Co to jest generator fal kwadratowych: schemat obwodu i zalety

Co to jest generator fal kwadratowych: schemat obwodu i zalety

Micheal Faraday (22ndWrzesień 1971-25thSierpień 1867) jest ojcem generatora. Generator fal prostokątnych jest jednym z typów generatorów wykorzystywanych do generowania przebiegu w kwadracie, do budowy tego generatora używane są falowniki Schmitta, takie jak TTL. Ten generator jest używany w przetwarzaniu sygnałów i elektronice. Istnieją różne typy generatorów w różnych rozmiarach, w tym jeden generator fali prostokątnej. W artykule omówiono przegląd generatora fal prostokątnych, w tym jego definicję, schemat obwodu i wyprowadzenie okresu czasu i częstotliwości.



Co to jest generator fal kwadratowych?

Generator fali prostokątnej jest zdefiniowany jako oscylator, który daje sygnał wyjściowy bez żadnego sygnału wejściowego, bez żadnego sygnału wejściowego w tym sensie, że powinniśmy podać dane wejściowe w ciągu 0 sekund, co oznacza, że ​​musi to być wejście impulsowe. Ten generator jest używany w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów i zastosowaniach elektronicznych. Generator fali prostokątnej jest również znany jako Astable Multivibrator lub wolnobieżny, a częstotliwość generatora fali prostokątnej jest niezależna od napięcia wyjściowego. Podstawowy schemat obwodu i działanie generatora fali prostokątnej wyjaśniono poniżej.


Obwód generatora fal prostokątnych

Aby zaprojektować generator fali prostokątnej, potrzebujemy kondensatora, rezystora, wzmacniacza operacyjnego i zasilacza. Kondensator i rezystor są podłączone do zacisku odwracającego wzmacniacza operacyjnego i rezystorów R.1i R.dwasą podłączone do nieodwracającego zacisku wzmacniacza operacyjnego. Schemat obwodu generatora fal prostokątnych ze wzmacniaczem operacyjnym pokazano poniżej





Obwód generatora fal prostokątnych wykorzystujący wzmacniacz operacyjny

Obwód generatora fal prostokątnych wykorzystujący wzmacniacz operacyjny

Jeśli wymusimy na wyjściu przełączanie między dodatnim napięciem nasycenia a ujemnym napięciem nasycenia na wyjściu wzmacniacza operacyjnego, możemy uzyskać falę prostokątną jako falę wyjściową. Najlepiej, gdyby nie zastosowano żadnego wkładu, wyjście powinno wynosić zero, jest wyrażone jako



Vna zewnątrz(napięcie wyjściowe) = 0 V, gdy V.w(napięcie wejściowe) = 0 V.

Ale praktycznie otrzymujemy niezerowe wyjście, które jest wyrażone jako


V0ut≠ 0

Oporniki R1i R.dwatworzą sieć dzielnika napięcia. Jeśli początkowe napięcie wyjściowe jest niezerowe, otrzymujemy napięcie na V.b.W ten sposób otrzymujemy dodatnie wejście na zacisku nieodwracającym i zacisku odwracającym, a następnie wyjście zostaje wzmocnione przez jego wzmocnienie i osiąga maksymalne napięcie wyjściowe, w ten sposób otrzymujemy połowę fali prostokątnej, jak pokazano na rysunku (a).

Formy fali prostokątnej

Formy fali prostokątnej

Kondensator zaczyna się ładować, gdy mamy niezerowe wejście na zacisku odwracającym. Będzie ładować się w sposób ciągły, dopóki jego napięcie nie przekroczy V.b. Gdy tylko Vdojest większa niż Vb(Vdo> Vb). Wejście odwracające staje się większe niż wejście nieodwracające i dlatego wyjście wzmacniacza operacyjnego przełącza się na napięcie ujemne i jest wzmacniane do (–Vna zewnątrz)max.W ten sposób otrzymamy ujemną połowę fali prostokątnej, jak pokazano na rysunku (b). To jest aplikacja wzmacniacz operacyjny jako generator fali prostokątnej.

Okres i wyprowadzanie częstotliwości generatora fal prostokątnych

Na rysunku obwód generatora fal kwadratowych V.dwajest napięciem na kondensatorze, a V.1jest napięciem węzła na dodatnim zacisku. Prąd płynący przez wzmacniacz operacyjny wynosi zero ze względu na idealne właściwości wzmacniacza operacyjnego. Rozważmy równania węzłów ze schematu obwodu.

V1- V0/ Rdwa+ V1/ R1= 0

V1[1 / Rdwa+ 1 / R1] = V0/ Rdwa

V1[R1+ R.dwa/ R1Rdwa] = V0/ Rdwa

V1(α) = V0………… eq (1)

Weźmy

α = R1+ R.dwa/ R1= 1+ R.dwa/ R1> 1

w związku z tym, α> 1 i V0> 1

Gdy V0= + Vsat

V1= V0/ α = + Vsat/ α = + V1

Gdy V0= -Vsat

V1= - Vsat/ α = -V1

Napięcie V.1mają tylko dwie możliwości + V.1i - V1, więc kiedykolwiek V0zmiany V1również się zmienia. Zobaczmy teraz, jak V.dwasię zmieni. Napięcie V.dwabędzie ładowaniem i rozładowywaniem, jeśli utworzymy tutaj równanie węzła prąd płynący przez kondensator jest równy prądowi.

C d / dt (0- Vdwa) = Vdwa- V0/ R

-C d Vdwa/ dt = Vdwa- V0/ R

d Vdwa/ V0- Vdwa= dt / RC

Jeśli rozwiążemy powyższe równanie, otrzymamy to

0V2d (Vdwa/ V0-Vdwa) = ∫0tdt / RC

Początkowo musimy założyć, że napięcie na kondensatorze wynosi zero

-log (V0- Vdwa) = t / RC + K

log (V0- Vdwa) = -t / RC + K

V0- Vdwa= K i-t / RC………… eq (2)

Podstawiając t = 0, Vdwa= 0 w powyższym równaniu otrzyma

K = V0…………………………… eq (3)

Gdzie jest0= 1

Zastąpienie eq (3) w równaniu (2) otrzyma

V0- Vdwa= K i-t / RC

Vdwa= V0- V0jest-t / RC

Vdwa= V0[1-e-t / RC]

Zastosowanie warunków początkowych do powyższego równania

Etap 1: Niech Vdwa= 0, V0= + Vsat

W stopniu 1 napięcie Vdwaładuje się do + V.1

Etap 2: Niech Vdwa= 0, V0= -Vsat

W stopniu 2 napięcie Vdwarozładowuje się do -V1

[log (V0 + V1 / V0 - V1)] = 1 / RC [T / 2]

[log (αV1+ Vdwa/ αV1- V1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… eq (4)

Zastąpienie eq (1) w równaniu (4) otrzyma

log [V1(α + 1) / V1(α - 1)] = [T / 2 RC]

log [((R1+ R.dwa/ R1) +1) / ((R1+ R.dwa/ R1) -1)] = T / 2 RC

log [R1+ R.dwa+ R.1/ R1+Rdwa- R1] = T / 2 RC

log [2R1+ R.dwa/ Rdwa] = T / 2 RC

T = 2 RC log [2R1+ R.dwa/ Rdwa] ……… eq (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC log [2R1+ R.dwa/ Rdwa ] ……… eq (6)

Równanie (5) i (6) to okres czasu i częstotliwość generatora fali prostokątnej

Obwód generatora funkcji

Generator funkcji jest rodzajem instrumentu, który służy do generowania różnego rodzaju przebiegów, takich jak przebiegi sinusoidalne, trójkątne, prostokątne, piłokształtne, prostokątne i te różne typy przebiegów mają różne częstotliwości i mogą być generowane za pomocą instrumentu zwanego generatorem funkcji. Częstotliwości tych przebiegów mogą być regulowane od ułamka Hz do kilkuset kiloHertzów, a generator ten ma zdolność generowania różnych przebiegów w tym samym czasie w różnych zastosowaniach. Schemat obwodu generatora funkcyjnego wykorzystującego LM1458 pokazano poniżej

obwód generatora funkcji

obwód generatora funkcji

Wzmacniacz operacyjny LM1458 to wzmacniacz operacyjny o podwójnym zastosowaniu, a sieć polaryzacji i linie zasilania tych podwójnych wzmacniaczy operacyjnych są wspólne. Cztery układy scalone w obwodzie generatora funkcyjnego to IC 1a, IC 1b, IC 2a i IC 2b. Układ scalony IC 1a jest okablowany jako astabilny multiwibrator, układ scalony IC 1b okablowany jako integrator, a IC 2a jest również okablowany jako integrator.

10 najlepszych generatorów funkcyjnych w 2020 roku to GM Instek SFG-1013 DOS, Generator funkcji DIY KIT firmy JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, generator funkcyjny Rigol DGI02220 MHz z drugim kanałem, generator funkcyjny Eisco Labs - 1KHz do 100 kHz, B & K Precision 4011A Generator funkcyjny, JYETech 08503 - Przenośny cyfrowy generator funkcyjny, Arbitralny generator funkcyjny Tektronix AFG1062, Arbitralny generator funkcyjny Keithley 3390 i Rigol DG1062Z Funkcyjny / arbitralny generator przebiegów.

Zalety

Zaletami generatora fali prostokątnej są

  • Prosty
  • Łatwy w utrzymaniu
  • Tani

FAQ's

1). Co to są fale kwadratowe?

Fale kwadratowe to kwadratowe siatki, które tworzą się na powierzchni oceanu. Fale te są również znane jako fale poprzeczne lub fale morskie.

2). Jakie są typy generatorów sygnału?

Typy generatorów sygnału to generator częstotliwości, generator przebiegów arbitralnych, generatory mikrofalowe i RF, generator wysokości tonu i cyfrowe generatory wzorców.

3). Jakie są różne typy obwodów multiwibratora?

Istnieją trzy typy obwodów multiwibratora, są to obwód monostabilnego multiwibratora, obwód stabilnego multiwibratora i obwód bistabilnego multiwibratora.

4). Co to jest generator funkcji?

Generator funkcyjny to sprzęt lub urządzenie używane do generowania przebiegów elektrycznych w szerokim zakresie częstotliwości. Przebiegi generowane przez generator funkcji to fala trójkątna, prostokątna, sinusoidalna i piłokształtna.

5). Dlaczego fale prostokątne są niebezpieczne?

Fale prostokątne mogą być oszałamiające i fascynujące, ale w rzeczywistości są niebezpieczne dla pływaków i łodzi. Kiedy dwa zestawy systemów fal zderzają się ze sobą, powstaje forma lub wzorce fal, które wyglądają jak kwadraty na oceanie.

W tym artykule kwadratowa fala omówiono zalety generatora, schematy obwodów generatora fali prostokątnej oraz generatora funkcyjnego. Oto pytanie do ciebie, który jest najlepszy generator fal prostokątnych?