Kas yra kvadratinių bangų generatorius: grandinės schema ir pranašumai

Michealas Faraday (22 m.)^nd1971 rugsėjo 25–25 d^tūkst1867 m. Rugpjūtis) yra generatoriaus tėvas. Kvadratinių bangų generatorius yra vieno tipo generatorius, naudojamas generuoti bangos formą kvadrate. Šiam generatoriui sukonstruoti naudojami Schmitto trigerio keitikliai, tokie kaip TTL. Šis generatorius naudojamas apdorojant signalus ir elektronikoje. Yra įvairių tipų skirtingų dydžių generatoriai, tame kvadratinių bangų generatorius yra vienas tipas. Šiame straipsnyje aptariama kvadratinių bangų generatoriaus apžvalga, apimanti jo apibrėžimą, grandinės schemą, laiko periodo ir dažnio išvedimą.

Kas yra kvadratinių bangų generatorius?

Kvadratinių bangų generatorius apibrėžiamas kaip osciliatorius, suteikiantis išvestį be jokio įėjimo, be jokio įėjimo ta prasme, kad mes turėtume įvesti įvestį per nulį sekundžių, o tai reiškia, kad tai turi būti impulsinis įėjimas. Šis generatorius naudojamas skaitmeniniam signalo apdorojimui ir elektroninėms programoms. Kvadratinių bangų generatorius taip pat žinomas kaip Astabilus multivibratorius arba laisvai veikiantis, o kvadratinių bangų generatoriaus dažnis nepriklauso nuo išėjimo įtampos. Pagrindinė kvadratinių bangų generatoriaus schema ir veikimas paaiškintas žemiau.

Kvadratinių bangų generatoriaus grandinė

Norėdami suprojektuoti kvadratinių bangų generatorių, mums reikia kondensatoriaus, rezistoriaus, operacinio stiprintuvo ir maitinimo šaltinio. Kondensatorius ir rezistorius yra prijungti prie operacinio stiprintuvo ir rezistorių R invertuojančio gnybto₁ir R_duyra prijungti prie neveikiančio operacinio stiprintuvo gnybto. Žemiau parodyta kvadratinių bangų generatoriaus, naudojančio operacinį stiprintuvą, schema

Kvadratinių bangų generatoriaus grandinė naudojant „Op-Amp“

Jei priverstume išvestį persijungti tarp teigiamos soties įtampos ir neigiamos soties įtampos veikimo stiprintuvo išėjime, galime pasiekti kvadratinę bangą kaip išėjimo bangą. Idealiu atveju be jokio įvesties išvestis turėtų būti lygi nuliui, ji išreiškiama kaip

V_išėjo(išėjimo įtampa) = 0 V, kai V_į(įėjimo įtampa) = 0 V

Bet praktiškai gauname tam tikrą nulio nulinę išvestį, kuri išreiškiama kaip

V_0ut0

Rezistoriai R₁ir R_dusuformuoti įtampos skirstytuvo tinklą. Jei pradinė išėjimo įtampa nėra nulinė, gauname įtampą per V_b.Taigi gauname teigiamą įėjimą ne invertuojančiame gnybte ir invertuojančiame gnybte, tada išėjimas sustiprinamas jo stiprinimu ir pasiekia didžiausią išėjimo įtampą, taigi mes gauname pusę kvadratinės bangos, kaip parodyta (a) paveiksle.

Kvadratinės bangos formos

Kondensatorius pradeda krautis, kai invertuojančiame gnybte turime nulio nulį. Jis bus kraunamas nuolat, kol jo įtampa taps didesnė nei V_b. Kai tik V_cyra didesnis už V_b(V_c> V_b). Apverstoji įvestis tampa didesnė už neinvertuojančią įvestį, todėl op-amp išėjimas persijungia į neigiamą įtampą ir sustiprėja iki (–V_išėjo)_maks.Taigi gausite neigiamą kvadratinės bangos pusę, kaip parodyta (b) paveiksle. Tai yra op-amp kaip kvadratinių bangų generatorius.

Kvadratinių bangų generatoriaus laiko periodas ir dažnio išvedimas

Paveiksle kvadratinių bangų generatoriaus V grandinė_duyra kondensatoriaus įtampa ir V₁yra mazgo įtampa teigiamame gnybte. Srovė per op-amp yra lygi nuliui dėl idealių op-amp charakteristikų. Panagrinėkime mazgo lygtis iš grandinės schemos.

V₁- V₀/ R_du+ V.₁/ R₁= 0

V₁[1 / R_du+ 1 / R₁] = V₀/ R_du

V₁[R₁+ R_du/ R₁R_du] = V₀/ R_du

V₁(α) = V₀………… ekv. (1)

Paimkime

α = R₁+ R_du/ R₁= 1+ R_du/ R₁> 1

todėl, α> 1 ir V₀> 1

Kada V₀= + V._sėdėjo

V₁= V₀/ α = + V_sėdėjo/ α = + V₁

Kada V₀= -V_sėdėjo

V₁= - V._sėdėjo/ α = -V₁

Įtampa V₁turi tik dvi galimybes + V₁ir - V.₁, taigi, kai tik V₀keičiasi V₁taip pat keičiasi. Dabar pažiūrėkime, kaip V_duketina keistis. Įtampa V_dubus įkrovimas ir iškrovimas, jei čia suformuosime mazgo lygtį, srovė per kondensatorių yra lygi srovei.

C d / dt (0 - V_du) = V_du- V₀/ R

-C d V_du/ dt = V._du- V₀/ R

d V_du/ V₀- V_du= dt / RC

Jei išspręsime aukščiau pateiktą lygtį, tai gausime

∫₀^V2d (V._du/ V₀-V_du) = ∫₀^tdt / RC

Iš pradžių turime manyti, kad kondensatoriaus įtampa lygi nuliui

-log (V₀- V_du) = t / RC + K

žurnalas (V₀- V_du) = -t / RC + K

V₀- V_du= K ir^{-t / RC}………… ekv. (2)

Pakeičiant t = 0, V_du= 0 aukščiau pateiktoje lygtyje gaus

K = V₀…………………………… ekv. (3)

Kur yra⁰= 1

Eq (3) pakaitalas eq (2) gaus

V₀- V_du= K ir^{-t / RC}

V_du= V₀- V₀yra^{-t / RC}

V_du= V₀[1-e^{-t / RC}]

Pradinių sąlygų taikymas aukščiau pateiktai lygčiai

1 etapas: tegul V_du= 0, V.₀= + V._sėdėjo

1 etape įtampa V_dukraunasi iki + V₁

2 etapas: tegul V_du= 0, V.₀= -V_sėdėjo

2 etape įtampa V_duišleidžia iki -V₁

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

[log (αV₁+ V._du/ αV₁- V₁)] = 1 / RC [T / 2] ……………… ekv. (4)

Eq (1) pakaitalas eq (4) gaus

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

žurnalas [((R₁+ R_du/ R₁) +1) / ((R₁+ R_du/ R₁) -1)] = T / 2 RC

žurnalas [R₁+ R_du+ R₁/ R₁⁺R_du- R₁] = T / 2 RC

žurnalas [2R₁+ R_du/ R_du] = T / 2 RC

T = 2 RC log [2R₁+ R_du/ R_du] ……… ekv. (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC log [2R₁+ R_du/ R_du ] ……… ekv. (6)

(5) ir (6) lygtis yra kvadratinių bangų generatoriaus laikotarpis ir dažnis

Funkcijų generatoriaus grandinė

Funkcijų generatorius yra prietaiso tipas, naudojamas įvairių tipų bangų formoms, tokioms kaip sinusinės, trikampės, stačiakampės, pjūklo formos, kvadratinės, ir šių skirtingų tipų bangos turi skirtingus dažnius ir jas gali generuoti su pagalba. prietaiso, vadinamo funkcijų generatoriumi. Šių bangos formų dažnius galima reguliuoti nuo Hertz trupmenos iki kelių šimtų kiloHertz ir šis generatorius gali vienu metu generuoti skirtingas bangos formas skirtingose ​​programose. Funkcijų generatoriaus, naudojančio LM1458, schema parodyta žemiau

funkcija-generatorius-grandinė

Operacinis stiprintuvas LM1458 yra dvejopos paskirties operacinis stiprintuvas, o šių dvigubų operacinių stiprintuvų įstrižainės tinklo ir maitinimo linijos yra bendros. Keturios funkcijų generatoriaus grandinės integruotos grandinės yra IC 1a, IC 1b, IC 2a ir IC 2b. Integruotas grandynas IC 1a yra prijungtas kaip stabilus multivibratorius, integruotas grandynas IC 1b yra sujungtas kaip integratorius, o IC 2a taip pat laidas kaip integratorius.

10 geriausių funkcijų generatorių 2020 m. Yra „GM Instek SFG-1013 DOS“, „JYE Tech FG085“ funkcijų generatoriaus savadarbis rinkinys, „ATTEN ATF20B DDS“, „Rigol DGI02220 MHz“ funkcijų generatorius su antruoju kanalu, „Eisco Labs“ funkcijų generatorius - nuo 1 kHz iki 100 kHz, B & K Precision 4011A funkcijų generatorius, JYETech 08503 - nešiojamas skaitmeninių funkcijų generatorius, „Tektronix AFG1062“ savavališkų funkcijų generatorius, „Keithley 3390“ savavališkų funkcijų generatorius ir „Rigol DG1062Z“ funkcijų / savavališkos bangos formos generatorius.

Privalumai

Kvadratinių bangų generatoriaus privalumai yra

• Paprasta
• Lengva prižiūrėti
• Pigūs

DUK

1). Kas yra kvadratinės bangos?

Kvadratinės bangos yra kvadrato formos tinkleliai, susidarantys vandenyno paviršiuje, o šios bangos taip pat žinomos kaip kryžminės bangos arba kryžminės jūros bangos.

2). Kokie yra signalo generatorių tipai?

Signalų generatorių tipai yra dažnio generatorius, savavališkas bangos formos generatorius, mikrobangų krosnelės ir RF funkcijų generatoriai, pikio generatoriai ir skaitmeninio modelio generatoriai.

3). Kokie yra skirtingi multivibratorių grandinių tipai?

Yra trijų tipų multivibratorių grandinės, tai yra monostabili multivibratoriaus grandinė, Astable multivibratoriaus grandinė ir Bistable multivibratoriaus grandinė.

4). Kas yra funkcijų generatorius?

Funkcijų generatorius yra įranga ar įtaisas, naudojamas generuoti elektros bangų formas plačiu dažnių diapazonu. Funkcijų generatoriaus generuojamos bangos formos yra trikampė, kvadratinė, sinusinė ir pjūklo bangos.

5). Kodėl kvadratinės bangos yra pavojingos?

Kvadratinės bangos gali būti nuostabios ir žavios atrodyti, tačiau iš tikrųjų jos yra pavojingos plaukikams ir valtims. Kai du bangų sistemų rinkiniai susiduria tarpusavyje, susidaro formos ar bangos modeliai, kurie atrodo kaip kvadratai per vandenyną.

Šiame straipsnyje kvadratinė banga Aptariami generatoriaus pranašumai, kvadratinių bangų generatoriaus schemos ir funkcijų generatorius. Štai jums klausimas, kuris yra geriausias kvadratinių bangų generatorius?