Джерела електричних сигналів

Різність потенціалів двох різних точок називається електричною напругою, яке для стислості називають просто “напругою”, оскільки теорія електричних ланцюгів вивчає в основному електричні явища або процеси. Отже, якщо деяким чином створити дві області, потенціали яких відрізняються один від одного, то між ними з’явиться напруга U = φ1 – φ2, де φ1 і φ2 – потенціали областей того пристрою, в якому за рахунок витрати деякої енергії утворюються електричні потенціали з неоднаковими значеннями .

Наприклад, в сухому елементі є різні хімічні речовини – вугілля, цинк, агломерат і інші. В результаті хімічних реакцій витрачається енергія (в даному випадку хімічна), але натомість в елементі з’являються зони з різною кількістю електронів, що викликає неоднакові потенціали в тих частинах елемента, де знаходяться вугільний стрижень і цинковий стаканчик.

Отже, між висновками, від вугільного стрижня і цинкового стаканчика, виявляється напруга. Ця напруга в розімкнутих затискачах джерела називається електрорушійної силою (скорочено ЕРС).

Таким чином, ЕРС – це теж напруга, але при цілком певних умовах. Електрорушійна сила вимірюється в тих же одиницях, що і напруга, а саме – в вольтах (В) або часткових одиницях – мілівольтах (мВ), мікровольтах (мкВ), причому 1 мВ = 10-3 В, а 1 мкв = 10-6 В.

Термін “ЕРС”, що склався історично, строго кажучи, неточний, оскільки ЕРС має розмірність напруги, а зовсім не сили, тому від нього останнім часом відмовляються, замінюючи термінами “внутрішнє напруження” (т. Е. Напруга, порушену всередині джерела) або “опорна напруга”. Оскільки термін “ЕРС” вживається в безлічі книг і ГОСТами що не скасовано, в даній статті будемо ним користуватися.

Отже, електрорушійна сила джерела (ЕРС) є різниця потенціалів, що утворюється всередині джерела в результаті витрати якихось видів енергії.

Іноді кажуть, що ЕРС в джерелі утворюється сторонніми силами, під якими розуміються дії неелектричних характеру. Так, в генераторах, встановлених на промислових електростанціях, ЕРС утворюється за рахунок витрати механічної енергії, наприклад енергії падаючої води, палива, що спалюється і т. Д. В даний час все більш широке поширення набувають сонячні батареї, в яких світлова енергія перетворюється в електричну, і т. д.

Джерела електричних сігналовВ техніці зв’язку, радіоелектроніки та інших галузях техніки електричні напруги отримують від спеціальних електронних пристроїв, званих генераторами сигналів, в яких енергія промислової електричної мережі перетворюється в різні напруги, що знімаються з вихідних затискачів. Таким чином, генератори сигналів споживають електричну енергію від промислової мережі, а видають напруги також електричного виду, але з зовсім іншими параметрами, які не можна отримати безпосередньо від мережі.

Найважливішою характеристикою будь-якої напруги є його залежність від часу. У загальному випадку генератори створюють напруження, значення яких змінюються при зміні часу. Це означає, що в кожен момент напруга на вихідних затискачах генератора виявляється різним. Такі напруги називаються змінними, на відміну від постійних, значення яких залишаються незмінними при зміні часу.

Слід пам’ятати, що передати будь-яку інформацію (мова, музику, телевізійне зображення, цифрові дані і т. Д.) За допомогою постійних напруг принципово неможливо, а так як техніка зв’язку призначена саме для передачі інформації, то основна увага буде приділятися розгляду сигналів , що змінюються в часі.

Напруження в кожен момент часу називають миттєвими. Миттєві значення напруги в загальному випадку є змінними, залежними від часу, і позначаються малими (малими) літерами і (t), або, коротше, – і. Сукупність миттєвих значень утворює форму сигналу. Наприклад, якщо в інтервалі від t = 0 до t = t1 напруги зростають пропорційно часу, а в інтервалі від t = t1 до t = t2 – зменшуються по такому ж закону, то такі сигнали мають трикутну форму.

Дуже важливими в техніці зв’язку є сигнали прямокутної форми. У таких сигналів напруга в інтервалі від t0 до t1 дорівнює нулю, в момент t1 стрибком зростає до максимального значення, в інтервалі від t1 до t2 залишається незмінним, в момент t2 стрибком зменшується до нуля і т. Д.

Електричні сигнали діляться на періодичні і неперіодичні. Періодичними називають сигнали, миттєві значення яких повторюються через один і той же час, зване періодом Т. Непериодические сигнали з’являються тільки один раз і більше не повторюються. Закони, яким підкоряються періодичні і неперіодичні сигнали, досить різні.

Для візуального спостереження форми напруги використовують вимірювальні прилади, які називаються осцилографами. На екрані осцилографа електронний промінь прокреслює криву тієї напруги, яка підведена до вхідних затискачів осцилографа.

При звичайному включенні осцилографа криві на його екрані виходять в функції часу, т. Е. Промінь прокреслює зображення, аналогічні показаним на рис. 1, а – 2, б. Якщо в одній електронно-променевої трубки є пристрої, що створюють два променя і, таким чином, що дозволяють спостерігати відразу два зображення, то такі осцилографи називаються Двопроменева.

Двопроменеві осцилографи мають дві пари вхідних затискачів, звані входами першого і другого каналів. Двопроменеві осцилографи значно досконалішим однопроменевих: з їх допомогою можна наочно порівнювати процеси в двох різних пристроях, на вхідних і вихідних затискачах одного пристрою, а також виробляти ряд вельми цікавих експериментів.

Мал. 4

Осцилограф є найбільш досконалим вимірювальним приладом, використовуваним в електронній техніці, з його допомогою можна визначати форму сигналів, вимірювати напруги, частоти, фазові зрушення, спостерігати спектри, порівнювати процеси в різних ланцюгах, а також виробляти цілий ряд вимірювань і досліджень, які будуть розглянуті в наступних розділах.

Різниця між найбільшим і найменшим миттєвими значеннями називається розмахом напруги Up (велика буква вказує на те, чт

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Вугілля