Какво е генератор на квадратни вълни: Електрическа схема и предимства

Какво е генератор на квадратни вълни: Електрическа схема и предимства

Майкъл Фарадей (22ndСептември 1971-25тиАвгуст 1867 г.) е бащата на генератора. Генераторът на квадратни вълни е един тип генератор, използван за генериране на формата на вълната в квадрат, а инверторите на Schmitt като TTL се използват за конструиране на този генератор. Този генератор се използва в обработката на сигнали и в електрониката. Има различни видове генератори с различни размери, при които генераторът с квадратни вълни е един тип. Тази статия разглежда общ преглед на генератора на квадратни вълни, който включва неговата дефиниция, електрическа схема и извеждане на периода от време и честотата.



Какво е генератор на квадратни вълни?

Генераторът на квадратни вълни се дефинира като осцилатор, който дава изхода без никакъв вход, без никакъв вход в смисъла, в който трябва да дадем вход в рамките на нула секунди, което означава, че трябва да е импулсен вход. Този генератор се използва при цифрова обработка на сигнали и електронни приложения. Генераторът на квадратни вълни е известен още като Стабилен мултивибратор или свободно работещи и честотата на генератора на квадратни вълни е независима от изходното напрежение. Основната електрическа схема и работата на генератора на квадратни вълни са обяснени по-долу.


Квадратна вълнова генераторна верига

За да проектираме генератора на квадратни вълни, се нуждаем от кондензатор, резистор, операционен усилвател и захранване. Кондензаторът и резисторът са свързани към инвертиращия терминал на операционния усилвател и резисторите R1и Rдвеса свързани към неинвертиращия терминал на операционния усилвател. Схемата на генератора на квадратни вълни с помощта на операционен усилвател е показана по-долу





Квадратна вълнова генераторна схема, използваща Op-Amp

Квадратна вълнова генераторна схема, използваща Op-Amp

Ако принудим изхода да превключва между положителното напрежение на насищане и отрицателното напрежение на насищане на изхода на операционен усилвател, можем да постигнем квадратна вълна като изходна вълна. В идеалния случай, без прилаган вход, изходът трябва да е нула, той се изразява като



Vнавън(изходно напрежение) = 0 V, когато Vв(входно напрежение) = 0 V

Но на практика получаваме някакъв ненулев изход, който се изразява като


V0ут≠ 0

Резисторите R1и Rдвеобразуват делителна мрежа на напрежението. Ако първоначалното изходно напрежение е ненулево, получаваме напрежение през Vб.По този начин получаваме положителен вход на неинвертиращия терминал и инвертиращия терминал, след това изходът се усилва от неговото усилване и достига максималното изходно напрежение, като по този начин получаваме половината от квадратната вълна, както е показано на фигура (а).

Вълнови форми на квадратна вълна

Вълнови форми на квадратна вълна

Кондензаторът започва да се зарежда, когато имаме ненулев вход на инвертиращия терминал. Той ще се зарежда непрекъснато, докато напрежението му стане по-голямо от Vб. Щом V° Се по-голямо от Vб(V° С> Vб). Инвертиращият вход става по-голям от неинвертиращия вход и следователно изходът на оп-усилвателя превключва на отрицателно напрежение и се усилва до (–Vнавън)макс.Така ще получите отрицателната половина на квадратната вълна, както е показано на фигура (b). Това е приложението на оп-усилвател като генератор на квадратни вълни.

Период и честотно извеждане на генератора на квадратни вълни

На фигурата, верига V на генератор на квадратни вълнидвее напрежението на кондензатора и V1е напрежението на възела на положителния извод. Токът през операционния усилвател е нула поради идеалните характеристики на операционния усилвател. Нека разгледаме уравненията на възлите от схемата.

V1- V0/ Rдве+ V1/ R1= 0

V1[1 / Rдве+ 1 / R1] = V0/ Rдве

V1[R1+ Rдве/ R1Rдве] = V0/ Rдве

V1(α) = V0………… eq (1)

Да вземем

α = R1+ Rдве/ R1= 1+ Rдве/ R1> 1

Следователно, α> 1 и V0> 1

Кога V0= + Vседнал

V1= V0/ α = + Vседнал/ α = + V1

Кога V0= -Vседнал

V1= - Vседнал/ α = -V1

Напрежението V1имат само две възможности + V1и - V1, така че когато V0промени V1също се променя. Сега да видим как Vдвеще се промени. Напрежението Vдвеще бъде зареждането и разреждането, ако формираме уравнение на възел тук токът през кондензатор е равен на тока.

C d / dt (0 - Vдве) = Vдве- V0/ R

-C d Vдве/ dt = Vдве- V0/ R

d Vдве/ V0- Vдве= dt / RC

Ако решим горното уравнение, ще получим това

0V2г (Vдве/ V0-Vдве) = ∫0тdt / RC

Първоначално трябва да приемем, че напрежението в кондензатора е нула

-лог (V0- Vдве) = T / RC + K

дневник (V0- Vдве) = -t / RC + K

V0- Vдве= K и-t / RC………… екв. (2)

Замествайки t = 0, Vдве= 0 в горното уравнение ще получи

K = V0…………………………… екв. (3)

Където е0= 1

Заместителят eq (3) в eq (2) ще получи

V0- Vдве= K и-t / RC

Vдве= V0- V0е-t / RC

Vдве= V0[1-д-t / RC]

Прилагане на начални условия към горното уравнение

Етап 1: Нека Vдве= 0, V0= + Vседнал

В етап-1 напрежението Vдвесе зарежда до + V1

Етап 2: Нека Vдве= 0, V0= -Vседнал

В етап-2 напрежението Vдвесе разрежда до -V1

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

[дневник (αV1+ Vдве/ αV1- V1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… екв. (4)

Заместителят eq (1) в eq (4) ще получи

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

дневник [((R1+ Rдве/ R1) +1) / ((R1+ Rдве/ R1) -1)] = T / 2 RC

дневник [R1+ Rдве+ R1/ R1+Rдве- R1] = T / 2 RC

дневник [2R1+ Rдве/ Rдве] = T / 2 RC

T = 2 RC дневник [2R1+ Rдве/ Rдве] ……… екв. (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC дневник [2R1+ Rдве/ Rдве ] ……… екв. (6)

Уравнение (5) и (6) са периодът от време и честотата на генератора на квадратни вълни

Схема на генератор на функции

Генераторът на функции е тип инструмент, който се използва за генериране на различен тип форми на вълната като синусоидални форми на вълната, триъгълни форми на вълни, правоъгълни форми на вълни, триъгълни форми на вълни, квадратни форми на вълните и тези различни видове вълни имат различни честоти и те могат да генерират с помощта на инструмента, наречен генератор на функции. Честотите на тези вълнови форми могат да бъдат регулирани от част от херца до няколкостотин килоХерца и този генератор има способността да генерира различни вълнови форми едновременно в различни приложения. Схемата на функционалния генератор, използващ LM1458, е показана по-долу

функция-генератор-верига

функция-генератор-верига

Операционен усилвател LM1458 е операционен усилвател с двойно предназначение и мрежата за отклонение и захранващите линии на тези двойни операционни усилватели са често срещани. Четирите интегрални схеми във веригата на генератора на функции са IC 1a, IC 1b, IC 2a и IC 2b. Интегралната схема IC 1a е свързана като нестабилен мултивибратор, интегралната схема IC 1b е свързана като интегратор, а IC 2a също е свързана като интегратор.

Топ 10 на най-добрите функционални генератори през 2020 г. са GM Instek SFG-1013 DOS, функционален генератор DIY KIT от JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, генератор на функции Rigol DGI02220 MHz с втория канал, генератор на функции на Eisco Labs - 1KHz до 100 kHz, B & K Precision 4011A Генератор на функции, JYETech 08503 - Преносим цифров генератор на функции, Tektronix AFG1062 Генератор на произволни функции, Генератор на произволни функции на Keithley 3390 и Генератор на функции / произволен сигнал на вълната Rigol DG1062Z.

Предимства

Предимствата на генератора с квадратна вълна са

  • Просто
  • Лесна за поддръжка
  • Евтини

ЧЗВ

1). Какво представляват квадратните вълни?

Квадратните вълни са решетки с квадратна форма, които се образуват на океанската повърхност и тези вълни са известни още като кръстосани вълни или морски вълни.

2). Какви са типовете генератори на сигнали?

Видовете генератори на сигнали са генератор на честоти, генератор на произволна форма на вълната, генератори на микровълнови и радиочестотни функции, генератор на стъпки и генератори на цифрови модели.

3). Какви са различните типове мултивибраторни схеми?

Има три типа мултивибраторни вериги, те са моностабилна мултивибраторна верига, стабилна мултивибраторна верига и бистабилна мултивибраторна верига.

4). Какво представлява генераторът на функции?

Функционалният генератор е оборудване или устройство, използвано за генериране на електрически форми на вълната в широк диапазон от честоти. Формите на вълните, генерирани от генератора на функции, са триъгълна вълна, квадратна вълна, синусоида и триъгълна вълна.

5). Защо квадратните вълни са опасни?

Квадратните вълни могат да бъдат умопомрачителни и очарователни на вид, но всъщност те са опасни за плувците и лодките. Когато два комплекта вълнови системи се сблъскат един с друг, това води до форма или вълнови модели, които изглеждат като квадрати отвъд океана.

В тази статия квадратна вълна обсъждат се предимствата на генератора, схеми на генератор с квадратна вълна и генератор на функции. Ето един въпрос към вас, кой е най-добрият генератор на квадратни вълни?