Извори електричних сигнала

Разлика потенцијала између две различите тачке назива се електрични напон, који се за краткоћу једноставно назива "напон", пошто се теорија електричних кола првенствено бави електричним феноменима или процесима. Дакле, ако се некако створе два региона чији се потенцијали међусобно разликују, онда ће се између њих појавити напон У = φ1 — φ2, где су φ1 и φ2 потенцијали региона уређаја у којима је због малог трошења формирају се енергетски електрични потенцијали неједнаких вредности...

На пример, сува ћелија садржи различите хемикалије - угаљ, цинк, агломерат и друге. Као резултат хемијских реакција, енергија (у овом случају хемијска) се троши, али се уместо тога у елементу појављују области са различитим бројем електрона, што изазива неједнаке потенцијале у оним деловима елемента где се налазе угљенични штап и цинкова чаша. .

Због тога постоји напон између жица од угљеничне шипке и цинк чаше. Овај напон на отвореним терминалима извора назива се електромоторна сила (скраћено ЕМФ).

Дакле, ЕМФ је такође напон, али под сасвим одређеним условима. Електромоторна сила се мери у истим јединицама као и напон, односно волтима (В) или фракционим јединицама - миливолтима (мВ), микроволтима (μВ), са 1 мВ = 10-3 В и 1 μВ = 10-6 В.

Термин „ЕМФ“, који се историјски развио, стриктно је нетачан, јер ЕМФ има димензију напона, а не силе, због чега је недавно напуштен, замењујући термине „унутрашњи напон“ (тј. напон, побуђен унутар извора) или «референтни напон». Пошто се термин «ЕМФ» користи у многим књигама и ГОСТ није укинут, користићемо га у овом чланку.

Дакле, електромоторна сила извора (ЕМС) је разлика потенцијала која се ствара унутар извора као резултат потрошње неке врсте енергије.

Понекад се каже да ЕМФ на извору формирају спољне силе, које се схватају као утицаји неелектричне природе. Дакле, у генераторима инсталираним у индустријским електранама, ЕМФ се формира услед потрошње механичке енергије, на пример, енергије падајуће воде, сагоревања горива итд. Тренутно су све чешће соларне батерије у којима се светлосна енергија претвара у електричну енергију и др.

У комуникационој техници, радио електроници и другим гранама технике електрични напони се добијају из посебних електронских уређаја тзв генератори сигнала, у коме се енергија индустријске електричне мреже претвара у различите напоне преузете са излазних стезаљки.На овај начин генератори сигнала троше електричну енергију из индустријске мреже и такође производе напоне електричног типа, али са потпуно другачијим параметрима, који се не могу добити директно из мреже.

Најважнија карактеристика сваког напона је његова зависност од времена. Генерално, генератори производе напоне чије се вредности мењају током времена. То значи да је у сваком тренутку напон на излазним прикључцима генератора различит. Такви напони се називају променљивим, за разлику од константи, чије вредности остају непромењене током времена.

Мора се имати на уму да је суштински немогуће преносити било коју информацију (говор, музику, телевизијске слике, дигиталне податке, итд.) са константним напонима, а пошто је техника комуникације дизајнирана посебно за пренос информација, главна пажња ће бити окренути у обзир сигнале који варирају у времену.

Напони у било ком тренутку називају се тренутни... Тренутне вредности напона су обично временски зависне варијабле и означавају се малим словима (мала слова) и (т) или, укратко, — и. Збир тренутних вредности ​формира таласни облик. На пример, ако у интервалу од т = 0 до т = т1 напони расту пропорционално времену, а у интервалу од т = т1 до т = т2 опадају по истом закону, онда такви сигнали имају троугласти облик. .

Они су веома важни у комуникационим технологијама квадратни таласни сигнали… За такве сигнале, напон у интервалу од т0 до т1 је једнак нули, у тренутку т1 нагло расте до максималне вредности, у интервалу од т1 до т2 остаје непромењен, у тренутку када т2 нагло опада на нулу, итд.

Електрични сигнали се деле на периодичне и непериодичне. Периодични сигнали се називају сигнали чије се тренутне вредности понављају након истог времена, који се назива период Т. Непериодични сигнали се појављују само једном и не понављају се поново. Закони који регулишу периодичне и непериодичне сигнале су веома различити.

Пиринач. 1

Пиринач. 2

Пиринач. 3

Многи од њих, будући да су потпуно тачни за периодичне сигнале, испадају потпуно нетачни за непериодичне и обрнуто. Проучавање непериодичних сигнала захтева много сложенији математички апарат него за проучавање периодичних.

Правоугаони сигнали са паузама између импулса или, како се називају, "рафали" (из концепта "слања сигнала") су веома важни. Такве сигнале карактерише радни циклус, тј. однос времена периода Т и времена слања ти:

На пример, ако је време паузе једнако времену пулса, то јест, слање се дешава унутар половине периода, тада радни циклус

а ако је време слања једна десетина периода, онда

За визуелно посматрање таласног облика напона, мерни инструменти се називају осцилоскопи... На екрану осцилоскопа, електронски сноп прати криву напона који се примењује на улазне терминале осцилоскопа.

Када је осцилоскоп нормално укључен, криве на његовом екрану се добијају као функција времена, односно слике праћења зрака сличне онима приказаним на сл. 1, а — 2, б.Ако се у једној цеви са електронским снопом налазе уређаји који стварају два зрака и тако омогућавају да се истовремено посматрају две слике, онда се такви осцилоскопи називају двоснопним осцилоскопом.

Осцилоскопи са два снопа имају два пара улазних терминала, који се називају улази канала 1 и канала 2. Осцилоскопи са два снопа су много напреднији од осцилоскопа са једним снопом: могу се користити за визуелно упоређивање процеса у два различита уређаја, на улазу и излазне терминале једног уређаја, као и да изврши низ веома интересантних експеримената.

Пиринач. 4

Осцилоскоп је најсавременији мерни уређај који се користи у електронској техници, уз његову помоћ можете одредити облик сигнала, мерити напоне, фреквенције, фазне помаке, посматрати спектре, упоређивати процесе у различитим колима, а такође вршити низ мерења и истраживања , о чему ће бити речи у наредним одељцима.

Разлика између највеће и најмање тренутне вредности назива се напон замаха Уп (велико слово означава да се описује константа у временској вредности, а индекс «п» означава реч «опсег». Ознака Уе може такође се користити).на тај начин на екрану осцилоскопа посматрач види облик испитиваног напона и његов опсег.

На пример, на Сл. 4а приказује синусоидну криву напона, на Сл. 4, б — полуталас, на сл. 4, ц — пун талас, на сл. 4, д — сложени облик.

Ако је крива симетрична око хоризонталне осе, као на сл. 3, а, тада се половина опсега назива максималном вредношћу и означава са Ум.Ако је крива једнострана, односно све тренутне вредности имају исти предзнак, на пример, позитиван, онда је замах једнак максималној вредности, у овом случају Ум = горе (види слику 3, а, 3, б, 4. б, 4, ц). Дакле, у комуникационом инжењерству главне карактеристике напона су: период, облик, опсег; у било којим експериментима, прорачунима, студијама, пре свега треба имати представу о овим вредностима.