Главная Импульсный режим работы



§ 1.4. ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ

1. Начало/изучения электрических импульсов связано с исследованием молнии, которое производилось в XVIII веке русским ученым Г. В. Рихманом, трагически погибшим при постановке опытов с молнией, и американским физиком В. Франклином. Для уяснения природы грозовых разрядов М. В. Ломоносов и Г. В. Рих-ман обстоятельно обследовали искровой разряд разрядника.

2. Исследованием процессов, носящих импульсный характер, занимались академик В. В. Петров (1802 г.), изучавший дуговой разряд, и изобретатели электрического освещения П. Н. Яблочков и А. Н. Лодыгин (1870-1880 гг.). Они обратили внимание на перенапряжения в электрических установках, возникавшие при коммутации электрических цепей.

3. Первое полезное применение импульсных методов работы связано с изобретением П. Л. Шиллингом телеграфа, усовершенствованного Б. С. 1,-;оби и С. Морзе (1832-1850 гг.).

4. Знаменательное применение импульсных режимов работы в области, получившей название радиотехники, связано с основополагающим открытием А. С. Поповым радио (1895 г.). Для генерации радиоволн А. С. Попой успешно использовал импульсный искровой передатчик.

5. В 1907 г. академик Л. И. Мандельштам выдвинул идею использования электрических величин, изменяющихся по известному закону, для создания точного масштаба времени при измерении малых длительностей переходных процессов. Эта идея была реализована в устройстве временной развертки осциллографа. Так была открыто важное средство для исследования кратковременных импульсных процессов.

6. Б 1907 г. профессор Петербургского технологического института Б. Л. Розннг впервые использовал электроннолучевую трубку для приема сигналов изображения. Этим было положено начало телевидению, сыгравшему большую роль в развитии импульсной техники.

7. В 1918 г. М. А. Бонч-Бруевнчем было сделано важное для последующего развития импульсной техники открытие. Им было разработано н обследовано электронное устройство, позволявшее создавать скачкообразные изменения токов и напряжений. В 1919 г. X. Абрагамом н Е. Блохом была разработана схема самовозбуждающегося мультивибратора, а В. Икклзом и Ф. Джорданом - схема триггера. Эти исследования составили основу для разработки ряда устройств, широко используемых в импульсной технике.

8. В конце двадцатых годов выявилась потребность использования коротких волн для увеличения дальности радиосвязи. Распространение коротких волн связано с их отражением от ионизированных слоев атмосферы, и оказалось нужным измерить высоту таких слоев. Эта задача была успешно решена путем применения импульсного метода измерения расстояний. Первая в СССР установка такого рода была создана в 1932 г. под руководством М. А. Бонч-Бруевича. Некоторые принципы работы этой установки нашли впоследствии применение в радиолокации.

9. Значительную роль в освоении импульсных методов работы сыграло развитие электроэнергетики. В соответствии с планом



ГОЭЛРО, разработанным при непосредственном участии В. И. Ленина, в СССР в период индустриализации страны развернулось широкое строительство электростанций. Это вызвало необходимость изучения грозовых и коммутационных перенапряжений в линиях электропередачи, опоясавших нашу большую страну. Такая задача успешно решалась многими научными коллективами Советского Союза. Были построены огромные лаборатории, в которых воспроизводились явления, близкие к грозовым. Для этой цели использовались импульсные генераторы, вырабатывавшие импульсы напряжения амплитудой до 10 млн. В и импульсы тока амплитудой до 200 тыс. А. Накопленный при этих исследованиях опыт генерации, измерения и регистрации кратковременных импульсов (до 0,1 мкс) сыграл важную роль в последующем применении импульсных методов в электронике.

10. Начавшийся после Великой Октябрьской революции расцвет отечественной радиотехники привел к успешному развитию в СССР целого ряда новых применений - телевидения, радионавигации, радиолокации, радиотелеуправления, космической радиосвязи и целого комплекса применений, образующих большую н развитую область современной электроники. Во всех этих областях и применениях используются методы и средства импульсной техники, получившей разностороннее развитие. Этому способствовало решение ряда важных теоретических проблем. В частности, советскими радиофизиками была блестяще разработана теория разрывных и нелинейных колебаний, изложенная в известных (переизданных в ряде стран) монографиях А. А. Андронова, А. А. Витта, С. Э. Хайкина [1] и Н. Н. Боголюбова и Ю. А. Митропольского [2]. Эта теория составляет основу многих импульсных устройств. Советские специалисты внесли также существенный вклад в развитие теории и методов анализа импульсных процессов, теории и практики формирования, преобразования и усиления импульсных сигналов, в разработку новых схем и при решении ряда специальных вопросов. Это, в частности, нашло отражение в большом числе книг по импульсной технике, изданных в СССР [3-15, 101. 106- 114 и др.1; ряд этих книг переиздан в зарубежных странах.

11. В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971-1975 гг. указывается, что необходимо «Ускорить темпы научно-технического прогресса...» и «Обеспечить в новом пятилетии... дальнейший прогресс электроники, радиотехники и вычислительной техники...» Реализация этих директив в импульсной технике должна найти отражение в совершенствовании импульсных устройств, связанном с применением более совершенных полупроводниковых приборов, с внедрением в радиоэлектронную аппаратуру интегральных схем и с разработкой новых более совершенных элементов. Это позволит повысить надежность, точность работы и быстродействие импульсных устройств и расширить арсенал средств и применений импульсной техники.



ГЛАВА еГОРАЯ

ХАРАКТЕРИСТИЬА ФОРМЫ ИМПУЛЬСОВ

§ 2.1. ФОРМА И ПАРЛМЕТРЫ ИМПУЛЬСОВ

1. В импульсной технике применяются импульсы разной формы. На рис. 1 изображены импульсы идеализированной формы, которые можно рассматривать как образцы импульсов реальной формы; они известны под названием, отражающим геометрические свойства импульсов: прямоугольный

D А


импульс (а), трапецеидальный импульс (б), треугольный импульс (б), экспоненциальный импульс (г), колокольный импульс (д).

2. Различают такие участки импульса (рис. 1): фронт (АВ), вершина (ВС), срез (CD) и основание (AD).

Подразделение импульса на участки диктуется практическими соображениями. Фронт и срез импульса обычно определяют моменты срабатывания (отпирания или запирания) электронного прибора, подверженного воздействию импульса. Вершина импульса, часто являющаяся уплощенной, соответствует рабочей части импульса (она определяет, например, длительность отпертого состояния электронного прибора). Из-за несовершенства устройств формирования импульсов обычно получается некоторое непостоянство величины импульса на его вершине (рис. 2).

3. Основными параметрами импульса являются (рис. 2): А - высота импульса (амплитуда импульса);

АЛ - спад вершины импульса;

ио - длительность импульса (по основанию);

фо - длительность фронта импульса (по основанию);

/до - длительность среза импульса (по основанию).

Обычно основное значение имеет не абсолютная величина АЛ, а относительная величина спада вершины, определяемая параметром

. >л=-~. (2.1)



0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0099