| 13986122 15360 8522 910 1над ними служат типовые импульсные логич. схемы и устройства. К ним относятся линейные устройства формирования импульсов, преобразования их формы, амплитуды, полярности и временного положения (формирующие линии, дифференцирующие и интегрирующие цепи, импульсные трансформаторы и усилители, электромагнитные и ультразвуковые линии задержки); нелинейные устройства преобра зования импульсов и переключения цепей (ограничители, фиксаторы уровня, пик-трансформаторы, магнитные генераторы импульсов, электронные ключи и др.); регенеративные спусковые схемы и генераторы импульсов (пересчётные схемы, триггеры, мультивибраторы, олокинг-генераторы); импульсные делители частоты повторения; электронные генераторы линейно-изменяющегося тока и напряжения (в т.ч. фантастроны, санатроны и др.); селекторы импульсов; логич. схемы и спец. устройства обработки импульсных сигналов (кодирующие и декодирующие устройства, дешифраторы, регистры, матрицы, элементы памяти ЭВМ и др.).
Импульсные методы работы широко используются в телевидении, где сигналы изображения и синхронизации - импульсные; с помощью радиоимпульсов удалось решить такую важную задачу, как измерение расстояний, что обусловило развитие импульсной радиолокации и радионавигации (в системах обнаружения, в радиовысотомерах, в навигации кораблей и самолётов). Импульсное кодирование сообщений, осн. на различных принципах импульсной модуляции, позволяет осуществлять радиосвязь с высокой помехозащищённостью, а также многоканальную радиосвязь (с разделением каналов по времени) в телеметрии. Перспективно использование импульсных режимов в радиоуправлении на большом расстоянии, напр, искусственными спутниками Земли, космич. кораблями, луноходами.
Импульсные методы имеют существ. значение в информационно-измерит. технике, используемой,в частности,в космич. электронной аппаратуре и при исследованиях в области физики быстрых частиц. Методы и средства И. т. лежат в основе работы совр. электронных ЦВМ, разнообразных цифровых автоматов, применяемых не только как средство автоматизации вычислит, процесса, но и для решения различных логич. задач при авто-матич. обработке информации. Для этого производятся соответствующие преобразования над импульсными сигналами, несущими информацию (обычно в сопровождении помех), и с помощью логич.схем и устройств селекции импульсов выполняются логич. операции над импульсами. T. о. выделяют, анализируют, распознают и регистрируют полезную информацию, содержащуюся в обрабатываемых импульсах. Исключительно широко при-мепяются методы И. т. в радиоизмсрит. устройствах (,частотомерах, осциллографах, анализаторах спектра, измерителях временных интервалов и др.).
Первое практич. применение импульсных режимов работы электрич. устройств связано с изобретением рус. учёным П. Л. Шиллингом электромагнитного телеграфа (1832), усовершенствованного рус. акад. Б. С. Якоби и амер. изобретателем С. Морзе. Изобретатель радио А. С. Попов для генерации радиоволн применил импульсный искровой передатчик (1895). В 1907 рус. учёный Л. И. Мандельштам выдвинул идею использования изменяющихся по известному закону электрич. величин для создания точного масштаба времени, к-рая была реализована в устройстве временной развёртки осциллографа; так был открыт способ исследования кратковременных импульсных процессов. В том же 1907 рус. учёный Б. Л. Po-зинг впервые в мире использовал электроннолучевую трубку для приёма сигналов изображения. Этим было положено начало телевидению. В 1918 сов. учёный M. А. Бонч-Бруевич разработал и исследовал "катодное реле", позволяющее скачком изменять силу тока электронных ламп и напряжение на их электродах. В 1919 в журн. "Annales de Physique" амер. учёные X. Абрагам и E. Блох опубликовали статью с описанием др. подобного устройства - мультивибратора; тогда же амер. учёные В. Иклс и Ф. Джордан разработали схему триггера; мультивибратор и триггер широко используются в совр. И. т. В кон. 20-х гг. в связи с распространением коротковолновой радиосвязи возникла необходимость измерения высоты ионизированных слоев атмосферы. Первая в СССР установка для импульсного измерения расстояний была создана в 1932 под рук. M. А. Бонч-Бруевича. Принципы работы этой установки впоследствии нашли применение в импульсной радиолокации. Быстрое развитие И. т. стимулировалось совершенствованием радиосвязи, телевидения, радиолокации, радионавигации, телеуправления, телеметрии, вычислительной техники. Этому способствовало также решение ряда теоретич. проблем, в т. ч. теории нелинейных и разрывных колебаний, разработанной сов. радиофизиками А. А. Андроновым, А. А. Виттом и С. Э. Хайкиным. Исключительно важно для совр. состояния и дальнейшего развития И. т. совершенствование полупроводниковой электроники и интегральных схем.
Лит.: Моругин Л. А., Глебович Г. В., Наносекундвая импульсная техника. M.. 1964; Магнитные генераторы импульсов, M., 1968; Гольденберг Л.M., Теория и расчёт импульсных устройств на полупроводниковых приборах, M., 1969; Справочник по импульсной технике, под ред. В. H. Яковлева, К., 1970; Алехсенко А. Г., Основы микросхемотехники, M-, 1971; Ицхоки Я. С., Овчинников H. И.. Импульсные цифровые устройства, M-, [1972]; Mиллман Я., Tауб Г., Импульсные ы цифровые устройства, пер. с англ., М.- Л., 1960; Xарли P. Б., Логические схемы на транзисторах, пер. с англ., M., 1965; Чжоу В. Ф., Принципы построения схем на туннельных диодах, пер. с англ., M., 1966; Vаbrе I.-P., Electronique des impulsions, t. 3, P., 1970.
Я. С. Ицхоки.
ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА высоких напряжений, область электротехники, предметом к-рой является получение, измерение и использование импульсов высоких напряжений (амплитудой от 102 в до 107 в) и импульсов сильных токов (амплитудой от 102 а до 107 а). Длительность импульсов варьируется в пределах от 10-1 до 10-10 сек. Это могут быть одиночные импульсы или повторяющиеся с большой скважностью.
Импульсы высоких напряжений используются при испытании электротех-нич. аппаратуры, имитации внутренних и грозовых перенапряжений в электрич. сети, для моделирования молние-защитных устройств и т. д. В экспериментальной физике импульсы высоких напряжений применяются для создания сильных импульсных электрич. полей при исследовании процессов электрич. пробоя, для получения кратковременных (10-7-10-6 сек) вспышек рентгеновского излучения, для питания искровых камер, электронно-оптических преобразователей, Керра ячеек, в ускорителях заряженных частиц, для создания импульсных электронных и ионных пучков.
Импульсы напряжений амплитудой до 107 в получают от генераторов импульсных напряжений (ГИН).
[1011-1-23.jpg]
Рис. 1. Схема генератора импульсных напряжений (ГИН, или схема Аркадьева-Маркса): ПН-источник постоянного напряжения; С-конденсаторы; R - зарядные сопротивления; Ru - демпфирующие сопротивления; Rр - разрядное сопротивление; П - искровые промежутки; O - объект испытания.
Они содержат группу конденсаторов С (рис. 1), к-рые при зарядке от источника ПН соединены параллельно через сопротивления R. Когда напряжение на конденсаторах достигает требуемой величины, они с помощью искровых промежутков П включаются последовательно (схема Аркадьева - Маркса). Длительность фронта и спада импульса регулируется демпфирующими Rд и разрядным Rp сопротивлениями, ёмкостью Сф. и ёмкостью нагрузки О.
Для получения импульсов с амплитудой 106 в, длительностью фронта ~ 10-4 сек и спада ~ 10-3 сек, помимо ГИН, иногда используют испытательные высоковольтные трансформаторы, первичные обмотки к-рых питаются от конденсаторных батарей. Для получения импульсов с более крутым фронтом применяют спец. конденсатор, заряжаемый от ГИН и разряжающийся через дополнит, искровой "обостряющий" промежуток.
Импульсы с длительностью фронта ~ 10-9 сек и полной длительностью ~ 10-8-10-7 сек при амплитуде 104-106 в получают от генераторов наносекундных импульсов. Схема одного из них отличается от рис. 1 заменой конденсаторов отрезками коаксиального кабеля (обладающего распределённой ёмкостью) и отсутствием сопротивлений R0 и Rф. Наносекундные импульсы получают также с помощью отрезков коаксиального кабеля, соединённых по схеме рис. 2; отрезка трёхполосной полосковой линии (схема Блюмлейна, рис. 3), полосковой линии, свёрнутой в спираль (спиральный генератор, рис. 4)и др. В последних двух генераторах происходит удвоение (рис. 3) или умножение (рис. 4) напряжения после пробоя искрового промежутка П и отражения волны напряжения от конца линии. Если к форме импульса напряжения не предъявляются спец. требования, то для получения импульсов с амплитудой ~ 104 -105 в применяют импульсные трансформаторы (катушки Румкорфа, трансформатор Тесла и др.).
[1011-1-24.jpg]
Рис. 2. Схема кабельного генератора на-носекундных импульсов высокого напряжения; К- отрезки коаксиального кабеля; П - искровой промежуток; О - нагрузка.
[1011-1-25.jpg]
Рис. 3. Схема генератора Блюмлейна: ИП-источник постоянного напряжения или ГИН; Л-трёхполосная полосковая линия.
Рис. 4. Спиралъный генератор.
[1011-1-26.jpg]
Амплитуды импульсов измеряются с помощью спец. ёмкостных, омических или смешанных делителей напряжения.
Импульсы сильных токов применяются: 1) для создания импульсных магнитных полей в термоядерных установках, ускорителях заряженных частиц, при ускорении плазмы и металлич. тел, при магнитно-импульсной обработке металлов, в быстродействующих электромагнитных клапанах, импульсном электроприводе и т. д.); 2) для быстрого нагрева газа и проводников (нагрев газа при аэродинамических и термоядерных исследованиях, получение мощных ударных волн и расходящихся потоков жидкости для эхо-локации и сейсморазведки, деформирование и разрушение материалов, электрический взрыв проводников, питание импульсных источников света, электроэрозионная обработка металлов, импульсная сварка и др., см. Электрофизические и электрохимические методы обработки); 3) для испытания электротехнич. устройств, коммутационной аппаратуры, моделирования разрушающего действия тока молнии и т, д. Источниками импульсов тока служат: ударные электрические генераторы, накапливающие энергию до 108 дж в виде кинетич. энергии массивного ротора ,.см. Генератор электромашинный); аккумуляторы, конденсаторные батареи (ё м-костные накопител и), заряжаемые от источника постоянного напряжения (напр., контур Горев а); индуктивные накопители (накопление энергии происходит в катушке индуктивности); взрывные генераторы, в к-рых происходит уменьшение объёма контура или катушки с током при взрыве или под действием магнитного поля (рис. 5).
[1011-1-27.jpg]
Рис. 5. Амплитуды и длительности токов, получаемых от различных импульсных источников тока: I - взрывные генераторы; II - ёмкостные накопители энергии; III - индуктивные накопители; IV - импульсные аккумуляторы; V - контур Го-рева; Vl-ударные генераторы.
Для присоединения нагрузки к импульсным источникам сильных токов используют тиратроны (при токе до 103 - 104 а и напряжении ~ 20-30 кв), разрядники с повышенным и атмосферным давлением (токи до 10ба и напряжения до 105 в), вакуумные разрядники с непрерывной откачкой (токи до 106 а, напряжения до 10-20 кв) и запаянные (токи до 103 а и напряжения до 105 в). Применяются также разрядники с твёрдым диэлектриком, заменяемым после каждого разряда (токи ~ 106а, напряжения ~ 104 в). Для согласования ёмкостных и индуктивных накопителей с нагрузкой применяются импульсные трансформаторы. Измерение импульсных токов проводится с помощью шунтов или измерительных трансформаторов (пояса Poговского) с интегрирующими цепями. Для этой же цели применяются устройства, использующие явление вращения плоскости поляризации (угол поворота плоскости поляризации пропорционален напряжённости магнитного поля, создаваемого измеряемым током).
Лит.: Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, M., 1951; Гончаренко Г. M., Жаков E. M., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, M., 1966; Фрюнгель Ф., Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., M.- Л., 1965; Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, M., 1970; Месяц Г. A., Hасибов А. С., Кремнев В. В., Формирование нано-секундных импульсов высокого напряжения, M., 1970; Физика быстропротекающих процессов, пер. с нем., под ред. H. А. Златина, т. 1, M., 1971. И. П. Кужекип.
ИМПУЛЬСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, метод управления частотой вращения или вращающим моментом электродвигателей, основанный на периодическом изменении параметров цепей двигателя или схемы его присоединения к источнику энергии. Напр., при замкнутом контакте импульсного элемента (ИЭ) (см. рис.) цепь якоря Я подключена к источнику Uп и двигатель разгоняется. При разомкнутом контакте двигатель тормозится статич. моментом нагрузки Мс. Среднее значение частоты вращения п определяется относит, временем TI включения ИЭ и нагрузкой Мс, т. е., меняя продолжительность импульса питающего напряжения, можно регулировать частоту вращения в широких пределах. В качестве коммутирующих ИЭ применяются реле, контакторы, магнитные усилители, ионные приборы, транзисторы. Подобные схемы отличаются низкими кпд и коэфф. использования двигателя при глубоком регулировании частоты вращения.
Для И. у. э. характерны простота и надёжность, а схема управления на транзисторах отличается, кроме того, высокой экономичностью, малыми габаритами и массой, поэтому такие схемы широко применяются в самолётных электроприводах и металлообрабатывающих станках.
Импульсное регулирование частоты вращения электродвигателя;
[1011-1-28.jpg]
а -схема включения электродвигателя и временная диаграмма его работы; б - механические характеристики электропривода; ИЭ -импульсный элемент управления; Я - якорь электродвигателя; С/п - источник электроэнергии; Mc - нагрузка; uя - напряжение на якоре; iя - ток в якоре; п - частота вращения.
Лит.: Tвердин Л. M., Система УРВ-Д с импульсным регулированием скорости вращения, в кн.; Автоматизированный электропривод, в. 2, M., 1960; Hагорский В.Д., Управление двигателями постоянного тока с помощью импульсов повышенной частоты, "Изв. АН СССР. Отделение технических наук", 1960, № 2.
ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, предназначаются для получения одиночных или периодически повторяющихся световых вспышек длительностью от долей мксек до неск. десятков мсек. По способу преобразования различных видов энергии в световое излучение И. и. с. подразделяют па 2 типа. К первому относятся приборы, использующие световое излучение низкотемпературной плазмы, получаемой с помощью конденсированного искрового разряда в газах, взрывающихся проволочек, пинч-эффекта и др. Действие источников второго типа основано на кратковременном возбуждении люминофора в результате прохождения через него электрич. тока или при облучении пучком электронов. И. и. с. могут служить оптические квантовые генераторы (импульсные лазеры). Наибольшее применение в качестве И. и. с. получили импульсные лампы (кпд преобразования электрич. энергии в световую до 50-70% ), относящиеся к И. и. с. первого типа.
И. и. с. приме |
