И́МПУЛЬСНАЯ ТЕ́ХНИКА

И́МПУЛЬСНАЯ ТЕ́ХНИКА, об­ласть ра­дио­тех­ни­ки и элек­тро­ни­ки, ох­ва­ты­ваю­щая раз­ра­бот­ку и ис­поль­зо­ва­ние ме­то­дов и средств ге­не­ри­ро­ва­ния, пре­об­ра­зо­ва­ния и уси­ле­ния элек­трич. им­пуль­сов, их из­ме­ре­ния и ин­ди­ка­ции, а так­же ис­сле­до­ва­ние им­пульс­ных про­цес­сов в элек­трич. це­пях. Наи­бо­лее ши­ро­ко элек­трич. им­пуль­сы – как оди­ноч­ные, так и по­сле­до­ва­тель­но­сти (се­рии) им­пуль­сов, об­ра­зую­щих им­пульс­ные сиг­на­лы, – ис­поль­зу­ют­ся в сис­те­мах ав­то­ма­ти­ки, те­ле­ме­ха­ни­ки и вы­чис­лит. тех­ни­ки, ра­дио­свя­зи и ра­дио­ло­ка­ции, те­ле­ви­де­ния и из­ме­рит. тех­ни­ки.

Им­пульс­ные сиг­на­лы, не­су­щие ин­фор­ма­цию или управ­ляю­щие ра­бо­той элек­трон­ных уст­ройств, раз­ли­ча­ют­ся по ам­пли­ту­де, дли­тель­но­сти и час­то­те сле­до­ва­ния им­пуль­сов, а так­же их вза­им­но­му рас­по­ло­же­нию в се­рии. Боль­шое зна­че­ние в И. т. име­ет скваж­ность – от­но­ше­ние пе­рио­да по­вто­ре­ния им­пуль­сов од­ной се­рии к их дли­тель­но­сти. Скваж­ность, напр., оп­ре­де­ля­ет от­но­ше­ние пи­ко­вой мощ­но­сти им­пульс­ных сиг­на­лов к их ср. мощ­но­сти, что для мн. им­пульс­ных уст­ройств яв­ля­ет­ся важ­ней­шим по­ка­за­те­лем ра­бо­ты.

Дли­тель­ность им­пуль­сов в за­ви­си­мо­сти от об­лас­ти при­ме­не­ния мо­жет из­ме­нять­ся в зна­чит. пре­де­лах. В ав­то­ма­ти­ке, напр., опе­ри­ру­ют с им­пуль­са­ми дли­тель­но­стью по­ряд­ка 0,01–1 с, в им­пульс­ной ра­дио­свя­зи – 10^–4–10^–6 с, в вы­чис­лит. тех­ни­ке – до 10^–9 с. Час­то да­же в од­ной об­лас­ти тех­ни­ки при­ме­ня­ют им­пуль­сы с разл. дли­тель­но­стью и час­то­той сле­до­ва­ния. При воз­дей­ст­вии им­пуль­сов то­ка или на­пря­же­ния на элек­трич. цепь, об­ла­даю­щую свой­ст­вом за­па­сать энер­гию, воз­ни­ка­ют пе­ре­ход­ные про­цес­сы, зна­че­ние ко­то­рых в И. т. весь­ма ве­ли­ко. Яв­ле­ния, свя­зан­ные с пе­ре­ход­ны­ми про­цес­са­ми, час­то ис­поль­зу­ют в ра­бо­те им­пульс­ных уст­ройств, но в ря­де слу­ча­ев они ока­зы­ва­ют вред­ное влия­ние и при­во­дят к схем­но­му и кон­ст­рук­тив­но­му ус­лож­не­нию ап­па­ра­ту­ры. Спе­ци­фич­ность ме­то­дов и средств фор­ми­ро­ва­ния, пре­об­ра­зо­ва­ния, из­ме­ре­ния и ре­ги­ст­ра­ции им­пульс­ных сиг­на­лов и ана­ли­за про­цес­сов в им­пульс­ных уст­рой­ст­вах обу­слов­ле­ны гл. обр. их не­ста­цио­нар­но­стью.

Для им­пульс­ных сиг­на­лов ха­рак­тер­на вы­со­кая кон­цен­тра­ция энер­гии в не­боль­ших вре­менны́х ин­тер­ва­лах; напр., мощ­ность в ра­дио­им­пуль­се, из­лу­чае­мом ра­дио­ло­ка­ци­он­ным пе­ре­дат­чи­ком, дос­ти­га­ет де­сят­ков МВт и бо­лее, что в неск. ты­сяч раз вы­ше мощ­но­сти, ус­ред­нён­ной за вре­мя пе­ре­да­чи всей по­сле­до­ва­тель­но­сти им­пуль­сов. Та­кая кон­цен­тра­ция энер­гии по­зво­ля­ет ре­шать мн. за­да­чи при пе­ре­да­че элек­трич. сиг­на­лов, ко­гда от­клик на вы­хо­де сис­те­мы про­пор­цио­на­лен мощ­но­сти сиг­на­ла на её вхо­де. Мощ­ные крат­ко­вре­мен­ные элек­тро­маг­нит­ные им­пуль­сы ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в фи­зич. ис­сле­до­ва­ни­ях свойств ма­те­рии, со­про­во­ж­да­ют при­род­ные яв­ле­ния. Воз­дей­ст­вия элек­тро­маг­нит­ных им­пуль­сов при­во­дят к на­ру­ше­ни­ям ра­бо­ты в пер­вую оче­редь сис­тем энер­го­снаб­же­ния, к по­ме­хам, пе­ре­бо­ям в ра­бо­те ра­дио­тех­нич. служб (свя­зи, ве­ща­ния, ра­дио­ло­ка­ции, ра­дио­на­ви­га­ции, ра­дио­ас­тро­но­мии и др.), ра­дио­элек­трон­ной ап­па­ра­ту­ры.

Пер­вые им­пульс­ные сис­те­мы – ис­кро­вые ра­дио­пе­ре­дат­чи­ки для те­ле­граф­ных и ре­че­вых сиг­на­лов – соз­да­ны А. С. По­по­вым в 1895 и 1903 со­от­вет­ст­вен­но. Бур­ное раз­ви­тие И. т. с нач. 1930-х гг. свя­за­но пре­ж­де все­го с за­ро­ж­де­ни­ем и со­вер­шен­ст­во­ва­ни­ем ра­дио­ло­ка­ции и те­ле­ви­де­ния. В 1930–40-х гг. бы­ли за­ло­же­ны ос­но­вы фор­ми­ро­ва­ния им­пуль­сов прак­ти­че­ски лю­бой фор­мы с по­мо­щью уси­ли­тель­ных эле­мен­тов – ра­дио­ламп, а так­же пас­сив­ных эле­мен­тов – ре­зи­сто­ров, кон­ден­са­то­ров, ка­ту­шек ин­дук­тив­но­сти; в 1950-х гг. на сме­ну ра­дио­лам­пам при­шли тран­зи­сто­ры, позд­нее ин­те­граль­ные ана­ло­го­вые мик­ро­схе­мы, всё ши­ре ста­ли при­ме­нять­ся циф­ро­вые ме­то­ды. В кон. 20 в. фор­ми­ро­ва­ние им­пуль­сов ап­па­рат­ным ме­то­дом за­ме­ня­ет­ся фор­ми­ро­ва­ни­ем вы­чис­лит. (про­грамм­ны­ми) ме­то­да­ми, по­зво­ляю­щи­ми син­те­зи­ро­вать им­пуль­сы за­дан­ной фор­мы с не­об­хо­ди­мы­ми па­ра­мет­ра­ми.

Импульсные устройства

пред­на­зна­че­ны для ге­не­ри­ро­ва­ния, фор­ми­ро­ва­ния, уси­ле­ния, пе­ре­да­чи, пре­об­ра­зо­ва­ния и из­ме­ре­ния элек­трич. им­пуль­сов. К ним от­но­сят­ся им­пульс­ные ге­не­ра­то­ры, им­пульс­ные транс­фор­ма­то­ры, триг­ге­ры, муль­ти­виб­ра­то­ры, счёт­чи­ки им­пуль­сов и др. Импульсные устройства под­вер­га­ют­ся пре­ры­ви­сто­му воз­дей­ст­вию элек­трич. сиг­на­лов, раз­ли­чаю­щих­ся по фор­ме, ам­пли­ту­де и дли­тель­но­сти, час­то­те сле­до­ва­ния, а так­же по рас­по­ло­же­нию их в се­рии со­глас­но из­бран­но­му ви­ду им­пульс­ной мо­ду­ля­ции и не­ко­то­ро­му ус­лов­но­му ко­ду. В им­пуль­сных ус­трой­ст­вах ис­поль­зу­ют­ся оди­ноч­ные им­пуль­сы и по­сле­до­ва­тель­но­сти (се­рии) им­пуль­сов. В ра­дио­ло­ка­то­рах, сис­те­мах ра­дио­на­ви­га­ции, ра­дио­свя­зи и т. п. им­пульс­ные сиг­на­лы име­ют час­тот­ное за­пол­не­ние от де­сят­ков Гц до де­сят­ков ГГц. С по­мо­щью им­пуль­сных ус­тройств мож­но весь­ма точ­но фик­си­ро­вать вре­мя воз­дей­ст­вия им­пульс­ных сиг­на­лов, из­го­тов­лять бес­кон­такт­ные элек­трон­ные клю­чи. В ло­гич. схе­мах на им­пуль­сных ус­трой­ст­вах ис­пользу­ет­ся чёт­кое раз­де­ле­ние двух воз­мож­ных со­стоя­ний элек­трон­ной схе­мы: «есть на­пря­же­ние» – «нет на­пря­же­ния» («да» – «нет»). Для вы­пол­не­ния ло­гич. опе­ра­ций раз­ной слож­но­сти слу­жат, напр., диф­фе­рен­ци­рую­щие це­пи и ин­тег­ри­рую­щие це­пи, фор­ми­рую­щие ли­нии, им­пульс­ные транс­фор­ма­то­ры и уси­ли­те­ли, ли­нии за­держ­ки, ог­ра­ни­чи­те­ли, фик­са­то­ры уров­ня, пе­ре­счёт­ные схе­мы, триг­ге­ры, муль­ти­виб­ра­то­ры, бло­кинг-ге­не­ра­то­ры, им­пульс­ные де­ли­те­ли час­то­ты, се­лек­то­ры им­пуль­сов, ко­ди­рую­щие уст­рой­ст­ва (и де­ко­ди­рую­щие), де­шиф­ра­то­ры, мат­ри­цы, эле­мен­ты па­мя­ти ЭВМ и др. С по­мо­щью со­от­вет­ст­вую­щих пре­об­ра­зо­ва­ний и ло­гич. опе­ра­ций над им­пульс­ны­ми сиг­на­ла­ми вы­де­ля­ют, ана­ли­зи­ру­ют, рас­по­зна­ют и ре­ги­ст­ри­ру­ют по­лез­ную ин­фор­ма­цию, со­дер­жа­щую­ся в об­ра­ба­ты­вае­мых им­пуль­сах. Им­пуль­сные ус­трой­ст­ва ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ра­дио­из­ме­ри­тель­ных при­бо­рах (час­то­то­ме­рах, ос­цил­ло­гра­фах, ана­ли­за­то­рах спек­тра, из­ме­ри­те­лях вре­менны́х ин­тер­ва­лов и др.).