости света, выдаваемой лампой.

Подобную схему можно использовать для постоянных двигателей. Уменьшение частоты провоцирует снижение скорости вращения двигателя, а высокие – к большей мощности агрегата.

В аналогичных устройствах применяется полупроводниковый переключатель, который имеет высокую скорость срабатывания и низкую проводимость, поскольку в противном случае устройство может запаздывать.

Как обозначается

Скважность обозначается английской буквой S, величина, обратная ей – коэффициент заполнения – буквой D. Данные обозначения используются и в русской, и в англоязычной литературе.

Формы сигналов

Сигналы различаются по форме и характеристикам:

Синусоида. Переменный ток на выходе из дома представляет собой синусоидальную волну, которая изменяется во времени с частотой 50 Гц. Для синусоидального колебания период можно выражать не в секундах, а в градусах или в радианах. При этом, необходимо учитывать, что полный период равен 360 ° (при использовании градусной меры) или 2п (если применяется радианная мера)

Важно! Период и частота математически зависят друг от друга. По мере того, как период уменьшается, частота увеличивается, и наоборот.

Синусоид

Поскольку меандры имеют симметричные прямоугольные волны, периоды T и t1 которых равны, они широко используются в электронных цепях часов и сигналов синхронизации. На входе и выходе практически всех цифровых логических схем используются такие сигналы. Поскольку они симметричны, длительность положительной части равняется временному промежутку, когда импульс отрицательный (ноль). У сигналов, используемых в качестве тактовых сигналов в цифровой технике, длительность положительного импульса называется временем заполнения цикла.

Меандр

Разница между прямоугольным сигналом и меандром заключается в том, что длительности положительной и отрицательной частей периода не равны друг другу. Поэтому прямоугольные сигналы классифицируются как несбалансированные.

Прямоугольный сигнал

Важно! Сигнал может принимать и положительные, и отрицательные значения, подвергаясь изменениям. В показанном потоке время положительного импульса больше, чем длительность отрицательного импульса, хотя бывает и наоборот.

Как измерить скважность с помощью формулы

Скважность прямоугольных импульсов S – это отношение периода T ко времени импульса, обозначаемого буквой t1. Также, стоит отметить, что рабочий цикл D – это значение обратное скважности:

Скважность формула

Скважность сигнала – одна из самых важных характеристик в импульсной технике. Ее основные характеристики – это период и время численного значения импульса. Изменяя эти характеристики, можно повлиять на всю цепь.

<center><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:block; text-align:center;" data-ad-layout="in-article" data-ad-format="fluid" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4491286225"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

Широтно импульсная модуляция сигналов (ШИМ)

Широтно-импульсная модуляция сигналов (сокращенно ШИМ) — процесс представления сигнала в виде череды импульсов с постоянной частотой и управления уровнем этого сигнала путём изменения скважности данных импульсов. В английском варианте ШИМ имеет название pulse-width modulation (PWM)

Определение звучит сложно, но на самом деле все очень просто. Достаточно понять, что такое скважность и среднее результирующее напряжение. Самый простой способ разобраться в понятии скважности и представить, что такое ШИМ, — это рассмотреть участок цепи, который находится под постоянным напряжением Uп, в результате чего в цепи течет постоянный ток Iп. Временная диаграмма такой ситуации представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Из диаграммы видно, что напряжение остается постоянным во времени. Теперь представьте, что это постоянное напряжение Uп мы начинаем равномерно включать-выключать с высокой частотой, например 2000 раз в секунду. В результате получим набор импульсов рисунок 2.

Рисунок 2

Оказывается, что в этом случае набор импульсов воспринимается потребителем тока (каким либо устройством) как постоянное напряжение, но с другим (результирующим) уровнем напряжения Uрез. Это справедливо только при достаточно большой частоте импульсов. Чтобы оценить, как это результирующее напряжение отличается от постоянного, необходимо сравнить количество заряженных частиц, протекающих по проводнику за период импульсного колебания (время импульса + время паузы), с количеством заряда протекающего при постоянном напряжении за то же время.

После математических вычислений получим формулу: Uрез = (Uи·tи) / T ,
где Uи — напряжение импульса; tи — время длительности импульса; Т — период одного импульсного колебания (сумма времени импульса и времени паузы).

Таким образом, для случая, изображенного на рис. 2, когда продолжительность импульса равна времени паузы между импульсами (то есть Т=2·tи) , результирующее напряжение получится: Uрез = (Uи·tи)/2·tи = 0,5 Uи. Результирующее напряжение получилось в два раза меньше напряжения импульса. При этом важно отметить, что в теории выделяются такие коэффициенты, как скважность — S = T / tи и обратный ему коэффициент заполнения — D = tи / T . Он, как правило, выражается в процентах.

Фактически коэффициент заполнения показывает, на сколько процентов импульс заполняет весь период колебания Т. Если коэффициент заполнения D равен 1 (100%), то время импульса целиком заполняет период и фактически это постоянное напряжение. Если уменьшить коэффициент заполнения D, например, до 0,25 (25%), то длительность импульса будет всего 25% от всего периода, а результирующее напряжение будет уже в 4 раза меньше, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Из всего сказанного следует и более наглядное понимание термина «Широтно-импульсная модуляция». Получается, что уровень сигнала (величина уровня напряжения) регулируется широтой импульса, т.е. сигнал модулируется посредством череды импульсов разной ширины.

Как видите, с помощью такой модуляции можно получать напряжения разных уровней. Причем в отличие от банального пропускания тока через резистор с целью уменьшения напряжения метод ШИМ гораздо экономичнее. Если регулировать напряжение резистором, то на нем выделяется тепло и часть электрической энергии теряется. При ШИМ энергии теряется существенно меньше, поэтому данная модуляция активно используется в различных регуляторах напряжения и блоках питания. Принципы импульсной модуляции используются для решения многих других задач.

Сгенерировать собственную ШИМ, а так ж собрать различные интересные схемы с применением устройств управляемых ШИМ, вы сможете в наборах первого уровня Эвольвектор.

ШИМ – широтно-импульсная модуляция — Help for engineer

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

Широтно-импульсная модуляция применяется в технике для преобразования переменного напряжения в постоянное, с изменением его среднего значения (U_d). Управление средним значением напряжения происходит путем изменения скважности импульсов.

Скважность – это отношение одного периода, к времени действия (длительности) импульса в нем. В англоязычной литературе часто встречается понятие коэффициент заполнения, который обратно пропорционален скважности. Формула скважности:

где T – длительность периода, с;
t – время действия импульса (длительность), с;
D – коэффициент заполнения.

То есть, не смотря на то, что скважность и коэффициент заполнения могут использоваться в одинаковом контексте, физический смысл их отличается. Эти величины безразмерны. Коэффициент заполнения обычно отображают в процентах (%).

Рисунок 1 – Скважность импульсов

На приведенном выше рисунке изображены импульсы, которые возникают с определенной периодичностью. Длительность импульса равна ¼ периода Т, это означает, что коэффициент заполнения равен 25%, а скважность – 4. Специфическое название имеется у набора импульсов c коэффициентом заполнения – 50%, такой сигнал называется меандр.

Существуют цифровые и аналоговые ШИМ. Принцип их работы остается одинаковым вне зависимости от исполнения и заключается в сравнении двух видов сигналов:

U_оп – опорное (пилообразное, треугольное) напряжение;
U_упр – входное постоянное напряжение.

Cигналы поступают на компаратор, где они сравниваются, а при их пересечении возникает / исчезает (или становится отрицательным) сигнал на выходе ШИМ.

Выходное напряжение U_вых ШИМ имеет вид импульсов, изменяя их длительность, мы регулируем среднее значение напряжения (U_d) на выходе ШИМ:

Рисунок 2 – Скважность сигнала при однополярной ШИМ

Однополярная модуляция означает, что происходит формирование импульсов только положительной величины и имеет место нулевое значение напряжения. Осуществить такую модуляцию в некоторых схемах невозможно, преимущество однополярной модуляции: малое амплитудное значение высокочастотных гармоник.

В двухполярной модуляции вместо нулевого длительного напряжения формируется отрицательное напряжение, она проиллюстрирована на рисунке 4.

Преимущество использования ШИМ — это легкость изменения величины напряжения при минимальных потерях. Конечно же, можно, применять делитель напряжения, но его работа основана на применении резисторов, а на них происходит рассеивание энергии, что в свою очередь вызывает нагрев и неэкономичность (преобразование электрической энергии в тепловую).

Работа широтно-импульсного преобразователя реализуется с помощью полупроводниковых приборов – транзисторов. Максимальные потери на транзисторах бывают при их полуоткрытом состоянии. Поэтому используют два крайних положения: полностью открыты или закрыты, тогда потери минимальны. Частота срабатывания транзисторов очень большая, то есть переходные состояния имеют мало времени и потери, фактически, сводятся к нулю.

ШИМ нашел широкое применение как регулятор оборотов двигателей постоянного тока (ДПТ).

Рисунок 3 – Схема ШИМ регулятора для ДПТ

Схема ШИМ управления двигателя постоянного тока состоит из тиристорного преобразователя VS1÷VS6, сглаживающего конденсатора С. Транзисторы VT1÷VT4 реализуют подачу импульсного напряжения на двигатель постоянного тока М. С помощью обратных диодов VD1÷VD4, энергия будет отдаваться в сеть при торможении двигателя. Наличие в данной схеме четырех транзисторов дает возможность работы ДПТ во всех 4-х квадрантах механической характеристики.

Принцип работы схемы основан на двухполярной модуляции:

Рисунок 4 – Двухполярная широтно-импульсная модуляция

Недостаточно прав для комментирования

Генераторы импульсов на цифровых КМОП микросхемах

Так, товарищи! Заканчиваем банкет, убираем рыбные закуски.
Не забываем, что на сегодняшнем мероприятии, посвящённом Дню пивовара России, мы обсуждаем наболевшее: «Исследование разнообразных схемотехнических построений и характеристик генераторов на ИМС структуры КМОП».

Развиваем сюжетную линию, плавно переходим к генераторам прямоугольных импульсов с несимметричной формой сигнала, а также генераторам с изменяемой скважностью выходных импульсов.

Для начала определимся — для чего, собственно, когда и с чем потреблять само понятие «скважность импульсного сигнала»?

Тут как нельзя всё просто: Скважность = Т/t_и, где
Т-полный период колебаний,
t_и — длительность импульса,
t_п — длительность паузы.

При величине скважности, равной 2, импульсный сигнал имеет симметричную форму (меандр), во всех остальных случаях — несимметричную (не меандр).
Рис.1

Теперь также плавно, без рывков и резких падений, переходим с схемотехническим изыскам.

Отличие несимметричных генераторов от устройств, описанных на предыдущей странице, как правило, сводится к утяжелению схемы дополнительным резистором и парой диодов для разделения цепей заряда конденсатора разнополярными токами.

Рис.2	На Рис.2 приведена схема генератора импульсов с раздельной установкой длительности импульса и паузы между ними. Параметры выходных импульсов генератора описываются следующими приблизительными формулами: F = 0,77/((R1+R2)×C1)) Скважность импульсов = (R1+R2)/R1 Схема обладает весомым параметром потребления тока. Значения этого параметра находятся в диапазоне от единиц до десятков мА, в зависимости от величин напряжения питания и частоты генерации.
Рис.3	Именно из-за этих соображений, рекомендуется собирать подобные схемы генераторов на цифровых микросхемах, представляющих собой триггер Шмитта (Рис.3). Мало того, что они просты в реализации, так ещё и исключительно экономичны — при напряжении питания менее 6 В ток потребления составляет всего несколько десятков микроампер. Частота генерации и скважность для приведённой схемы: F = 0,86/((R1+R2)×C1)) Скважность импульсов = (R1+R2)/R1
Рис.4	В случае необходимости получить плавную регулировку скважности при неизменной частоте имеет смысл обратить внимание на схему, приведённую на Рис.4. F = 0,77/((2*R1+R2)×C1)) Макс. скважность импульсов = R2/R1+2 Мин. скважность импульсов = 1+R1/(R1+R2)
Рис.5	Точно таким же образом реализуется плавная регулировка скважности для схем, построенных на триггере Шмитта (Рис.5). F = 0,86/((2*R1+R2)×C1)) Макс. скважность импульсов = R2/R1+2 Мин. скважность импульсов = 1+R1/(R1+R2)

Формулы для расчёта частоты рассматриваемых генераторов соответствуют напряжению питания 5В и температуре окружающей среды 25°С.

Все представленные схемы могут быть реализованы на элементах И—НЕ, ИЛИ—НЕ, триггерах Шмитта, или инверторах.

Идём дальше к таблице для расчёта номиналов элементов генераторов, исходя из заданной частоты генерации и скважности выходных импульсов.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА НОМИНАЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕНЕРАТОРОВ НА КМОП МИКРОСХЕМАХ БЕЗ ПЛАВНОЙ РЕГУЛИРОВКИ СКВАЖНОСТИ.

Бросив беглый взгляд на Рис.1, легко заметить, что значение скважности импульсов должно быть больше 1.
Теоретически величины сопротивлений резисторов R1 и R2 должны быть не менее 1кОм, однако на практике, для минимизации влияния выходного сопротивления микросхемы на частоту сигнала, рекомендуется выбирать значения сопротивления этих резисторов — не менее 10кОм. Поэтому послеживайте за рассчитанным значением R2, если оно не вписывается в нужный диапазон — повышайте номинал R1.

И под занавес —

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА НОМИНАЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕНЕРАТОРОВ НА КМОП МИКРОСХЕМАХ C ПЛАВНОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ СКВАЖНОСТИ.

R1 — не менее 1кОм, желательно — не менее 10кОм.
Пределы изменения длительности импульса — больше 1.

Формы и характеристики электрических сигналов

Часто в электронных схемах требуется сгенерировать разные типы сигналов, имеющих различные частоты и формы, такие как меандры, прямоугольные, треугольные, пилообразные сигналы и различные импульсы.

Эти сигналы различной формы могут использоваться в качестве сигналов синхронизации, тактирующих сигналов или в качестве запускающих синхроимпульсов. В первую очередь необходимо понять основные характеристики, описывающие электрические сигналы.

С технической точки зрения, электрические сигналы являются визуальным представлением изменения напряжения или тока с течением времени. То есть, фактически — это график изменения напряжения и тока, где по горизонтальной оси мы откладываем время, а по вертикальной оси — значения напряжения или тока в этот момент времени. Существует множество различных типов электрических сигналов, но в целом, все они могут быть разбиты на две основные группы.

Однополярные сигналы — это электрические сигналы, которые всегда положительные или всегда отрицательные, не пересекающие горизонтальную ось. К однонаправленным сигналам относятся меандр, тактовые импульсы и запускающие импульсы.
Двухполярные сигналы — эти электрические сигналы также называют чередующимися сигналами, так как они чередуют положительные значения с отрицательными, постоянно пересекая нулевое значение. Двухполярные сигналы имеют периодическое изменение знака своей амплитуды. Наиболее распространенным из двунаправленных сигналов, является синусоидальный.

Будучи однонаправленными, двунаправленными, симметричными, несимметричными, простыми или сложными, все электрические сигналы имеют три общие характеристики:

Период — это отрезок времени, через который сигнал начинает повторяться. Это временное значение также называют временем периода для синусоид или шириной импульса для меандров и обозначают буквой T.
Частота — это число раз, которое сигнал повторяет сам себя за период времени равный 1 секунде. Частота является величиной, обратной периоду времени, (). Единицей измерения частоты является Герц (Гц). Частотой в 1Гц, обладает сигнал, повторяющий 1 раз за 1 cекунду.
Амплитуда — это величина изменения сигнала. Измеряется в Вольтах (В) или Амперах (А), в зависимости от того, какую временную зависимость (напряжения или тока) мы используем.

Периодические сигналы

Периодические сигналы являются самыми распространенными, поскольку включают в себя синусоиды. Переменный ток в розетке дома представляет из себя синусоиду, плавно изменяющуюся с течением времени с частотой 50Гц.

Время, которое проходит между отдельными повторениями цикла синусоиды называется ее периодом. Другими словами, это время, необходимое для того, чтобы сигнал начал повторяться.

Период может изменяться от долей секунды до тысяч секунд, так как он связан с его частотой. Например, синусоидальный сигнал, которому требуется 1 секунда для совершения полного цикла, имеет период равный одной секунде. Аналогично, для синусоидального сигнала, которому требуется 5 секунд для совершения полного цикла, имеет период равный 5 секундам, и так далее.

Итак, отрезок времени, который требуется для сигнала, чтобы завершить полный цикл своего изменения, прежде чем он вновь повторится, называется периодом сигнала и измеряется в секундах. Мы можем выразить сигнал в виде числа периодов T в секунду, как показано на рисунке ниже.

Синусоидальный сигнал

Время периода часто измеряется в секундах ( с ), миллисекундах (мс) и микросекундах (мкс).

Для синусоидальной формы волны, время периода сигнала также можно выражать в градусах, либо в радианах, учитывая, что один полный цикл равен 360° (Т = 360°), или, если в радианах, то (T = ).

Период и частота математически являются обратными друг другу величинами. С уменьшением времени периода сигнала, его частота увеличивается и наоборот.

Соотношения между периодом сигнала и его частотой:

Гц

Один герц в точности равен одному циклу в секунду, но один герц является очень маленькой величиной, поэтому часто можно встретить префиксы, обозначающие порядок величины сигнала, такие как кГц, МГц, ГГц и даже ТГц

Префикс	Определение	Запись	Период
Кило	тысяча	кГц	1 мс
Мега	миллион	МГц	1 мкс
Гига	миллиард	ГГц	1 нс
Тера	триллион	ТГц	1 пс

Меандр

Меандры широко используются в электронных схемах для тактирования и сигналов синхронизации, так как они имеют симметричную прямоугольную форму волны с равной продолжительностью полупериодов. Практически все цифровые логические схемы используют сигналы в виде меандра на своих входах и выходах.

Так как форма меандра симметрична, и каждая половина цикла одинакова, то длительность положительной части импульса равна промежутку времени, когда импульс отрицателен (нулевой). Для меандров, используемых в качестве тактирующих сигналов в цифровых схемах, длительность положительного импульса называется временем заполнения периода.

Для меандра, время заполнения равно половине периода сигнала. Так как частота равна обратной величине периода, (1/T), то частота меандра:

Например, для сигнала с временем заполнения равным 10 мс, его частота равна:

Гц

Меандры используются в цифровых системах для представления уровня логической «1» большими значениями его амплитуды и уровня логического «0» маленькими значениями амплитуды.

Если время заполнения, не равно 50% от длительности его периода, то такой сигнал уже представялет более общий случай и называется прямоугольным сигналом. В случае, или если время положительной части периода сигнала мало, то такой сигнал, является импульсом.

Прямоугольный сигнал

Прямоугольные сигналы отличаются от меандров тем, что длительности положительной и отрицательной частей периода не равны между собой. Прямоугольные сигналы поэтому классифицируются как несимметричные сигналы.

В данном случае я изобразил сигнал, принимающий только положительные значения, хотя, в общем случае, отрицательные значения сигнала могут быть значительно ниже нулевой отметки.

На изображенном примере, длительность положительного импульса больше, чем длительность отрицательного, хотя, это и не обязательно. Главное, чтобы форма сигнала была прямоугольной.

Отношение периода повторения сигнала , к длительности положительного импульса , называют скважностью:

Величину обратную скважности называют коэффициентом заполнения (duty cycle):

Пример расчета
Пусть имеется прямоугольный сигнал с импульсом длительностью 10мс и коэффициентом заполнения 25%. Необходимо найти частоту этого сигнала.
Коэффициент заполнения равен 25% или ¼, и совпадает с шириной импульса, которая составляет 10мс. Таким образом, период сигнала должен быть равен: 10мс (25%) + 30мс (75%) = 40мс (100%).
Гц

Прямоугольные сигналы могут использоваться для регулирования количества энергии, отдаваемой в нагрузку, такую, например, как лампа или двигатель, изменением скважности сигнала. Чем выше коэффициент заполнения, тем больше среднее количество энергии должно быть отдано в нагрузку, и, соответственно, меньший коэффициент заполнения, означает меньшее среднее количество энергии, отдаваемое в нагрузку. Отличным примером этого является использование широтно-импульсной модуляции в регуляторах скорости. Термин широтно-импульсная модуляция (ШИМ) буквально и означает «изменение ширины импульса».

Треугольные сигналы

Треугольные сигналы, как правило, это двунаправленные несинусоидальные сигналы, которые колеблются между положительным и отрицательным пиковыми значениями. Треугольный сигнал представляет собой относительно медленно линейно растущее и падающее напряжение с постоянной частотой. Скорость, с которой напряжение изменяет свое направление равна для обоих половинок периода, как показано ниже.

Как правило, для треугольных сигналов, продолжительность роста сигнала, равна продолжительности его спада, давая тем самым 50% коэффициент заполнения. Задав амплитуду и частоту сигнала, мы можем определить среднее значение его амплитуды.

В случае несимметричной треугольной формы сигнала, которую мы можем получить изменением скорости роста и спада на различные величины, мы имеем еще один тип сигнала известный под названием пилообразный сигнал.

Пилообразный сигнал

Пилообразный сигнал — это еще один тип периодического сигнала. Как следует из названия, форма такого сигнала напоминает зубья пилы. Пилообразный сигнал может иметь зеркальное отражение самого себя, имея либо медленный рост, но очень крутой спад, или чрезвычайно крутой, почти вертикальный рост и медленный спад.

Пилообразный сигнал с медленным ростом является более распространенным из двух типов сигналов, являющийся, практически, идеально линейным. Пилообразный сигнал генерируется большинством функциональных генераторов и состоит из основной частоты (f) и четных гармоник. Это означает, с практической точки зрения, что он богат гармониками, и в случае, например, с музыкальными синтезаторами, для музыкантов дает качественный звук без искажений.

Импульсы и запускающие сигналы (триггеры)

Хотя, технически, запускающие сигналы и импульсы два отдельных типа сигналов, но отличия между ними незначительны. Запускающий сигнал — это всего лишь очень узкий импульс. Разница в том, что триггер может быть как положительной, так и отрицательной полярности, тогда как импульс только положительным.

Форма импульса, или серии импульсов, как их чаще называют, является одним из видов несинусоидальной формы сигналов, похожей на прямоугольный сигнал. Разница в том, что импульсный сигнал определяется часто только коэффициентом заполнения. Для запускающего сигнала положительная часть сигнала очень короткая с резкими ростом и спадом и ее длительностью, по сравнению с периодом, можно пренебречь.

Очень короткие импульсы и запускающие сигналы предназначены для управления моментами времени, в которые происходят, например, запуск таймера, счетчика, переключение логических триггеров а также для управления тиристорами, симисторами и другими силовыми полупроводниковыми приборами.

Я рассмотрел здесь только основные виды электрических сигналов. Остальные типы сигналов, обычно, получают их комбинацией или модуляцией (изменением параметров, используя другой сигнал), например:

Амплитудно-модулированный сигнал
Частотно-модулированный сигнал
Фазо-модулированный сигнал
Фазо-частотно-модулированный сигнал
Фазо-кодо-манипулированный сигнал

Подробно я вернусь к ним в своих последующих публикациях.

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Рабочий цикл

| Сеть вещей

Рабочий цикл указывает долю времени, в течение которого ресурс занят.
Когда одно устройство передает по каналу 2 единиц времени каждые 10 единиц времени , это устройство имеет рабочий цикл 20%.

Однако, если мы также рассмотрим каналов , все станет немного сложнее. Когда у нас есть устройство, которое передает по 3 каналам вместо одного, каждый отдельный канал все еще занят в течение 2 единиц времени каждые 10 единиц времени (то есть 20%).Однако устройство теперь передает в течение 6 единиц времени каждые 10 единиц времени , что дает ему рабочий цикл 60%.

В нашем европейском частотном плане у нас есть каналы в разных поддиапазонах , поэтому при рассмотрении рабочего цикла мы также должны учитывать это. Скажем, 3 канала, которые мы использовали раньше, находятся в 2 разных поддиапазонах . Каждый отдельный канал по-прежнему имеет рабочий цикл 20%, устройство по-прежнему имеет рабочий цикл 60%, но теперь мы видим, что Band 1 используется в течение 2 единиц времени каждые 10 единиц времени (20%), а Band 2 используется в течение 4 единиц времени каждые 10 единиц времени (40%).

Максимальный рабочий цикл

Рабочий цикл радиоустройств часто регулируется государством. В этом случае рабочий цикл обычно устанавливается на 1%, но обязательно проверьте правила вашего местного правительства, чтобы быть уверенным.

В Европе рабочие циклы регулируются разделом 7.2.3 стандарта ETSI EN300.220. Этот стандарт определяет следующие поддиапазоны и их рабочие циклы:

г (863,0 — 868,0 МГц): 1%
г1 (868.0-868,6 МГц): 1%
g2 (868,7 — 869,2 МГц): 0,1%
g3 (869,4 — 869,65 МГц): 10%
g4 (869,7 — 870,0 МГц): 1%

Кроме того, спецификация LoRaWAN диктует рабочие циклы для объединяемых частот , частот, которые устройства всех LoRaWAN-совместимых сетей используют для беспроводной активации (OTAA) устройств. В большинстве регионов этот рабочий цикл установлен на 1% .

Наконец, в публичной сети сообщества The Things Network у нас есть политика честного доступа , которая ограничивает эфирное время восходящего канала с до 30 секунд в день (24 часа) на узел и сообщений нисходящего канала с до 10 сообщений на день (24 часа) на узел .Если вы используете частную сеть, эти ограничения не применяются, но вы все равно должны соблюдать государственные ограничения и ограничения LoRaWAN.

Соответствие

Каждое радиоустройство должно соответствовать установленным ограничениям рабочего цикла. Это относится как к узлам , так и к шлюзам .

На практике это означает, что вы должны программировать свои узлы таким образом, чтобы они оставались в установленных пределах. Самый простой способ сделать это — подсчитать, сколько эфирного времени занимает каждое сообщение, с помощью одного из многих калькуляторов эфирного времени и использовать эту информацию для выбора подходящего интервала передачи.

Некоторые радиомодули (например, RN2483) также устанавливают ограничения рабочего цикла. Если вы превысите лимит, модуль выдаст сообщение no_free_ch . В частности, RN2483 ограничивает рабочий цикл для каждого канала. Это означает, что если у вас настроен только 1 канал, модуль начнет принудительное выполнение рабочего цикла после первого сообщения.

На рисунке ниже показано принудительное применение к ресурсу с 20% -ным пределом рабочего цикла

В европейском диапазоне передача по каналу в пределах диапазона частот также влияет на другие частоты в этом диапазоне.

На приведенном ниже рисунке показано принудительное применение на двух диапазонах, каждый с предельным рабочим циклом 20%

Поскольку ограничение рабочего цикла для каждого канала проще реализовать, вы также можете разделить рабочий цикл поддиапазона на количество каналов в этом поддиапазоне. Так, например, в поддиапазоне с 8 каналами и скважностью 1% каждый канал имеет рабочий цикл 1/8% (это 0,125%).

Этот метод также реализуется модулем RN2483, и в результате вместо того, чтобы видеть no_free_ch , когда вы отправляете слишком быстро после первого сообщения, вы можете отправить несколько сообщений до того, как все 8 каналов будут «заблокированы» и рабочий цикл будет принудительно.

На рисунке ниже показано принудительное применение на тех же двух диапазонах, но принудительное для каждого канала

(примечание: канал 3 заблокирован до слота 11)

Справочник по проектированию радиоэлектронной борьбы и радиолокационных систем — Рабочий цикл

[Перейти к оглавлению]

РАБОЧИЙ ЦИКЛ

Рабочий цикл (или коэффициент заполнения) — это доля времени, в течение которого радар передает данные. Это важно, поскольку относится к пиковому и средняя мощность при определении общей выходной энергии. Это, в свою очередь, в конечном итоге также влияет на силу отраженного сигнала. как требуемая мощность источника питания и требования к охлаждению преобразователя.

Хотя бывают исключения, большинство радиочастот (RF) измерения могут быть либо непрерывными (CW), либо импульсными RF. CW RF — это непрерывный RF, такой как от генератора. Амплитудно-модулированная (AM), RF с частотной модуляцией (FM) и фазовой модуляцией (PM) считаются CW, поскольку RF присутствует постоянно. Мощность может меняться со временем из-за модуляции, но RF присутствует всегда. Импульсный РЧ, с другой стороны, представляет собой всплески (импульсы) РЧ без РЧ между всплесками. Большинство Общий случай импульсного РЧ состоит из импульсов фиксированной ширины импульса (PW), которые приходят через фиксированный интервал времени или период (T).Для ясности и Для упрощения этого обсуждения предполагается, что все РЧ-импульсы в серии импульсов имеют одинаковую амплитуду. Импульсы приходят с фиксированным интервалом времени со скоростью или частотой, называемой частотой повторения импульсов (PRF), так много импульсов в секунду. Интервал повторения импульсов (PRI) и PRF взаимны друг с другом.

[1] PRF = 1 / T = 1 / PRI

Измерения мощности классифицируются как пиковая импульсная мощность, P _p, или средняя мощность, P _{, средн.}.В фактическая мощность в импульсном ВЧ-режиме возникает во время импульсов, но большинство методов измерения мощности измеряют тепловые эффекты ВЧ-энергии для получения среднее значение мощности. Правильно использовать любое значение для справки, если одно или другое используется последовательно. Часто необходимо преобразовать из P _p в P _пр. или наоборот; поэтому необходимо понимать отношения между ними. На рисунке 1 показано сравнение между P _{, p} и P _{, пр.}.

Рисунок 1. Последовательность ВЧ-импульсов

Среднее значение определяется как уровень, на котором площадь импульса выше среднего равна площади ниже среднего между импульсами. Если импульсы выравниваются таким образом, чтобы заполнить область между импульсами, полученный уровень является средним значением, как показано на рисунке 1, где заштрихованная область импульса используется для заполнения области между импульсами. Площадь импульса — это ширина импульса, умноженная на пиковый импульс. мощность.Средняя площадь равна среднему значению мощности, умноженному на период импульса.

Начиная с два значения равны:

[2] P _ср. x T = P _p x PW
или
[3] P _ср. / P _p = PW / T

Использование [1]
[4] P _пр. / P _p = PW / T = PW x PRF = PW / PRI = рабочий цикл
(обратите внимание, что символ τ представляет ширину импульса (PW) в большинстве справочников)

Отношение средней мощности к пиковой мощности импульса представляет собой рабочий цикл и представляет собой процент времени, в течение которого мощность присутствует.в В случае прямоугольной волны рабочий цикл составляет 0,5 (50%), так как импульсы присутствуют в два раза меньше времени, определение прямоугольной волны.

Для На рисунке 1 ширина импульса составляет 1 единицу времени, а период — 10 единиц. В этом случае рабочий цикл составляет:
PW / T = 1/10 = 0,1 (10%).

Более типичным случаем будет частота повторения импульсов 1000 и ширина импульса 1,0 микросекунда. Используя [4], рабочий цикл составляет 0,000001 x 1000 = 0,001. В ВЧ мощность присутствует в тысячных раз, а средняя мощность равна 0.001 раз пиковая мощность. И наоборот, если мощность измерялась с измеритель мощности, который реагирует на среднюю мощность, пиковая мощность будет в 1000 раз больше среднего значения.

Помимо выражения рабочего цикла как отношение, полученное в уравнении [4], обычно выражается в процентах или в децибелах (дБ). Чтобы выразить рабочий цикл уравнения [4] в процентах, умножьте полученное значение на 100 и добавьте символ процента. Таким образом, рабочий цикл 0,001 также составляет 0,1%.

Долг цикл может быть выражен логарифмически (дБ), поэтому его можно добавлять или вычитать из мощности, измеренной в дБм / дБВт, а не преобразовывать в, и с использованием абсолютных единиц.

[5] Рабочий цикл (дБ) = 10 log (рабочий цикл ratio)

Для примера рабочего цикла 0,001 это будет 10 log (0,001) = -30 дБ. Таким образом, средняя мощность будет на 30 дБ меньше, чем пиковая мощность. И наоборот, пиковая мощность на 30 дБ выше средней мощности.

Для импульсных радаров, работающих в диапазоне ЧСС 0,25-10 кГц и радары частичного разряда, работающие в диапазоне PRF 10-500 кГц, типичные рабочие циклы будут:

Импульс: 0.1 — 3% = 0,001 — 0,03 = от -30 до -15 дБ

Импульсный допплер: 5-50% = 0,05 — 0,5 = от -13 до -3 дБ

Непрерывная волна: 100% = 1 = 0 дБ

Промежуточная полоса частот типичных сигналов:

Импульс От 1 до 10 МГц

ЛЧМ или импульс с фазовым кодированием от 0,1 до 10 МГц

CW или PD 0.От 1 до 5 кГц

PRF обычно подразделяется на следующие категории: низкая 0,25–4 кГц; Средний 8-40 кГц; Высокие 50-300 кГц.

Что такое рабочий цикл принтера? — Узнайте, почему это важно

Покупая такое устройство, как принтер, вы должны быть уверены, что оно подходит и выдержит ли вашу рабочую нагрузку.

Это можно оценить, посмотрев на различные характеристики принтера, и рабочий цикл является одним из них.

Это помогает определить качество и работоспособность вашего принтера и является важным фактором, который следует учитывать перед покупкой.

В этой статье мы увидим, что такое рабочий цикл, как он измеряется и как он может повлиять на производительность вашего принтера.

Содержание страницы (щелкните значок, чтобы открыть / закрыть)

Что такое рабочий цикл принтера?
Рабочий цикл любого устройства — это его способность обрабатывать рабочую нагрузку в определенный период времени .
Производители предоставляют либо дневного рабочего цикла , либо месячного рабочего цикла .
В принтерах рабочий цикл принтера означает количество страниц, которые он может напечатать за заданный период времени, то есть за день или месяц.
Например, если принтер предлагает ежедневный рабочий цикл , равный 1000 страниц , это означает, что он может легко распечатать 1000 страниц в день, не выходя из строя или вызывая какие-либо проблемы, такие как износ .
Таким образом, рабочий цикл равен , максимальное число выходных данных, которое ваше устройство разработало, чтобы дать вам в месяц.
Также читайте: Лучшие принтеры для малого бизнеса
Как измеряется рабочий цикл?
Рабочий цикл продукта измеряется производителями во время стресс-тестирования.
Это часть производственного процесса. Устройство намеренно подвергается рабочей нагрузке, чтобы проверить его способность справляться с этой нагрузкой.
Его выходят за допустимые пределы, часто до предела, чтобы посмотреть, как долго он может работать, не вызывая никаких проблем.
Итак, если рабочий цикл принтера указывает, что он может напечатать определенное количество страниц, это означает, что во время тестирования принтеру легко удалось распечатать указанное количество без каких-либо проблем.
Можно ли превысить рабочий цикл принтера?
Теперь, когда вы понимаете, что такое рабочий цикл принтера, также важно понять, что произойдет, если вы выйдете за пределы рабочего цикла или, другими словами: что произойдет, если вы перегрузите свой принтер?
Вы можете выйти за рамки установленного рабочего цикла, но знайте, что это может вызвать несколько проблем.Хотя это может быть не сразу заметно, со временем они могут накапливаться.
Одна из самых больших проблем — это износ . Перегрузка машины, превышающая ее возможности, приводит к износу.

Повреждения от износа и раздира — реальный повод для беспокойства {любезно предоставлено Википедией]
Во-вторых, это может вызвать тепловых повреждений . Любая машина с физически движущимися частями создает трение. Чем выше или дольше сохраняется трение, тем больше теплового повреждения оно может нанести.
В целом, чтобы обеспечить долговечность вашего принтера, важно не выходить за пределы дневного рабочего цикла.
Почему указан рабочий цикл?
Рабочий цикл указан для удобства покупателей , чтобы они могли иметь представление о мощности своего принтера.
Ежемесячный рабочий цикл домашнего принтера может составлять 8000 страниц. Очевидно, это то, что вы НЕ использовали бы в большой офисной группе.
Офисный принтер обычно имеет рабочий цикл 250 000 штук в месяц.
Рабочий цикл
тесно связан с качеством , долговечностью и емкостью принтера.
Вам необходимо выбрать устройство, которое обещает обрабатывать вашу рабочую нагрузку. Итак, если ваша официальная процедура требует около 30 000 страниц в месяц, вам нужно выбрать принтер с рабочим циклом, равным или более высоким.
Точно так же, если вы покупаете принтер для произвольной печати нескольких страниц дома, покупка принтера с рабочим циклом 30 000 страниц будет излишним.
Корпоративные принтеры, такие как HP LaserJet M609x, могут иметь рабочий цикл 300 000 в месяц
Также читайте: Лучшие принтеры с факсом
Как оценить ваш рабочий процесс?
Индивидуальная работа и служебные потребности варьируются от одного пользователя к другому. Если вы домашний пользователь, возможно, вам не нужно уделять много внимания рабочему циклу.
Несколько случайных отпечатков, таких как домашние задания, печать полезной информации из Интернета или распечатки фотографий с ваших последних праздников, не сильно повлияют на производительность вашего принтера.
Но нужно быть осторожным, если это для служебных нужд. И это тем более, что если вы используете печатный станок и вам нужно печатать тысячи отпечатков ежедневно.
Вы можете измерить свой принтер за день или месяц, сосчитав , сколько раз вам нужно перезагрузить лоток для бумаги в течение дня, недели или месяца .
Таким образом, если вы загружаете в лоток для бумаги 500 листов, вы всегда можете подсчитать, сколько раз вам нужно пополнить лоток для печати.
Потребность в печати в вашем офисе может увеличиваться или уменьшаться в определенное время, поэтому вам также следует учитывать это.
Вы можете сравнить свои требования к печати с объемом печати вашего принтера.
Должен ли я выбрать принтер с большим рабочим циклом, чем мне нужно?
Ваш принтер всегда должен иметь немного более высокий рабочий цикл, чем вам нужно.
Во-первых, вы не каждый день покупаете принтер, поэтому вам следует оценивать не свои текущие потребности, но оставляет место и на будущее.
В последующие месяцы ваши производственные потребности могут увеличиться, поэтому всегда лучше принимать во внимание и этот рост в будущем.
Во-вторых, — не лучшая идея покупать принтер, обещая точный номер, который вы используете.
Рабочий цикл — это предел, на который может выйти ваш принтер. Не стоит доводить его до предела в повседневной жизни. Всегда должен оставаться какой-то запас.
Также читайте: Лучшие принтеры с USB-портом
Дорогой ли принтер с большим рабочим циклом?
Да, рабочий цикл принтера отражает его качество и производительность, а ТАКЖЕ ЦЕНА .
Устройства с более дорогим оборудованием работают дольше и имеют большой рабочий цикл. Они могут стоить больше, чем средний принтер, с менее дорогими деталями и низким рабочим циклом.
Как может сбивать с толку рабочий цикл?
Пока вы ищете принтер, вы можете заметить недорогой принтер, предлагающий тысячи страниц в месяц.
Даже средний лазерный принтер предлагает 8000 страниц в месяц, и вам может не понадобиться такой объем печати в месяц.
Номер рабочего цикла остается на усмотрение производителя.Он может быть неточным и не должен быть единственным критерием при выборе принтера.
Нет отраслевых стандартов для рабочего цикла . Производители обычно указывают объемную печать. Но есть некоторые моменты, которые нам необходимо понять.
Процесс тестирования не регулируется никакими посторонними органами.
Протестированный принтер является новым и может производить большие объемы печати за первые несколько партий. Но что делать, если принтер старый и после нескольких месяцев использования может не выдавать такой же объем.
Рабочий цикл не является показателем срока службы и надежности вашего устройства. Он просто фокусируется на одной части
Еще один фактор, на который следует обратить внимание, — как долго устройство будет работать при печати до уровня рабочего цикла.
Заключение
Здесь мы рассмотрели общий вопрос: что такое рабочий цикл принтера?
Короче говоря, это количество страниц, которое принтер может распечатать за заданный промежуток времени без ухудшения качества.
По сути, рабочий цикл принтера может помочь вам выбрать принтер, но не стоит ему слепо доверять.
Часто высокие значения рабочего цикла могут вводить в заблуждение. Вам нужно хорошо выполнить домашнюю работу и выбрать надежный бренд.
Кроме того, чтобы продлить срок службы устройства, оставьте запас в 20-25% от номинального рабочего цикла принтера. Если ежемесячно устанавливать на принтере верхний предел, это может привести к преждевременному износу устройства.
Другие характеристики, такие как тип принтера, качество чернил и расход чернил, также следует учитывать при покупке.
.
Верхние ограничения рабочего цикла
Импульсные регуляторы
используют рабочий цикл для управления обратной связью по напряжению или току. Рабочий цикл — это отношение времени включения (T _ON) к длине полного цикла, времени выключения (T _OFF) плюс время включения, и определяет простую взаимосвязь между входным напряжением и выходное напряжение. Для более точного расчета можно принять во внимание другие факторы, но они не имеют решающего значения в следующих пояснениях.Рабочий цикл импульсного регулятора зависит от соответствующей топологии импульсного регулятора. Понижающий (понижающий) преобразователь, как показано на рисунке 1, имеет рабочий цикл D в соответствии с D = выходное напряжение / входное напряжение. Для повышающего преобразователя рабочий цикл D = 1 — (входное напряжение / выходное напряжение).
Рис. 1. Типичный понижающий импульсный стабилизатор с ADP2441.
Эти отношения применимы к режиму непрерывной проводимости (CCM). Здесь ток катушки индуктивности не падает до 0 за период времени T.Этот режим часто встречается в схемах с номинальной нагрузкой. При более низких нагрузках или при преднамеренной прерывистой работе ток катушки разряжается во время выключения. Этот режим называется режимом прерывистой проводимости (DCM). Каждый из этих двух режимов работы имеет свои собственные отношения для соответствующего рабочего цикла для определенного входного и выходного напряжения.
На рисунке 2 показан пример поведения переключения во временной области. Здесь мы рассматриваем понижающий импульсный стабилизатор в непрерывном режиме работы; то есть в режиме непрерывной проводимости.Рабочий цикл не зависит от частоты переключения. Период T обычно составляет от 20 мкс (50 кГц) до 330 нс (3 МГц). Если значения входного и выходного напряжения совпадают, необходим рабочий цикл, равный 1. Это означает, что есть только время включения и нет времени выключения. Однако это возможно не с каждым регулятором переключения. На Рисунке 1 для этого должен быть постоянно включен полевой МОП-транзистор верхнего уровня. Если этот переключатель спроектирован как N-канальный полевой МОП-транзистор, для работы ему требуется более высокое напряжение на затворе, чем входное напряжение схемы.Если есть определенное время отключения после каждого времени включения, как в случае рабочего цикла <1, более высокое напряжение, чем напряжение питания, может быть довольно легко сгенерировано в соответствии с принципом накачки заряда. Однако это невозможно при рабочем цикле 100%. Таким образом, для импульсных регуляторов со 100% -ным рабочим циклом должны быть реализованы либо тщательно продуманные насосы заряда, действующие независимо от полевых МОП-транзисторов импульсного регулятора, либо переключатель верхнего плеча, показанный на рисунке 1, должен быть спроектирован как полевой МОП-транзистор с P-каналом.И то, и другое также требует дополнительных усилий и затрат.
Рис. 2. Представление во временной области переключения в понижающем импульсном стабилизаторе с током катушки в CCM.
На рис. 3 показан импульсный стабилизатор ADP2370, который обеспечивает 100% рабочий цикл за счет использования P-канального MOSFET в качестве переключателя верхнего плеча. Для этого типа понижающего преобразователя входное напряжение может упасть почти до выходного напряжения. Благодаря встроенному в импульсный стабилизатор переключателю P-канала можно избежать дополнительных затрат.
Рисунок 3. Пример импульсного регулятора, допускающего рабочий цикл 100%.
Если приложение требует, чтобы входное напряжение могло упасть до уровня, очень близкого к заданному значению выходного напряжения, следует выбрать импульсный стабилизатор, допускающий рабочий цикл 1 или 100%.
Помимо этого ограничения рабочего цикла, определяемого переключателем высокого уровня в топологии импульсного регулятора, на рабочий цикл накладываются другие ограничения. Мы рассмотрим их в следующих советах по управлению питанием.
.
No related posts.

Разное