3.1. Общие сведения

В импульсной технике широко применяются цепи и устройства, формирующие напряжения одной формы из напряжения другой. Такую задачу можно решить, используя линейные и нелинейные элементы.

Линейным называют элемент, параметры которого (активное сопротивление, емкость, индуктивность, взаимная индуктивность) не зависят от значений и направлений проходящих токов и приложенных напряжений. Цепи, содержащие линейные элементы, называют линейными. Ток в такой цепи пропорционален входному напряжению, т.е. зависимость между ними (вольтамперная характеристика) выражается прямой линией.

Если к входу линейной цепи приложено синусоидальное напряжение, то напряжение на любом ее элементе имеет такую же форму. Если же входное напряжение является суммой гармоник разных частот, а линейная цепь содержит частотно-зависимый элемент (например, конденсатор, индуктивную катушку), то форма напряжения на ее элементах не повторяет формы входного напряжения. Это объясняется тем, что гармоники входного напряжения по-разному пропускаются такой цепью. В результате соотношения между их амплитудами, а также между фазами на входе цепи и ее элементах не одинаковы. Указанное свойство положено в основу формирования импульсов с помощью линейных цепей.

Нелинейным называют элемент, параметры которого зависят от значений и направлений приложенных напряжений или проходящих токов. Цепь, содержащую нелинейные элементы, называют нелинейной.

Ток через нелинейный элемент не пропорционален приложенному напряжению, т.е. зависимость между ними носит нелинейный характер. В результате в цепи появляются гармоники, которых входное напряжение не содержит. Это является причиной того, что напряжения на элементах нелинейной цепи отличаются по форме от входного напряжения.

В импульсной технике в качестве нелинейных элементов преимущественно используют диоды и транзисторы, работающие при больших сигналах, когда отчетливо проявляется нелинейный характер их вольтамперных характеристик.

С помощью формирователей получают остроконечные и пилообразные импульсы, импульсы трапецеидальной формы, короткие прямоугольные импульсы. Свойства линейных цепей с частотно-зависимыми элементами используются при построении дифференцирующих и интегрирующих цепей и узлов, а свойства нелинейных – при построении ограничителей амплитуды и различных формирователей импульсов. Указанные элементы и узлы рассматриваются в последующих подразделах данного раздела.