
【計】 pulse string
在電子工程與通信領域,"脈沖串"(Pulse Train)指由多個離散脈沖按特定時序排列組成的周期性或非周期性信號序列。其核心特征包括脈沖寬度、重複頻率、幅度及占空比等參數,常用于數字信號傳輸、雷達系統調制和電力電子控制。
根據IEEE 145-2020标準定義,典型脈沖串需滿足以下數學表達: $$ s(t) = sum_{n=0}^{N-1} A cdot rectleft(frac{t-nT}{tau}right) $$ 其中$A$為脈沖幅度,$tau$為單脈沖持續時間,$T$為脈沖重複周期,$N$為總脈沖數量。該公式描述了等幅等間隔脈沖串的時域特性。
國際電工委員會(IEC)在《電磁兼容性指南》中指出,脈沖串的頻譜特性與其時域參數直接相關,上升沿時間越短則高頻分量越豐富。這種特性使其在UWB超寬帶通信和量子密鑰分發系統中具有重要應用價值。實際工程應用中,脈沖串參數需符合ISO 7637-2标準對車輛電子設備電磁輻射的規範要求。
脈沖串是指由多個按特定規律排列的脈沖組成的序列,在不同領域有以下應用特點:
一、核心定義 脈沖串的基礎是單個脈沖的瞬态電信號特性。與單脈沖相比,脈沖串通過将能量分散到多個間隔極短的子脈沖中,可實現對能量分布的有效控制。
二、典型應用場景
激光精密加工
采用MHz-GHz級頻率的飛秒激光脈沖串,将高能脈沖分解為多個低能子脈沖序列。這種模式在玻璃等脆性材料加工中,既能避免熱損傷,又能提升加工速度5-10倍。
質譜分析技術
飛行時間質譜儀通過脈沖串控制離子的垂直引入時序,利用不同質量離子的飛行時間差實現分離檢測,分辨率可達亞納米級。
通信傳輸系統
串行通信将二進制數據編碼為脈沖序列,通過調控脈沖寬度(如PWM調寬)和間隔時間實現數據同步傳輸,典型應用包括RS-232協議和光纖通信。
三、技術優勢對比 | 場景| 脈沖頻率範圍| 核心作用 | |-------------|-----------------|--------------------| | 激光加工| 1MHz-100GHz | 控制熱傳導過程 | | 質譜分析| 1kHz-10MHz| 時序分離離子束 | | 數據傳輸| 50bps-10Gbps| 調制編碼信息 |
需注意:在伺服控制系統中,正/反轉脈沖串(如NP/PP信號)還用于驅動電機轉向控制,通過兩路脈沖相位差實現旋轉方向判别。
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