Ce este un generator de unde pătrate: diagramă de circuite și avantaje

Micheal Faraday (22^ndSeptembrie 1971-25^aAugust 1867) este tatăl generatorului. Generatorul de unde pătrate este un tip de generator utilizat pentru a genera forma de undă într-un pătrat, invertoarele de declanșare Schmitt precum TTL sunt utilizate pentru a construi acest generator. Acest generator este utilizat în procesarea semnalului și în electronică. Există diferite tipuri de generatoare în diferite dimensiuni, în care generatorul de unde pătrate este un singur tip. Acest articol discută o prezentare generală a generatorului de undă pătrată, care include definiția acestuia, diagrama circuitului și derivarea perioadei de timp și a frecvenței.

Ce este un generator de unde pătrate?

Generatorul de unde pătrate este definit ca un oscilator care dă ieșirea fără nicio intrare, fără nicio intrare în sensul în care ar trebui să dăm intrare în zero secunde, ceea ce înseamnă că trebuie să fie o intrare de impuls. Acest generator este utilizat în procesarea digitală a semnalului și aplicații electronice. Generatorul de unde pătrate este, de asemenea, cunoscut sub numele de Multivibrator Astable sau funcționează liber și frecvența generatorului de undă pătrată este independentă de tensiunea de ieșire. Schema de bază a circuitului și funcționarea generatorului de unde pătrate sunt explicate mai jos.

Circuitul generatorului de undă pătrată

Pentru a proiecta generatorul de unde pătrate, avem nevoie de un condensator, rezistor, amplificator operațional și sursă de alimentare. Condensatorul și rezistorul sunt conectate la terminalul inversor al amplificatorului operațional și la rezistențele R₁și R_Douăsunt conectate la terminalul neinversibil al amplificatorului operațional. Schema de circuit a generatorului de unde pătrate care utilizează un amplificator operațional este prezentată mai jos

Circuit generator de undă pătrată folosind Op-Amp

Dacă forțăm ieșirea să comute între tensiunea de saturație pozitivă și tensiunea de saturație negativă la ieșirea unui amplificator operațional, putem obține unda pătrată ca undă de ieșire. În mod ideal, fără nicio intrare aplicată, ieșirea ar trebui să fie zero, se exprimă ca

V_afară(tensiune de ieșire) = 0 V când V_în(tensiune de intrare) = 0 V

Dar practic obținem o ieșire diferită de zero, care este exprimată ca

V_0ut≠ 0

Rezistențele R₁și R_Douăformează o rețea de divizare a tensiunii. Dacă tensiunea inițială de ieșire este diferită de zero, obținem tensiune pe V_b.Astfel, obținem o intrare pozitivă la terminalul neinversibil și la terminalul inversor, apoi ieșirea se amplifică prin câștigul său și atinge tensiunea maximă de ieșire, astfel obținem jumătatea undei pătrate așa cum se arată în figura (a).

Formele de val ale valului pătrat

Condensatorul începe să se încarce când avem o intrare diferită de zero la terminalul inversor. Se va încărca continuu până când tensiunea sa va deveni mai mare decât V_b. De îndată ce V_ceste mai mare decât V_b(V_c> V_b). Intrarea inversoare devine mai mare decât intrarea care nu inversează și, prin urmare, ieșirea amplificatorului op comută la tensiune negativă și se amplifică până la (–V_afară)_max.Astfel se va obține jumătatea negativă a undei pătrate așa cum se arată în figura (b). Aceasta este aplicația unui op-amp ca generator de unde pătrate.

Perioada de timp și derivarea frecvenței generatorului de undă pătrată

În figură, Circuitul V al generatorului de undă pătrată_Douăeste tensiunea pe condensator și V₁este tensiunea nodului la borna pozitivă. Curentul prin op-amp este zero din cauza caracteristicilor ideale ale unui amplificator op. Să luăm în considerare ecuațiile nodurilor din diagrama circuitului.

V₁- V₀/ R_Două+ V₁/ R₁= 0

V₁[1 / R_Două+ 1 / R₁] = V₀/ R_Două

V₁[R₁+ R_Două/ R₁R_Două] = V₀/ R_Două

V₁(α) = V₀………… eq (1)

Hai sa luam

α = R₁+ R_Două/ R₁= 1+ R_Două/ R₁> 1

prin urmare, α> 1 și V₀> 1

Când V₀= + V_sat

V₁= V₀/ α = + V_sat/ α = + V₁

Când V₀= -V_sat

V₁= - V_sat/ α = -V₁

Tensiunea V₁au doar două posibilități + V₁și - V₁, deci ori de câte ori V₀schimbări V₁de asemenea, se schimbă Acum să vedem cum V_Douăse va schimba. Tensiunea V_Douăva fi încărcarea și descărcarea dacă formăm o ecuație nod aici curent printr-un condensator este egal cu curentul.

C d / dt (0- V_Două) = V_Două- V₀/ R

-C d V_Două/ dt = V_Două- V₀/ R

d V_Două/ V₀- V_Două= dt / RC

Dacă rezolvăm ecuația de mai sus, vom obține asta

∫₀^V2d (V_Două/ V₀-V_Două) = ∫₀^tdt / RC

Inițial, trebuie să presupunem că tensiunea pe condensator este zero

-log (V₀- V_Două) = T / RC + K

jurnal (V₀- V_Două) = -t / RC + K

V₀- V_Două= K și^{-t / RC}………… eq (2)

Înlocuind t = 0, V_Două= 0 în ecuația de mai sus va obține

K = V₀…………………………… eq (3)

Unde este⁰= 1

Înlocuirea eq (3) în eq (2) va primi

V₀- V_Două= K și^{-t / RC}

V_Două= V₀- V₀este^{-t / RC}

V_Două= V₀[1-e^{-t / RC}]

Aplicarea condițiilor inițiale ecuației de mai sus

Etapa 1: Fie V_Două= 0, V₀= + V_sat

În etapa-1 tensiunea V_Douăse încarcă până la + V₁

Etapa 2: Fie V_Două= 0, V₀= -V_sat

În etapa-2 tensiunea V_Douădescarcă până la -V₁

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

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

Înlocuirea eq (1) în eq (4) va primi

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

log [((R₁+ R_Două/ R₁) +1) / ((R₁+ R_Două/ R₁) -1)] = T / 2 RC

jurnal [R₁+ R_Două+ R₁/ R₁⁺R_Două- R₁] = T / 2 RC

log [2R₁+ R_Două/ R_Două] = T / 2 RC

T = 2 RC log [2R₁+ R_Două/ R_Două] ……… ech. (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC log [2R₁+ R_Două/ R_Două ] ……… ech. (6)

O ecuație (5) și (6) sunt perioada de timp și frecvența generatorului de unde pătrate

Circuit generator de funcții

Generatorul de funcții este un tip de instrument care este utilizat pentru a genera diferite tipuri de forme de undă, cum ar fi forme de undă sinusoidale, forme de undă triunghiulare, forme de undă dreptunghiulare, forme de undă din dinte de ferăstrău, forme de undă pătrate și aceste tipuri diferite de forme de undă au frecvențe diferite și pot fi generate cu ajutorul a instrumentului numit generator de funcții. Frecvențele acestor forme de undă pot fi ajustate de la o fracțiune de Hz la câteva sute de kiloHertz și acest generator are capacitatea de a genera diferite forme de undă în același timp în aplicații diferite. Schema de circuit a generatorului de funcții folosind LM1458 este prezentată mai jos

circuit-generator-funcție

Un amplificator operațional LM1458 este un amplificator operațional cu dublu scop, iar rețeaua de polarizare și liniile de alimentare ale acestor amplificatoare operaționale duale sunt comune. Cele patru circuite integrate din circuitul generatorului de funcții sunt IC 1a, IC 1b, IC 2a și IC 2b. Circuitul integrat IC 1a este conectat ca un multivibrator astabil, circuitul integrat IC 1b este conectat ca integrator, iar IC 2a este, de asemenea, conectat ca integrator.

Primii 10 cei mai buni generatori de funcții din 2020 sunt GM Instek SFG-1013 DOS, Generator de funcții DIY KIT de JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, Rigol DGI02220 MHz Generator de funcții cu al doilea canal, Generator de funcții Eisco Labs - 1KHz la 100 kHz, B & K Precision 4011A Generator de funcții, JYETech 08503 - Generator de funcții digitale portabil, Tektronix AFG1062 Generator de funcții arbitrare, Keithley 3390 Generator de funcții arbitrare și Generator de funcții Rigol DG1062Z / Generator de forme de undă arbitrar.

Avantaje

Avantajele generatorului de unde pătrate sunt

• Simplu
• Ușor de întreținut
• Ieftin

Întrebări frecvente

1). Ce sunt valurile pătrate?

Valurile pătrate sunt rețele în formă de pătrat care se formează pe suprafața oceanului și aceste valuri sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de valuri transversale sau valuri transversale.

2). Care sunt tipurile de generatoare de semnal?

Tipurile de generatoare de semnal sunt Generator de frecvență, Generator de formă de undă arbitrară, Generator de microunde și funcții RF, Generator de pitch și Generatoare de modele digitale.

3). Care sunt diferitele tipuri de circuite multivibratoare?

Există trei tipuri de circuite multivibratoare, acestea sunt Circuitul Multivibrator Monostabil, Circuitul Multivibrator Astabil și Circuitul Multivibrator Bistabil.

4). Care este generatorul de funcții?

Generatorul de funcții este echipamentul sau dispozitivul utilizat pentru a genera formele de undă electrice pe o gamă largă de frecvențe. Formele de undă generate de generatorul de funcții sunt o undă triunghiulară, undă pătrată, undă sinusoidală și undă din dinte de ferăstrău.

5). De ce valurile pătrate sunt periculoase?

Valurile pătrate pot fi uluitoare și fascinante, dar de fapt sunt periculoase pentru înotători și bărci. Când două seturi de sisteme de unde se ciocnesc, rezultă forme sau forme de val care arată ca niște pătrate peste ocean.

În acest articol val pătrat sunt discutate avantajele generatorului, diagramele de circuit ale generatorului de undă pătrată și generatorul de funcții. Iată o întrebare pentru dvs., care este cel mai bun generator de unde pătrate?