Sumber sinyal listrik

Perbedaan potensial antara dua titik berbeda disebut tegangan listrik, yang singkatnya disebut "tegangan", karena teori sirkuit listrik terutama berkaitan dengan fenomena atau proses listrik. Oleh karena itu, jika dua daerah yang potensinya berbeda satu sama lain dibuat, maka tegangan U = φ1 — φ2 akan muncul di antara keduanya, di mana φ1 dan φ2 adalah potensi daerah perangkat di mana, karena konsumsi sedikit energi potensial listrik dengan nilai yang tidak sama terbentuk...

Misalnya, sel kering mengandung berbagai bahan kimia — batu bara, seng, aglomerat, dan lain-lain. Sebagai hasil dari reaksi kimia, energi (dalam hal ini kimia) dikeluarkan, tetapi sebaliknya, area dengan jumlah elektron yang berbeda muncul di elemen, yang menyebabkan potensi yang tidak sama di bagian elemen tempat batang karbon dan cangkir seng berada. .

Oleh karena itu, ada tegangan antara kabel dari batang karbon dan cangkir seng. Tegangan ini melintasi terminal terbuka sumber disebut gaya gerak listrik (disingkat EMF).

Jadi, EMF juga merupakan tegangan, tetapi dalam kondisi tertentu. Gaya gerak listrik diukur dalam satuan yang sama dengan tegangan, yaitu volt (V) atau satuan pecahan - milivolt (mV), mikrovolt (μV), dengan 1 mV = 10-3 V dan 1 μV = 10-6 V.

Istilah «EMF», yang telah berkembang secara historis, secara tegas tidak akurat, karena EMF memiliki dimensi tegangan, bukan gaya sama sekali, oleh karena itu baru-baru ini ditinggalkan, menggantikan istilah «tegangan internal» (yaitu, tegangan tegangan, bersemangat di dalam sumber) atau «tegangan referensi». Karena istilah «EMF» digunakan di banyak buku dan GOST belum dibatalkan, kami akan menggunakannya di artikel ini.

Oleh karena itu, gaya gerak listrik sumber (EMF) adalah perbedaan potensial yang dihasilkan di dalam sumber sebagai akibat dari konsumsi beberapa jenis energi.

Kadang-kadang dikatakan bahwa EMF pada sumbernya dibentuk oleh gaya eksternal, yang dipahami sebagai pengaruh yang bersifat non-listrik. Jadi, pada generator yang dipasang di pembangkit listrik industri, EMF terbentuk karena konsumsi energi mekanik, misalnya energi air yang jatuh, bahan bakar yang terbakar, dll. Saat ini, baterai surya menjadi lebih umum, di mana energi cahaya diubah. menjadi energi listrik dan lain-lain.

Dalam teknologi komunikasi, elektronik radio dan cabang teknologi lainnya, tegangan listrik diperoleh dari perangkat elektronik khusus yang disebut pembangkit sinyal, di mana energi jaringan listrik industri diubah menjadi voltase berbeda yang diambil dari terminal keluaran.Dengan cara ini, generator sinyal mengkonsumsi energi listrik dari jaringan industri dan juga menghasilkan voltase jenis listrik, tetapi dengan parameter yang sama sekali berbeda yang tidak dapat diperoleh langsung dari jaringan.

Karakteristik terpenting dari tegangan apa pun adalah ketergantungannya pada waktu. Pada umumnya generator menghasilkan tegangan yang nilainya berubah terhadap waktu. Artinya setiap saat tegangan pada terminal keluaran generator berbeda. Tegangan seperti itu disebut variabel, berbeda dengan konstanta, yang nilainya tetap tidak berubah seiring waktu.

Harus diingat bahwa pada dasarnya tidak mungkin untuk mentransmisikan informasi apa pun (ucapan, musik, gambar televisi, data digital, dll.) Dengan voltase konstan, dan karena teknik komunikasi dirancang khusus untuk transmisi informasi, perhatian utama akan diberikan. beralih ke akun untuk sinyal yang bervariasi waktu.

Tegangan setiap saat disebut sesaat... Nilai tegangan sesaat biasanya merupakan variabel yang bergantung pada waktu dan dilambangkan dengan huruf kecil (huruf kecil) dan (t) atau, singkatnya, — dan Penjumlahan nilai sesaat ​membentuk bentuk gelombang. Misalnya, jika dalam interval dari t = 0 hingga t = t1 voltase meningkat sebanding dengan waktu, dan dalam interval dari t = t1 hingga t = t2 voltase berkurang sesuai dengan hukum yang sama, maka sinyal tersebut berbentuk segitiga .

Mereka sangat penting dalam teknologi komunikasi sinyal gelombang persegi… Untuk sinyal seperti itu, tegangan dalam interval dari t0 ke t1 sama dengan nol, pada saat t1 naik tajam ke nilai maksimum, dalam interval dari t1 ke t2 tetap tidak berubah, pada saat t2 turun tajam ke nol, dll.

Sinyal listrik dibagi menjadi periodik dan non-periodik. Sinyal periodik disebut sinyal yang nilai sesaatnya berulang setelah waktu yang sama, disebut periode T. Sinyal non-periodik hanya muncul sekali dan tidak berulang lagi. Hukum yang mengatur sinyal periodik dan non-periodik sangat berbeda.

Beras. 1

Beras. 2

Beras. 3

Banyak di antaranya, yang sepenuhnya benar untuk sinyal periodik, ternyata sepenuhnya salah untuk sinyal non-periodik dan sebaliknya. Studi tentang sinyal non-periodik membutuhkan peralatan matematika yang jauh lebih kompleks daripada mempelajari sinyal periodik.

Sinyal persegi panjang dengan jeda antara pulsa atau, sebagaimana disebut, "semburan" (dari konsep "mengirim sinyal") sangat penting. Sinyal semacam itu dicirikan oleh siklus tugas, mis. rasio periode waktu T terhadap waktu pengiriman ti:

Misalnya, jika waktu jeda sama dengan waktu pulsa, yaitu pengiriman terjadi dalam setengah periode, maka duty cycle

dan jika waktu pengiriman adalah sepersepuluh dari periode, maka

Untuk mengamati bentuk gelombang tegangan secara visual, alat ukur disebut osiloskop... Di layar osiloskop, berkas elektron menelusuri kurva tegangan yang diterapkan ke terminal input osiloskop.

Ketika osiloskop biasanya dihidupkan, kurva pada layarnya diperoleh sebagai fungsi waktu, yaitu gambar penelusuran berkas yang mirip dengan yang ditunjukkan pada gambar. 1, a—2, b.Jika dalam satu tabung berkas elektron terdapat perangkat yang membuat dua berkas dan dengan demikian memungkinkan dua gambar diamati sekaligus, maka osiloskop semacam itu disebut osiloskop berkas ganda.

Osiloskop dual-beam memiliki dua pasang terminal input, yang disebut input saluran 1 dan saluran 2. Osiloskop dual-beam jauh lebih maju daripada osiloskop single-beam: mereka dapat digunakan untuk membandingkan proses secara visual di dua perangkat berbeda, pada input dan terminal keluaran dari satu perangkat, serta melakukan sejumlah percobaan yang sangat menarik.

Beras. 4

Osiloskop adalah alat pengukur paling modern yang digunakan dalam teknik elektronik, dengan bantuannya Anda dapat menentukan bentuk sinyal, mengukur voltase, frekuensi, pergeseran fase, mengamati spektrum, membandingkan proses di sirkuit yang berbeda, dan juga melakukan sejumlah pengukuran dan penelitian. , yang akan dibahas pada bagian berikut.

Perbedaan antara nilai sesaat terbesar dan terkecil disebut tegangan ayunan Naik (huruf kapital menunjukkan bahwa konstanta dalam nilai waktu sedang dijelaskan, dan subskrip «p» adalah singkatan dari kata «rentang». Notasi Ue dapat juga dapat digunakan) dengan demikian, pada layar osiloskop, pengamat melihat bentuk tegangan yang diselidiki dan jangkauannya.

Misalnya, pada Gambar. 4a menunjukkan kurva tegangan sinusoidal, pada Gambar. 4, b — setengah gelombang, dalam gbr. 4, c — gelombang penuh, dalam gbr. 4, d — bentuk kompleks.

Jika kurva simetris terhadap sumbu horizontal, seperti pada gambar. 3, a, maka setengah dari rentang disebut nilai maksimum dan dilambangkan dengan Um.Jika kurva satu sisi, yaitu semua nilai sesaat memiliki tanda yang sama, misalnya positif, maka ayunannya sama dengan nilai maksimum, dalam hal ini Um = naik (lihat Gambar 3, a, 3, b, 4. b, 4, c). Jadi, dalam teknik komunikasi, karakteristik utama tegangan adalah: periode, bentuk, jangkauan; dalam eksperimen, perhitungan, studi apa pun, pertama-tama seseorang harus memiliki gagasan tentang nilai-nilai ini.