ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ СИГНАЛ В RC-СХЕМЕ.

Прямоугольный импульс (рис. 2.33, а) — наиболее широко применяемый сигнал в современной электронике, так как он является базовым элементом всех цифровых сигналов. Прохождение прямоугольного импульса по цепи можно рассматривать как прохождение положительного фронта и сразу же отрицательного фронта. Все устройства и схемы в электронике накапливают некоторый заряд и, следовательно, обладают некоторой емкостью. Поэтому любую схему можно представить как простейший низкочастотный RC-фильтр (рис. 2.33, б). Физически емкость возникает между проводами, между дорожками на печатной плате, в транзисторах и т. д. Поэтому, как мы знаем из предыдущей главы, прямоугольный импульс искажается по экпоненте при прохождении по любой электронной схеме. На рис. 2.34 показана форма входного и выходного сигналов. Это небольшое искажение выходного сигнала необходимо учитывать для коротких импульсов при расчете его продолжительности.

Рис. 2.33. Прямоугольный импульс в RC-схеме: а — прямоугольный импульс; б — схема низкочастотного RC-фильтра.

Рис. 2.34. Форма входного и выходного импульсов в схеме на рис. 2.33.

Поэтому постоянная времени г схемы влияет на ее быстродействие и быстродействие всего устройства. Например, процессор персонального компьютера, работающий с частотой 1 ГГц, обладает постоянной времени своей схемы 1 нс.

Время нарастания t выходного сигнала определяется как время, необходимое для увеличения выходного сигнала от 10 до 90% максимального значения напряжения (см. рис. 2.34). По уравнению (2.67) определим оба эти значения:

Известно, что продолжительность импульса t_d должна быть в 3 раза больше времени нарастания, чтобы неизбежные искажения не помешали прохождению сигнала по схеме: