Kaj je generator kvadratnih valov: vezni diagram in prednosti

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Micheal Faraday (22ndSeptember 1971-25thAvgust 1867) je oče proizvajalca. Generator kvadratnih valov je ena vrsta generatorja, ki se uporablja za generiranje valovne oblike v kvadratu, Schmittovi pretvorniki, kot je TTL, pa se uporabljajo za izdelavo tega generatorja. Ta generator se uporablja pri obdelavi signalov in v elektroniki. Obstajajo različne vrste generatorjev v različnih velikostih, pri čemer je kvadratni val generator ena vrsta. Ta članek obravnava pregled generatorja kvadratnih valov, ki vključuje njegovo definicijo, diagram vezja in izpeljavo časovnega obdobja in frekvence.

Kaj je generator kvadratnih valov?

Generator kvadratnih valov je definiran kot oscilator, ki daje izhod brez kakršnega koli vhoda, brez kakršnega koli vhoda v smislu, da bi morali dati vhod v nič sekundah, kar pomeni, da mora biti impulzni vhod. Ta generator se uporablja pri digitalni obdelavi signalov in elektronskih aplikacijah. Generator kvadratnih valov je znan tudi kot Nastavljiv multivibrator ali prosti tek, frekvenca generatorja kvadratnih valov pa je neodvisna od izhodne napetosti. Osnovni diagram vezja in delovanje generatorja kvadratnih valov so razloženi spodaj.




Vezje generatorja kvadratnih valov

Za zasnovo generatorja kvadratnih valov potrebujemo kondenzator, upor, operacijski ojačevalnik in napajalnik. Kondenzator in upor sta povezana z invertirnim terminalom operacijskega ojačevalnika in uporov R1.in Rdvaso priključeni na neinvertirajoči terminal operacijskega ojačevalnika. Shema vezja generatorja kvadratnih valov z operacijskim ojačevalnikom je prikazana spodaj

Vezje generatorja kvadratnih valov z uporabo Op-Amp

Vezje generatorja kvadratnih valov z uporabo Op-Amp



Če na izhodu delujočega ojačevalnika izhodno napetost preklopimo med pozitivno nasičeno napetostjo in negativno napetostjo nasičenja, lahko kot izhodni val dosežemo kvadratni val. Idealno bi bilo, če ne bi uporabili nobenega vhoda, enak nič, izražen je kot

Vven(izhodna napetost) = 0 V, ko je Vv(vhodna napetost) = 0 V

Toda praktično dobimo nekaj ničelnih izhodov, ki so izraženi kot


V0ut≠ 0

Upori R1.in Rdvatvorijo omrežje delilnika napetosti. Če začetna izhodna napetost ni nič, dobimo napetost čez Vb.Tako dobimo pozitiven vhod na neinvertirajočem terminalu in invertirnem terminalu, nato se izhod ojača s svojim ojačanjem in doseže največjo izhodno napetost, tako dobimo polovico kvadratnega vala, kot je prikazano na sliki (a).

Valovne oblike kvadratnega vala

Valovne oblike kvadratnega vala

Kondenzator se začne polniti, ko imamo na pretvorniškem terminalu vhod, ki ni nič. Polnil se bo neprekinjeno, dokler njegova napetost ne bo večja od Vb. Takoj, ko je Vcje večje od Vb(V.c> Vb). Invertirni vhod postane večji od neinvertirajočega vhoda in tako op-amp izhod preklopi na negativno napetost in se ojača do (–Vven)maks.Tako bomo dobili negativno polovico kvadratnega vala, kot je prikazano na sliki (b). To je uporaba op-amp kot generator kvadratnih valov.

Časovno obdobje in frekvenčna izpeljava generatorja kvadratnih valov

Na sliki, kvadratni val generatorja Vdvaje napetost na kondenzatorju in V1.je napetost vozlišča na pozitivnem priključku. Tok skozi op-amp je nič zaradi idealnih lastnosti op-amp-a. Upoštevajmo enačbe vozlišč iz vezja.

V1.- V0/ Rdva+ V1./ R1.= 0

V1.[1 / Rdva+ 1 / R1.] = V0/ Rdva

V1.[R1.+ Rdva/ R1.Rdva] = V0/ Rdva

V1.(α) = V0………… eq (1)

Vzemimo

α = R1.+ Rdva/ R1.= 1+ Rdva/ R1.> 1

torej, α> 1 in V0> 1

Kdaj V0= + Vsedel

V1.= V0/ α = + Vsedel/ α = + V1.

Kdaj V0= -Vsedel

V1.= - Vsedel/ α = -V1.

Napetost V1.imajo samo dve možnosti + V1.in - V1., torej kadarkoli V0spremembe V1.tudi spreminja. Zdaj pa poglejmo, kako je Vdvase bo spremenila. Napetost Vdvabo polnjenje in praznjenje, če bomo tukaj oblikovali enačbo vozlišča, tok skozi kondenzator je enak toku.

C d / dt (0–Vdva) = Vdva- V0/ R

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

d Vdva/ V0- Vdva= dt / RC

Če rešimo zgornjo enačbo, bomo to dobili

0V2d (V.dva/ V0-Vdva) = ∫0tdt / RC

Sprva moramo domnevati, da je napetost na kondenzatorju enaka nič

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

dnevnik (V0- Vdva) = -t / RC + K

V0- Vdva= K in-t / RC………… eq (2)

Če nadomestimo t = 0, Vdva= 0 v zgornji enačbi

K = V0…………………………… eq (3)

Kje je0= 1

Nadomestni eq (3) v eq (2) bo dobil

V0- Vdva= K in-t / RC

Vdva= V0- V0je-t / RC

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

Uporaba začetnih pogojev za zgornjo enačbo

Faza 1: Naj Vdva= 0, V0= + Vsedel

V stopnji 1 je napetost Vdvase polni do + V1.

2. stopnja: Naj Vdva= 0, V0= -Vsedel

V 2. stopnji je napetost Vdvase izprazni do -V1.

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

[dnevnik (αV1.+ Vdva/ αV1.- V1.)] = 1 / RC [T / 2] ……………… eq (4)

Nadomestni eq (1) v eq (4) bo dobil

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

dnevnik [((R1.+ Rdva/ R1.) +1) / ((R1.+ Rdva/ R1.) -1)] = T / 2 RC

dnevnik [R1.+ Rdva+ R1./ R1.+Rdva- R1.] = T / 2 RC

dnevnik [2R1.+ Rdva/ Rdva] = T / 2 RC

T = 2 dnevnik RC [2R1.+ Rdva/ Rdva] ……… eq (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC dnevnik [2R1.+ Rdva/ Rdva ] ……… eq (6)

Enačba (5) in (6) sta časovno obdobje in frekvenca generatorja kvadratnih valov

Vezje generatorja funkcij

Generator funkcij je vrsta instrumenta, ki se uporablja za generiranje različnih vrst valovnih oblik, kot so sinusne valovne oblike, trikotne valovne oblike, pravokotne valovne oblike, žagaste valovne oblike, kvadratne valovne oblike in te različne vrste valov imajo različne frekvence in jih lahko generirajo s pomočjo instrumenta, imenovanega generator funkcije. Frekvence teh valovnih oblik se lahko prilagodijo od frakcije Hertza do nekaj sto kiloHertz in ta generator lahko istočasno generira različne valovne oblike v različnih aplikacijah. Shema vezja generatorja funkcij z uporabo LM1458 je prikazana spodaj

funkcija-generator-vezje

funkcija-generator-vezje

Operativni ojačevalnik LM1458 je dvonamenski operacijski ojačevalnik in omrežje pristranskosti in napajalni vodi teh dvojnih operacijskih ojačevalnikov so pogosti. Štiri integrirana vezja v vezju funkcijskega generatorja so IC 1a, IC 1b, IC 2a in IC 2b. Integrirano vezje IC 1a je ožičeno kot nestalni multivibrator, integrirano vezje IC 1b je ožičeno kot integrator, IC 2a pa je ožičeno tudi kot integrator.

10 najboljših funkcijskih generatorjev v letu 2020 so GM Instek SFG-1013 DOS, funkcijski generator DIY KIT podjetja JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, funkcijski generator Rigol DGI02220 MHz z drugim kanalom, funkcijski generator Eisco Labs - 1KHz do 100 kHz, B & K Precision 4011A Generator Function, JYETech 08503 - Prenosni digitalni generator funkcij, Tektronix AFG1062 Generator arbitrarnih funkcij, Keithley 3390 Generator arbitrarnih funkcij in Rigol DG1062Z Function / Arbitrar Waveform Generator.

Prednosti

Prednosti generatorja kvadratnih valov so

  • Preprosto
  • Enostavno vzdrževanje
  • Poceni

Pogosta vprašanja

1). Kaj so kvadratni valovi?

Kvadratni valovi so mreže kvadratne oblike, ki se tvorijo na površini oceana, ti valovi pa so znani tudi kot križni valovi ali valovi čez morje.

2). Kakšne so vrste generatorjev signalov?

Vrste generatorjev signalov so generatorji frekvence, generatorji poljubnih valov, generatorji mikrovalov in RF-funkcij, generatorji tonov in generatorji digitalnih vzorcev.

3). Katere so različne vrste vezja multivibratorja?

Obstajajo tri vrste vezja multivibratorja, to so monostabilni multivibrator vezje, Astable Multivibrator Circuit in Bistable Multivibrator Circuit.

4). Kaj je generator funkcij?

Generator funkcij je oprema ali naprava, ki se uporablja za generiranje električnih valovnih oblik v širokem razponu frekvenc. Valovne oblike, ki jih ustvarja funkcijski generator, so trikotni, kvadratni, sinusni in žagasti val.

5). Zakaj so kvadratni valovi nevarni?

Kvadratni valovi so lahko čudoviti in fascinantni na videz, v resnici pa so nevarni za plavalce in čolne. Ko se dva sklopa valovnih sistemov trčita med seboj, to povzroči obliko ali vzorce valov, ki so videti kot kvadrati čez ocean.

V tem članku je kvadratni val obravnavane so prednosti generatorja, diagrami vezja generatorja kvadratnih valov in generatorja funkcij. Tukaj je vprašanje za vas, kateri je najboljši generator kvadratnih valov?