Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ENI-2.MA-14_Impulsový signál Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA Ročník druhý Datum tvorby 28.6.2012 Anotace Tematický celek je zaměřen na problematiku základů elektroniky. Prezentace je určena žákům 2.ročníku, slouží jako doplněk učiva. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Impulsový signál

Impuls Impuls nebo impulz (z latinského impellere) je obecné označení pro náhlou či rychlou (skokovou) změnu vnějších podmínek či vlastností, která vyvolá (indukuje) nějakou další změnu. Termín má zejména ve fyzice a v praktických technických aplikacích řadu speciálních významů. V technice se nejčastěji jedná o krátký elektrický vzruch. Ve společenské praxi se používá i v přeneseném významu ve smyslu popud, podnět, námět apod.

Digitální signál V mikroprocesorové technice a v oblasti logických obvodů se používá digitální signál (obr.1). Digitální signál je svou podstatou pevně definovaný a nelze jeho parametry obvodově měnit. Digitální signál rozlišuje dva základní stavy. Logickou 1 a 0. Tyto logické úrovně prezentují informaci o velikosti jednoho bitu. Z fyzického hlediska jsou tyto logické stavy definovány hodnotou napětí nebo proudu či jiné konkrétní veličiny. Dle používaných hodnot napětí se určuje i typ použité logiky. Obr.1: Časový průběh digitálního signálu

Digitální signál V praxi se používají IO stejné typové řady, které zpravidla používají stejných hodnot logických úrovní. Pro kladnou logiku platí: +Ucc = logická 1- H; 0V (zem) = logická 0 - L. Pro zápornou logiku platí: -Ucc = logická 0 - L; 0V (zem) = logická 1 - H. Logické hodnoty jsou napěťového charakteru s obdélníkovým tvarem průběhu. Pro jednoduchost se uvažují logické úrovně za ideální tvary obdélníku. Problém nastává u velmi rychlých operací s obdélníkem. Jeho tvar nelze považovat za obdélník, ale za lichoběžník. Jedná se především o kvalitu generátoru a o maximální transportní frekvence použitých IO. Na obr.2 je nakreslen skutečný průběh obdélníku. Obr.2: Skutečný tvar log1 Obr.1: Časový průběh digitálního signálu

V době náběhu napětí prochází tzv. zakázaným pásmem. U digitálního signálu se začíná projevovat i problematika přechodů logických úrovní, nebo-li náběžné a sestupné hrany. Z obr.2 je vidět, že logická jednička (+Ucc) je dosažena až po době náběhu. V době náběhu napětí prochází tzv. zakázaným pásmem. Zakázané pásmo je hodnota napětí mezi logickými úrovněmi, do které se nesmí napětí prezentující logickou úroveň dostat. V jiném případě nemusí vstupní hradla IO vyhodnotit správnou logickou úroveň. Tyto skutečnosti jsou důsledkem toho, že nelze používat IO, které nejsou časově přizpůsobeny. U IO se určí maximální transportní kmitočet. Při vyšším taktování obdélníkem nemusí IO správně pracovat. Informace je obsažena v hodnotě napětí. Obr.2: Skutečný tvar log1

Každý zdroj logické hodnoty (generátor, výstupní hradlo IO) dovede zajistit stabilní log1 do určitého zatížení. Zatížením jsou myšlena paralelně připojená hradla, která způsobují příčné proudy. Velikost příčných proudů nesmí výkonově ohrozit zdroj logické úrovně. Při nepřiměřeném odběru proudu může mít log1 tendenci napěťově klesat a dostat hodnotu napětí do zakázaného pásma. Digitální signál je velmi citlivý na parazitní kapacity. Parazitní kapacity způsobují zaoblení obdélníkového průběhu (integrační efekt). Při přenosu digitálních dat po metalickém vedení (kabelu) je nutno akceptovat vzdálenost (odpor) a kapacitu. Dle těchto skutečností se určí maximální provozní kmitočet pro taktovaný přenos informací. Digitální signál lze přenášet optickým kabelem, potom hodnoty RLCG nemají vliv.

Otázky ke zkoušení Nakresli a popiš ideální a skutečný digitální signál. Definuj kladnou a zápornou logiku (napiš příklad jednotlivých hodnot). Definuj co je to zakázané pásmo. Vysvětli co je to zatížení logických obvodů. Vysvětli jaký je vliv parazitních kapacit.

Použité zdroje: http://amapro.cz/public/ele/sign_dig.php. http://cs.wikipedia.org/wiki/Impuls Obr. 1: http://amapro.cz/public/ele/fyzsig4.gif 28.6.2012 Obr. 2: http://amapro.cz/public/ele/gen2.gif 28.6.2012 Ilustrace: archiv autora