इलेक्ट्रिकल सिग्नलचे स्त्रोत

दोन भिन्न बिंदूंमधील संभाव्य फरकाला इलेक्ट्रिक व्होल्टेज म्हणतात, ज्याला संक्षिप्ततेसाठी "व्होल्टेज" असे म्हणतात, कारण इलेक्ट्रिक सर्किट्सचा सिद्धांत प्रामुख्याने विद्युत घटना किंवा प्रक्रियांशी संबंधित आहे. म्हणून, जर दोन प्रदेश ज्यांची क्षमता एकमेकांपासून भिन्न आहे अशा प्रकारे तयार केली गेली, तर त्यांच्यामध्ये व्होल्टेज U = φ1 — φ2 दिसून येईल, जेथे φ1 आणि φ2 हे उपकरणाच्या क्षेत्रांचे पोटेंशिअल आहेत ज्यामध्ये थोडेसे वापरल्यामुळे असमान मूल्यांसह ऊर्जा विद्युत क्षमता तयार होतात...

उदाहरणार्थ, कोरड्या पेशीमध्ये विविध रसायने असतात - कोळसा, जस्त, समूह आणि इतर. रासायनिक अभिक्रियांच्या परिणामी, ऊर्जा (या प्रकरणात रासायनिक) खर्च केली जाते, परंतु त्याऐवजी, घटकामध्ये भिन्न संख्येने इलेक्ट्रॉन असलेले क्षेत्र दिसतात, ज्यामुळे कार्बन रॉड आणि झिंक कप असलेल्या घटकांच्या त्या भागांमध्ये असमान क्षमता निर्माण होते. .

त्यामुळे कार्बन रॉड आणि झिंक कप यांच्यातील तारांमध्ये व्होल्टेज असते. स्त्रोताच्या खुल्या टर्मिनल्समधील या व्होल्टेजला इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (संक्षिप्त EMF) म्हणतात.

अशा प्रकारे, ईएमएफ देखील एक व्होल्टेज आहे, परंतु काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये. इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स व्होल्टेज सारख्याच युनिट्समध्ये मोजले जाते, म्हणजे व्होल्ट (V) किंवा फ्रॅक्शनल युनिट्स - मिलिव्होल्ट (mV), मायक्रोव्होल्ट्स (μV), 1 mV = 10-3 V आणि 1 μV = 10-6 V सह.

ऐतिहासिकदृष्ट्या विकसित झालेला "ईएमएफ" हा शब्द काटेकोरपणे चुकीचा आहे, कारण ईएमएफमध्ये व्होल्टेजचे परिमाण आहे, बल अजिबात नाही, म्हणूनच अलीकडेच ते सोडले गेले आहे, "इंटर्नल व्होल्टेज" (म्हणजे. व्होल्टेज, स्त्रोताच्या आत उत्साहित) किंवा «संदर्भ व्होल्टेज». अनेक पुस्तकांमध्ये «EMF» हा शब्द वापरला जात असल्याने आणि GOST रद्द केलेला नाही, आम्ही या लेखात त्याचा वापर करू.

म्हणून, स्त्रोत इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (EMF) हा काही प्रकारच्या ऊर्जेच्या वापरामुळे स्त्रोतामध्ये निर्माण होणारा संभाव्य फरक आहे.

काहीवेळा असे म्हटले जाते की स्त्रोतावरील EMF बाह्य शक्तींद्वारे तयार होतो, ज्याला गैर-विद्युत स्वरूपाचा प्रभाव समजला जातो. तर, औद्योगिक उर्जा प्रकल्पांमध्ये स्थापित केलेल्या जनरेटरमध्ये, यांत्रिक उर्जेच्या वापरामुळे ईएमएफ तयार होतो, उदाहरणार्थ, पडणारे पाणी, जळणारे इंधन इत्यादी. सध्या, सौर बॅटरी अधिक सामान्य होत आहेत, ज्यामध्ये प्रकाश उर्जेचे रूपांतर होते. विद्युत उर्जेमध्ये आणि इ.

संप्रेषण तंत्रज्ञान, रेडिओ इलेक्ट्रॉनिक्स आणि तंत्रज्ञानाच्या इतर शाखांमध्ये, इलेक्ट्रिकल व्होल्टेज विशेष इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमधून प्राप्त केले जातात सिग्नल जनरेटर, ज्यामध्ये औद्योगिक विद्युत नेटवर्कची ऊर्जा आउटपुट टर्मिनल्समधून घेतलेल्या वेगवेगळ्या व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित केली जाते.अशाप्रकारे, सिग्नल जनरेटर औद्योगिक नेटवर्कमधून विद्युत उर्जा वापरतात आणि इलेक्ट्रिकल प्रकारचे व्होल्टेज देखील तयार करतात, परंतु पूर्णपणे भिन्न पॅरामीटर्ससह, जे थेट नेटवर्कवरून मिळवता येत नाहीत.

कोणत्याही व्होल्टेजचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे वेळेवर अवलंबून राहणे. सर्वसाधारणपणे, जनरेटर व्होल्टेज तयार करतात ज्याची मूल्ये वेळेनुसार बदलतात. याचा अर्थ असा की कोणत्याही क्षणी जनरेटरच्या आउटपुट टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज भिन्न आहे. अशा व्होल्टेजना व्हेरिएबल्स म्हणतात, स्थिरांकांच्या उलट, ज्यांची मूल्ये वेळेनुसार अपरिवर्तित राहतात.

हे लक्षात ठेवले पाहिजे की कोणतीही माहिती (भाषण, संगीत, दूरदर्शन प्रतिमा, डिजिटल डेटा इ.) सतत व्होल्टेजसह प्रसारित करणे मूलभूतपणे अशक्य आहे आणि संप्रेषण तंत्र विशेषतः माहितीच्या प्रसारणासाठी डिझाइन केलेले असल्याने, मुख्य लक्ष दिले जाईल. वेळ-वेगवेगळ्या सिग्नलसाठी खात्याकडे वळले.

वेळेच्या कोणत्याही क्षणी व्होल्टेजला तात्काळ म्हणतात... तात्कालिक व्होल्टेज मूल्ये सहसा वेळेवर अवलंबून असतात आणि लोअरकेस (लोअरकेस) आणि (टी) किंवा थोडक्यात, — आणि. तात्कालिक मूल्यांची बेरीज द्वारे दर्शविले जातात वेव्हफॉर्म बनवते. उदाहरणार्थ, जर t = 0 ते t = t1 च्या मध्यांतरात व्होल्टेज वेळेच्या प्रमाणात वाढतात आणि t = t1 ते t = t2 च्या मध्यांतरात ते समान नियमानुसार कमी होतात, तर अशा संकेतांना त्रिकोणी आकार असतो. .

संप्रेषण तंत्रज्ञानामध्ये ते खूप महत्वाचे आहेत स्क्वेअर वेव्ह सिग्नल… अशा सिग्नलसाठी, t0 ते t1 च्या मध्यांतरातील व्होल्टेज शून्याच्या बरोबरीचे असते, या क्षणी t1 कमाल मूल्यापर्यंत झपाट्याने वाढते, t1 ते t2 च्या मध्यांतरात ते अपरिवर्तित राहते, या क्षणी t2 झपाट्याने शून्यावर कमी होते, इ.

इलेक्ट्रिकल सिग्नल नियतकालिक आणि नॉन-पीरियडिकमध्ये विभागलेले आहेत. नियतकालिक संकेतांना सिग्नल म्हणतात ज्यांची तात्कालिक मूल्ये एकाच वेळेनंतर पुनरावृत्ती होते, ज्याला कालावधी T म्हणतात. नॉन-पीरियडिक सिग्नल फक्त एकदाच दिसतात आणि पुन्हा पुनरावृत्ती होत नाहीत. नियतकालिक आणि नियतकालिक सिग्नल नियंत्रित करणारे कायदे खूप भिन्न आहेत.

तांदूळ. १

तांदूळ. 2

तांदूळ. 3

त्यापैकी बरेच, नियतकालिक सिग्नलसाठी पूर्णपणे बरोबर असल्याने, नियतकालिक नसलेल्यांसाठी पूर्णपणे चुकीचे आणि त्याउलट. नियतकालिक सिग्नलच्या अभ्यासासाठी नियतकालिकांच्या अभ्यासापेक्षा अधिक जटिल गणितीय उपकरणे आवश्यक असतात.

कडधान्यांमधील विरामांसह आयताकृती सिग्नल किंवा, जसे त्यांना म्हणतात, "बर्स्ट" ("सिग्नल पाठवणे" या संकल्पनेतून) खूप महत्वाचे आहेत. असे सिग्नल कर्तव्य चक्राद्वारे दर्शविले जातात, म्हणजे. कालावधी वेळ T आणि पाठवण्याची वेळ ti चे गुणोत्तर:

उदाहरणार्थ, जर विरामाची वेळ नाडी वेळेच्या बरोबरीची असेल, म्हणजे, पाठवणे अर्ध्या कालावधीत होते, तर कर्तव्य चक्र

आणि जर पाठवण्याची वेळ कालावधीचा एक दशांश असेल तर

व्होल्टेजच्या वेव्हफॉर्मचे दृष्यदृष्ट्या निरीक्षण करण्यासाठी, मापन यंत्रांना ऑसिलोस्कोप म्हणतात... ऑसिलोस्कोपच्या स्क्रीनवर, इलेक्ट्रॉन बीम व्होल्टेजचा एक वक्र शोधतो जो ऑसिलोस्कोपच्या इनपुट टर्मिनल्सवर लागू होतो.

जेव्हा ऑसिलोस्कोप सामान्यपणे चालू केले जाते, तेव्हा त्याच्या स्क्रीनवरील वक्र वेळेचे कार्य म्हणून प्राप्त केले जातात, म्हणजे, अंजीरमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे बीम ट्रेसिंग प्रतिमा. 1, a — 2, b.जर एका इलेक्ट्रॉन बीम ट्यूबमध्ये अशी उपकरणे असतील जी दोन बीम तयार करतात आणि अशा प्रकारे एकाच वेळी दोन प्रतिमा पाहण्याची परवानगी देतात, तर अशा ऑसिलोस्कोपला डबल-बीम ऑसिलोस्कोप म्हणतात.

ड्युअल-बीम ऑसिलोस्कोपमध्ये इनपुट टर्मिनल्सच्या दोन जोड्या असतात, ज्यांना चॅनल 1 आणि चॅनेल 2 इनपुट म्हणतात. ड्युअल-बीम ऑसिलोस्कोप सिंगल-बीम ऑसिलोस्कोपपेक्षा खूप प्रगत आहेत: ते इनपुटवर दोन भिन्न उपकरणांमधील प्रक्रियांची दृश्यमानपणे तुलना करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. आणि एका उपकरणाचे आउटपुट टर्मिनल, तसेच अनेक मनोरंजक प्रयोग करण्यासाठी.

तांदूळ. 4

ऑसिलोस्कोप हे इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकीमध्ये वापरले जाणारे सर्वात आधुनिक मापन यंत्र आहे, त्याच्या मदतीने तुम्ही सिग्नलचे आकार निश्चित करू शकता, व्होल्टेज, फ्रिक्वेन्सी, फेज शिफ्ट्स मोजू शकता, स्पेक्ट्राचे निरीक्षण करू शकता, वेगवेगळ्या सर्किट्समधील प्रक्रियांची तुलना करू शकता आणि अनेक मोजमाप आणि संशोधन देखील करू शकता. , ज्याची पुढील विभागांमध्ये चर्चा केली जाईल.

सर्वात मोठ्या आणि सर्वात लहान तात्कालिक मूल्यातील फरकाला स्विंग व्होल्टेज अप म्हणतात (एक कॅपिटल अक्षर सूचित करते की वेळेच्या मूल्यातील स्थिरतेचे वर्णन केले जात आहे आणि सबस्क्रिप्ट «p» म्हणजे «श्रेणी» शब्द आहे. नोटेशन Ue करू शकते देखील वापरले जाऊ शकते). अशा प्रकारे, ऑसिलोस्कोपच्या स्क्रीनवर, निरीक्षक तपासलेल्या व्होल्टेजचा आकार आणि त्याची श्रेणी पाहतो.

उदाहरणार्थ, अंजीर मध्ये. 4a अंजीर मध्ये, साइनसॉइडल व्होल्टेज वक्र दाखवते. 4, b — अर्धी लहर, अंजीर मध्ये. 4, c — पूर्ण लहर, अंजीर मध्ये. 4, d — जटिल फॉर्म.

वक्र क्षैतिज अक्षाबद्दल सममित असल्यास, अंजीर प्रमाणे. 3, a, नंतर श्रेणीच्या अर्ध्या भागाला कमाल मूल्य म्हटले जाते आणि Um द्वारे दर्शविले जाते.जर वक्र एकतर्फी असेल, म्हणजे, सर्व तात्कालिक मूल्यांमध्ये समान चिन्ह असेल, उदाहरणार्थ, सकारात्मक, तर स्विंग कमाल मूल्याच्या समान असेल, या प्रकरणात उम = वर (चित्र 3, अ, पहा. 3, b, 4. b, 4, c). अशा प्रकारे, संप्रेषण अभियांत्रिकीमध्ये, व्होल्टेजची मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत: कालावधी, आकार, श्रेणी; कोणत्याही प्रयोगात, आकडेमोडीत, अभ्यासात, सर्व प्रथम या मूल्यांची कल्पना असणे आवश्यक आहे.