Что такое меандр в электронике
Перейти к содержимому

Что такое меандр в электронике

  • автор:

Меандр (радиотехника)

Меа́ндр — бесконечный, периодический сигнал прямоугольной формы, широко используемый в радиотехнике. Длительность импульса и длительность паузы в периоде такого сигнала равны. Другими словами, меандр — бесконечный, периодический прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2.

Синтез меандра из набора гармоник периодического сигнала. Чем больше число гармоник, тем ближе к идеальной форма сигнала.

Спектр меандра пропорционален функции sinc(x).

Меандр может быть двухполярным (спектр описывается функцией sinc(x)) и униполярным (sinc(x) + 1). Сигнал такого вида создаётся различными мультивибраторами (на транзисторах, логических элементах, операционных усилителях).

Ссылки

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Радиотехнические сигналы
  • Импульсная техника

Wikimedia Foundation . 2010 .

Меандр (радиотехника)

Меа́ндр (по названию геометрического орнамента в виде ломаной линии) — периодический сигнал прямоугольной формы, широко используемый в радиотехнике и электронике. Меандр может быть знакопеременным (двухполярным) или однополярным. Во втором случае длительность импульса и длительность паузы между импульсами равны, то есть в этом случае меандр — периодический сигнал прямоугольной формы, имеющий скважность 2 (или коэффициент заполнения 0,5).

Связанные понятия

Коэффициент передачи (также коэффициент преобразования) — отношение мощности, напряжения или тока на выходе той или иной системы, предназначенной для передачи электрических сигналов, соответственно, к мощности, напряжению или току на входе системы. Например, выражение для коэффициента передачи по напряжению: KV = V2 / V1.

Компле́ксная амплитуда — комплексная величина, модуль и аргумент которой равны соответственно амплитуде и начальной фазе гармонического сигнала.

Гармонические колебания — колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому (синусоидальному, косинусоидальному) закону.

Фа́зовый дете́ктор, фазовый компара́тор (ФД) — электронное устройство, сравнивающее фазы двух входных сигналов равных или близких частот.

Постоянная времени — характеристика экспоненциального процесса, определяющая время, через которое амплитуда процесса упадёт в «е» раз (е≈2,718).

Упоминания в литературе

Кроме того, в поверхностном слое океана наблюдаются специфические физические явления, способствующие лучшему отображению на снимках РСА морских динамических структур, таких как, например, соленоиды вертикальной циркуляции Ленгмюра (Sole et al., 2000), образующих на поверхности моря линии дивергенции и конвергенции. На снимках РСА подобные области отображаются как совокупность параллельных светлых и тёмных полос или линий, трансформированных под действием внешних факторов и принимающих форму обуславливающих их динамических структур (океанические вихри, ринги, меандры поверхностных течений и др.). Таким образом, резюмируя, можно сказать, что снимки РСА отображают не сами природные явления, а их проявления (следы) на морской поверхности (рис. 6).

Связанные понятия (продолжение)

Форма волны — наглядное представление формы сигнала, такого как волна, распространяющегося в физической среде, или его абстрактное представление.

Спектр сигнала — в радиотехнике это результат разложения сигнала на более простые в базисе ортогональных функций. В качестве разложения обычно используются преобразование Фурье, разложение по функциям Уолша, вейвлет-преобразование и др.

Аналоговый фильтр — разновидность электронных, механических, или звуковых фильтров, имеющих дело с аналоговыми или непрерывными сигналами, такими как напряжение, звук или механическое движение. В отличие от них цифровые фильтры имеют дело с дискретными сигналами.

Автогенератор — электронный генератор с самовозбуждением.Автогенератор вырабатывает электрические (электромагнитные) колебания, поддерживающиеся подачей по цепи положительной обратной связи части переменного напряжения с выхода автогенератора на его вход. Это будет обеспечено тогда, когда нарастание колебательной энергии будет превосходить потери (когда петлевой коэффициент усиления больше 1). При этом амплитуда начальных колебаний будет нарастать.

Мультивибра́тор — релаксационный генератор электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами.

Искаже́ния сигна́ла — изменение сигнала, вызванное несовпадением идеальных и реальных характеристик системы его обработки и передачи.

Цифровой фильтр — в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определённых частот этого сигнала. В отличие от цифрового, аналоговый фильтр имеет дело с аналоговым сигналом, его свойства недискретны, соответственно передаточная функция зависит от внутренних свойств составляющих его элементов.

Спектра́льная пло́тность мо́щности (СПМ) в физике и обработке сигналов — функция, описывающая распределение мощности сигнала в зависимости от частоты, то есть мощность, приходящаяся на единичный интервал частоты. Имеет размерность мощности, делённой на частоту, то есть энергии. Например, в Международной системе единиц (СИ): Вт/Гц = Вт/с−1 = Вт·с.

Тепловой шум (или джонсоновский) — равновесный шум, обусловленный тепловым движением носителей заряда в проводнике, в результате чего на концах проводника возникает флуктуирующая разность потенциалов.

Коэффицие́нт нелине́йных искаже́ний (КНИ или KН) — величина для количественной оценки нелинейных искажений.

Коэффициент стоячей волны (КСВ, от англ. standing wave ratio, SWR) — отношение наибольшего значения амплитуды напряжённости электрического или магнитного поля стоячей волны в линии передачи к наименьшему.

Дифференциа́льный усили́тель — электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей.

Амплиту́дно-часто́тная характери́стика (АЧХ) — зависимость амплитуды выходного сигнала некоторой системы от частоты её входного гармонического сигнала. Иногда эту характеристику называют «частотным откликом системы» (frequency response).

Фильтр ни́жних часто́т (ФНЧ) — электронный или любой другой фильтр, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза) и подавляющий частоты сигнала выше этой частоты. Степень подавления каждой частоты зависит от вида фильтра.

Усили́тель постоя́нного то́ка (УПТ) — усилитель электрических сигналов, обычно электронный усилитель, диапазон усиливаемых частот которого включает нулевую частоту («постоянный» ток).

Лине́йная систе́ма — любая система, для которой отклик системы на сумму воздействий равен сумме откликов на каждое воздействие. В математической модели линейной системы это означает, что оператор преобразования «вход-выход» линеен. Иногда линейное свойство системы называют принципом суперпозиции.

Электри́ческий импеда́нс (ко́мплексное электри́ческое сопротивле́ние) (англ. impedance от лат. impedio «препятствовать») — комплексное сопротивление между двумя узлами цепи или двухполюсника для гармонического сигнала.

Переда́точная фу́нкция — один из способов математического описания динамической системы. Используется в основном в теории управления, связи и цифровой обработке сигналов. Представляет собой дифференциальный оператор, выражающий связь между входом и выходом линейной стационарной системы. Зная входной сигнал системы и передаточную функцию, можно восстановить выходной сигнал.

Фильтр ве́рхних часто́т (ФВЧ) — электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.

Переходный процесс — в теории систем представляет реакцию динамической системы на приложенное к ней внешнее воздействие с момента приложения этого воздействия до некоторого установившегося состояния. Изучение переходных процессов — важный шаг в процессе анализа динамических свойств и качества рассматриваемой системы. Примерами внешнего воздействия могут быть дельта-импульс, скачок или синусоида.

Аттенюа́тор (фр. attenuer — смягчить, ослабить) — устройство для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний, как средство измерений является мерой ослабления электромагнитного сигнала, но также его можно рассматривать и как измерительный преобразователь. ГОСТ 28324-89 определяет аттенюатор как элемент для снижения уровня сигналов, обеспечивающий фиксированное или регулируемое затухание.

Фильтр Баттерво́рта — один из типов электронных фильтров. Фильтры этого класса отличаются от других методом проектирования. Фильтр Баттерворта проектируется так, чтобы его амплитудно-частотная характеристика была максимально гладкой на частотах полосы пропускания.

Резонанс токов (параллельный резонанс) — резонанс, происходящий в параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает c резонансной частотой контура.

Фронт сигнала — одно из ключевых понятий в теории триггеров в электронике. Например, триггеры со счетным входом, D-триггеры, JK-триггеры изменяют своё состояние, в зависимости от реализации, по фронту или спаду входных сигналов, которые обычно называют тактирующими сигналами, но эти сигналы не обязательно, и даже редко, являются периодическими тактирущими импульсами.

Электрический импульс — кратковременный всплеск электрического напряжения или силы тока в определённом, конечном временном промежутке. Различают видеоимпульсы — единичные колебания какой-либо формы и радиоимпульсы — всплески высокочастотных колебаний. Видеоимпульсы бывают однополярные (отклонение только в одну сторону от нулевого потенциала) и двухполярные.

Длинная линия — модель линии передачи, продольный размер (длина) которой превышает длину волны, распространяющейся в ней (либо сравнима с длиной волны), а поперечные размеры (например, расстояние между проводниками, образующими линию) значительно меньше длины волны.

Децима́ция (от лат. decimatio, от decem — «десять») — уменьшение частоты дискретизации дискретного во времени сигнала путём прореживания его отсчётов.

Де́льта-модуля́ция (ДМ) — способ преобразования аналогового сигнала в цифровую форму.

Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (Рекурсивный фильтр, БИХ-фильтр) или IIR-фильтр (IIR сокр. от infinite impulse response — бесконечная импульсная характеристика) — линейный электронный фильтр, использующий один или более своих выходов в качестве входа, то есть образующий обратную связь. Основным свойством таких фильтров является то, что их импульсная переходная характеристика имеет бесконечную длину во временной области, а передаточная функция имеет дробно-рациональный вид. Такие фильтры.

Частотоме́р — радиоизмерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Эквивалентная схема (схема замещения, эквивалентная схема замещения) цепи — электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены их эквивалентными схемами.

Компара́тор аналоговых сигналов (от лат. comparare — сравнивать) — сравнивающее устройство) — электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая сигнал высокого уровня, если сигнал на неинвертирующем входе («+») больше, чем на инвертирующем (инверсном) входе («−»), и сигнал низкого уровня, если сигнал на неинвертирующем входе меньше, чем на инверсном входе. Значение выходного сигнала компаратора при равенстве входных напряжений, в общем случае не определено. Обычно в логических.

Фильтр в электронике — устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных.

Интегра́тор, блок интегри́рования — техническое устройство, выходной сигнал (выходная величина, выходной параметр) которого пропорционален интегралу, обычно по времени, от входного сигнала.

Измери́тель нелине́йных искаже́ний, ИНИ, (измеритель коэффициента гармоник) — прибор для измерения коэффициента нелинейных искажений, КНИ (коэффициента гармоник) сигналов в радиотехнических и электронных устройствах.

Демодуляция (Детектирование сигнала) — процесс, обратный модуляции колебаний, выделение информационного (модулирующего) сигнала из модулированного колебания высокой (несущей) частоты.

Варика́п (акроним от англ. vari(able) — «переменный», и cap(acitance) — « ёмкость») — электронный прибор, полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от обратного напряжения.

В статье описаны некоторые типовые применения операцио́нных усили́телей (ОУ) в аналоговой схемотехнике.

Ли́ния заде́ржки — устройство, предназначенное для задержки электрических и электромагнитных сигналов на заданный промежуток времени (фиксированный, переключаемый или с плавной регулировкой). Линии задержки (ЛЗ) широко применяются в радиоэлектронике — в радиолокации и радионавигации, в цветных телевизоров стандарта PAL и SECAM, измерительной технике, вычислительной технике и автоматике, электроакустике (ревербераторы), технике связи, в научных исследованиях.

Монохроматическая волна — модель в физике, удобная для теоретического описания явлений волновой природы, означающая, что в спектр волны входит всего одна составляющая по частоте.

Теория электрических цепей — совокупность наиболее общих закономерностей, описывающих процессы в электрических цепях. Теория электрических цепей основана на двух постулатах.

При включении биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу относительно эмиттера, а выходной сигнал снимается с коллектора относительно эмиттера. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, потому что усиливается и ток, и напряжение.

Эмиттерный повторитель — частный случай повторителей напряжения на основе биполярного транзистора. Характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице. При этом входное сопротивление относительно велико (однако оно меньше, чем входное сопротивление истокового повторителя), а выходное — мало.

Дифференциальный сигнал — способ электрической передачи информации с помощью двух противофазных сигналов. В данном методе один электрический сигнал передаётся в виде дифференциальной пары сигналов, каждый по своему проводнику, но один представляет инвертированный сигнал другого, противоположный по знаку. Пара проводников может представлять собой витую пару, твинаксиальный кабель или разводиться по печатной плате. Приёмник дифференциального сигнала реагирует на разницу между двумя сигналами, а не.

Меандр

Из этого следует неочевидный на первый взгляд вывод, что прямоугольный сигнал можно получить, суммируя синусоидальные сигналы (задача синтеза сигналов). Чтобы в этом убедиться произведём синтез меандра из пяти гармоник, с номерами 1, 3, 5, 7, 9. Скопируем в калькулятор следующую программу.

; программа синтеза меандра по первым 5-ти гармоникам
f1 = 10 ; частота первой гармоники
fd = 1000 ; частота дискретизации
w1 = 2*pi*f1/fd ; относительная круговая частота первой гармоники
a1 = 4/pi ; амплитуда первой гармоники
; основной цикл
t = 0
[
x1 = sin(w1*t) ; 1-я гармоника
x3 = 1/3*sin(3*w1*t) ; 3-я гармоника
x5 = 1/5*sin(5*w1*t) ; 5-я гармоника
x7 = 1/7*sin(7*w1*t) ; 7-я гармоника
x9 = 1/9*sin(9*w1*t) ; 9-я гармоника
x_sum = a1*(x1 + x3 + x5 + x7 + x9) ; сумма гармоник
val(t,x_sum) ; вывод значений в таблицу и в графическое окно
t = t + 1
100 exit> ; выход из цикла
]

Получим следующую картину:

Мы получили почти прямоугольный сигнал с амплитудой равной 1. Если количество гармоник увеличивать и дальше по указанному закону, получим прямоугольный периодический сигнал со скважностью 2, который в радиотехнике принято называть меандром.

Один важный момент: частота дискретизации (а мы рассматриваем дискретные модели сигналов) должна быть как минимум в 2 раза выше частоты верхней гармоники составного сигнала. В данном примере, где f9 = 90, а fd = 1000, это соблюдается.

Таким же путём из суммы синусоидальных сигналов можно получить любой другой сигнал (синтез, обратное преобразование Фурье) и, наоборот, любой сигнал можно представить суммой синусоидальных сигналов (спектральный анализ, прямое преобразование Фурье).

Обратная связь:
alexander.nekhaev53@gmail.com
Поддержать проект Заказать расчет

Форум АСУТП

осмотрелся

chegevara осмотрелся
Сообщения: 149 Зарегистрирован: 12 фев 2016, 10:53 Имя: Иван Иванович Чернов Страна: Россия город/регион: Томск Благодарил (а): 54 раза Поблагодарили: 1 раз

Отличие ШИМ от Меандр

Сообщение chegevara » 30 ноя 2017, 19:42

Здравствуйте. Скажите чем «Прямоугольный ШИМ» отличается от «Меандр»?Спасибо.

chegevara

почётный участник форума

Looker почётный участник форума
Сообщения: 1120 Зарегистрирован: 09 фев 2011, 11:32 Имя: Дитрих Евгений Линусович город/регион: Донецк Благодарил (а): 323 раза Поблагодарили: 221 раз

Отличие ШИМ от Меандр

Сообщение Looker » 30 ноя 2017, 21:31

chegevara писал(а): «Прямоугольный»

Для проверки усвоения материала по ШИМ: отпиши сюда про варианты ШИМа (в ссылках ответа нет).

_______________________________________________
Узкая специализация в широком смысле этого слова ведет к широкой идиотизации в узком смысле этого слова . (С) Бернард Шоу

Looker

почётный участник форума

Ryzhij почётный участник форума
Сообщения: 5641 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 09:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 602 раза Поблагодарили: 762 раза

Отличие ШИМ от Меандр

Сообщение Ryzhij » 01 дек 2017, 05:53

chegevara писал(а): Скажите чем «Прямоугольный ШИМ» отличается от «Меандр»?Спасибо.

У сигнала ШИМ изменяется скважность (или коэффициент заполнения = величина обратная скважности) при неизменном периоде.
Меандр — сигнал у которого скважность равна 2 (а заполнение, соответственно, равно 50%), т.е. у меандра длительность импульса равна паузе.
Таким образом, меандр можно рассматривать как частный случай ШИМ (при соответствующем модулирующем сигнале в 50%), и правильный краткий ответ:
«Ничем.»
Однако, такой ответ наверняка потребует разъяснений.
Пожалуйста.

—————————————————
«У человека в душе дыра размером с Бога, и каждый заполняет её как может.» (Жан-Поль Сартр)
«Ту пустоту, которая остаётся в душе, когда в ней нет Бога, и весь мир не может заполнить.» (святитель Николай Сербский)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *