電気信号の発生源
2 つの異なる点間の電位差は電圧と呼ばれます。電気回路の理論は主に電気現象またはプロセスに関係しているため、簡潔にするために単に「電圧」と呼ばれます。したがって、電位が互いに異なる 2 つの領域を何らかの方法で作成すると、電圧 U = φ1 — φ2 がそれらの間に現れます。ここで、φ1 と φ2 は、ほとんど電力が消費されないデバイスの領域の電位です。値が等しくないエネルギー電位が形成されます...
たとえば、乾電池には、石炭、亜鉛、凝集物などのさまざまな化学物質が含まれています。化学反応の結果、エネルギー（この場合は化学的）が消費されますが、その代わりに要素内に電子数の異なる領域が現れ、炭素棒と亜鉛カップが配置されている要素の部分に不均一な電位が生じます。 。
したがって、カーボンロッドと亜鉛カップからのワイヤーの間に電圧が発生します。電源の開放端子間のこの電圧は、起電力（略称EMF）と呼ばれます。
したがって、EMF も電圧ですが、非常に特定の条件下でのみ使用されます。起電力は電圧と同じ単位、つまりボルト (V) または分数単位 (ミリボルト (mV)、マイクロボルト (μV)) で測定され、1 mV = 10-3 V および 1 μV = 10-6 V となります。
歴史的に発展してきた«EMF»という用語は、EMFは力ではなく電圧の次元を持っているため、厳密に言えば不正確です。そのため、最近この用語は放棄され、«内部電圧»という用語に置き換えられています。電圧、ソース内で励起された電圧）または«基準電圧»。 «EMF»という用語は多くの書籍で使用されており、GOSTはキャンセルされていないため、この記事ではそれを使用します。
したがって、ソース起電力 (EMF) は、ある種のエネルギーの消費の結果としてソース内部に生成される電位差です。
発生源の EMF は外部の力によって形成されていると言われることがありますが、外部の力は非電気的な性質の影響として理解されています。そのため、産業用発電所に設置された発電機では、水の落下や燃料の燃焼などの機械的エネルギーの消費によりEMFが形成されます。現在、光エネルギーを変換する太陽電池が普及しつつあります。電気エネルギーなどに変換します。
通信技術、無線エレクトロニクス、その他の技術分野では、電圧は、と呼ばれる特別な電子デバイスから得られます。 信号発生器、産業用電気ネットワークのエネルギーが出力端子から取得されるさまざまな電圧に変換されます。このように、信号発生器は産業ネットワークから電気エネルギーを消費し、電気タイプの電圧も生成しますが、ネットワークから直接取得できない、完全に異なるパラメータを備えています。
電圧の最も重要な特性は、時間への依存性です。一般に、発電機は時間とともに値が変化する電圧を生成します。これは、発電機の出力端子の電圧が常に異なることを意味します。このような電圧は、値が時間とともに変化しない定数とは対照的に、変数と呼ばれます。
定電圧で情報 (音声、音楽、テレビ画像、デジタル データなど) を送信することは基本的に不可能であることを覚えておく必要があります。また、通信技術は情報の送信に特化して設計されているため、主な注意は次のとおりです。時間とともに変化する信号を考慮するようになりました。
任意の瞬間の電圧は瞬時と呼ばれます... 瞬時電圧値は通常、時間に依存する変数であり、小文字 (小文字) と (t)、または短縮して — and で表されます。波形を形成します。たとえば、t = 0 から t = t1 までの区間では電圧が時間に比例して増加し、t = t1 から t = t2 までの区間では同じ法則に従って電圧が減少する場合、そのような信号は三角形の形状になります。 。
それらは通信技術において非常に重要です 方形波信号… このような信号の場合、t0 から t1 までの区間の電圧はゼロに等しく、t1 が最大値まで急激に上昇する瞬間、t1 から t2 までの区間では電圧は変化せず、t2 がゼロに急激に減少する瞬間、等
電気信号は周期的信号と非周期的信号に分けられます。周期的な信号は、瞬時値が同じ時間の後に繰り返される信号と呼ばれ、周期 T と呼ばれます。非周期的な信号は 1 回だけ現れ、再度繰り返されません。周期信号と非周期信号を支配する法則は大きく異なります。
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それらの多くは、周期的な信号に対しては完全に正しいですが、非周期的な信号に対しては完全に不正確であることが判明し、またその逆も同様です。非周期信号の研究には、周期信号の研究よりもはるかに複雑な数学的装置が必要です。
パルス間に休止がある長方形の信号、または (「信号の送信」という概念から) 「バースト」と呼ばれる信号は、非常に重要です。このような信号はデューティ サイクルによって特徴付けられます。周期時間 T と送信時間 ti の比率:
たとえば、休止時間がパルス時間と等しい場合、つまり送信が周期の半分以内に発生する場合、デューティ サイクルは
送信時間が周期の 10 分の 1 である場合、
電圧の波形を視覚的に観察するための測定器をオシロスコープと呼びます。オシロスコープの画面上では、電子ビームがオシロスコープの入力端子に印加された電圧の曲線を描きます。
オシロスコープが通常どおりオンになっている場合、その画面上の曲線は時間の関数として取得されます。つまり、図 1 に示したものと同様のビーム トレース画像が得られます。 1、a — 2、b。1 つの電子ビーム管内に 2 つのビームを生成し、同時に 2 つの画像を観察できるデバイスがある場合、そのようなオシロスコープはダブルビーム オシロスコープと呼ばれます。
デュアル ビーム オシロスコープには、チャネル 1 入力とチャネル 2 入力と呼ばれる 2 対の入力端子があります。デュアル ビーム オシロスコープはシングル ビーム オシロスコープよりもはるかに高度で、入力時に 2 つの異なるデバイスのプロセスを視覚的に比較するために使用できます。 1 台のデバイスの出力端子を使用して、非常に興味深い実験を多数実行できます。
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オシロスコープは、電子工学で使用される最新の測定デバイスです。これを使用すると、信号の形状の決定、電圧、周波数、位相シフトの測定、スペクトルの観察、さまざまな回路のプロセスの比較ができるほか、さまざまな測定や研究も行うことができます。これについては、次のセクションで説明します。
最大瞬間値と最小瞬間値の差はスイング電圧 Up と呼ばれます (大文字は時間値の定数が記述されていることを示し、下付き文字 «p» は単語 «range» を表します。U という表記は可能です)したがって、オシロスコープの画面上で、観察者は調査された電圧の形状とその範囲を確認します。
例えば、図１では、図４ａは正弦波電圧曲線を示す。 4、b — 図の半波。 4、c — 図の全波。 4、d — 複雑な形式。
図のように曲線が横軸に対して対称である場合、 3、a、範囲の半分は最大値と呼ばれ、Um で示されます。曲線が片側である場合、つまり、すべての瞬間値が同じ符号、たとえば正である場合、スイングは最大値に等しくなります。この場合、Um = up（図3、aを参照） 3、b、4.b、4、c）。したがって、通信工学における電圧の主な特性は次のとおりです。周期、形状、範囲。いかなる実験、計算、研究においても、まず第一にこれらの値についてのアイデアを持っていなければなりません。