Mišels Faradejs (22nd1971. gada 25. septembristh1867. gada augusts) ir ģeneratora tēvs. Kvadrātveida viļņu ģenerators ir viena veida ģenerators, ko izmanto, lai ģenerētu viļņu formu kvadrātā, šī ģeneratora konstruēšanai tiek izmantoti Šmita sprūda invertori, piemēram, TTL. Šo ģeneratoru izmanto signālu apstrādē un elektronikā. Ir dažādi ģeneratoru veidi dažādos izmēros, tajā kvadrātveida viļņu ģenerators ir viena veida. Šajā rakstā ir apskatīts kvadrātveida viļņu ģeneratora pārskats, kas ietver tā definīciju, shēmas shēmu, kā arī laika perioda un frekvences atvasināšanu.
Kas ir kvadrātveida viļņu ģenerators?
Kvadrātveida viļņu ģenerators ir definēts kā oscilators, kas dod izeju bez jebkādas ieejas, bez jebkādas ieejas tādā nozīmē, ka mums vajadzētu ievadīt ievadi nulles sekunžu laikā, tas nozīmē, ka tai jābūt impulsa ieejai. Šo ģeneratoru izmanto ciparu signālu apstrādē un elektroniskās lietojumprogrammās. Kvadrātveida viļņu ģenerators ir pazīstams arī kā Astable multivibrators vai brīvi darbojas, un kvadrātveida viļņu ģeneratora frekvence nav atkarīga no izejas sprieguma. Kvadrātveida viļņu ģeneratora ķēdes shēma un darbība ir paskaidrota zemāk.
Kvadrātveida viļņu ģeneratora shēma
Lai projektētu kvadrātveida viļņu ģeneratoru, mums ir nepieciešams kondensators, rezistors, darbības pastiprinātājs un barošanas avots. Kondensators un rezistors ir savienoti ar operatīvā pastiprinātāja un rezistoru R invertējošo spaili1un Rdiviir savienoti ar operācijas pastiprinātāja neinvertējošo spaili. Kvadrātveida viļņu ģeneratora shēma, izmantojot operatīvo pastiprinātāju, parādīta zemāk
Kvadrātveida viļņu ģeneratora shēma, izmantojot Op-Amp
Ja mēs piespiedīsim izeju pārslēgties starp pozitīvo piesātinājuma spriegumu un negatīvo piesātinājuma spriegumu pie darbības pastiprinātāja izejas, mēs varam sasniegt kvadrātveida vilni kā izejas vilni. Ideālā gadījumā bez pielietotas ievades izejai jābūt nullei, to izsaka kā
Vārā(izejas spriegums) = 0 V, kad Viekšā(ieejas spriegums) = 0 V
Bet praktiski mēs iegūstam kādu nulles izeju, kas izteikta kā
V0ut≠ 0
Rezistori R1un Rdiviveido sprieguma dalītāja tīklu. Ja sākotnējais izejas spriegums nav nulle, mēs iegūstam spriegumu pāri Vb.Tādējādi mēs iegūstam pozitīvu ieeju neinvertējošajā spailē un invertējošajā spailē, tad izeja tiek pastiprināta ar tās pieaugumu un sasniedz maksimālo izejas spriegumu, tādējādi iegūstot pusi no kvadrātveida viļņa, kā parādīts attēlā (a).
Kvadrātveida viļņu formas
Kondensators sāk uzlādēt, kad invertējošajā spailē mums ir nulles ieeja. Tas lādēsies nepārtraukti, līdz tā spriegums kļūs lielāks par Vb. Tiklīdz Vcir lielāks par Vb(Vc> Vb). Invertējošā ieeja kļūst lielāka par neinvertējošo ieeju, tāpēc op-amp izeja pāriet uz negatīvu spriegumu un tiek pastiprināta līdz (–Vārā)maks.Tādējādi tiks iegūta kvadrātveida viļņa negatīvā puse, kā parādīts b) attēlā. Tas ir op-amp kā kvadrātveida viļņu ģenerators.
Kvadrātveida viļņu ģeneratora laika periods un frekvences atvasināšana
Attēlā Square Wave Generator Circuit Vdiviir kondensatora spriegums un V1ir mezgla spriegums pozitīvajā spailē. Strāva caur op-amp ir nulle, pateicoties op-amp ideālajām īpašībām. Apsvērsim mezglu vienādojumus no shēmas.
V1- V0/ Rdivi+ V1/ R1= 0
V1[1 / Rdivi+ 1 / R1] = V0/ Rdivi
V1[R1+ Rdivi/ R1Rdivi] = V0/ Rdivi
V1(α) = V0………… ekvivalents (1)
Ņemsim
α = R1+ Rdivi/ R1= 1+ Rdivi/ R1> 1
tāpēc α> 1 un V0> 1
Kad V0= + Vsēdēja
V1= V0/ α = + Vsēdēja/ α = + V1
Kad V0= -Vsēdēja
V1= - Vsēdēja/ α = -V1
Spriegums V1ir tikai divas iespējas + V1un - V1, tāpēc vienmēr, kad V0mainās V1arī mainās. Tagad redzēsim, kā Vdivigatavojas mainīties. Spriegums Vdivibūs uzlāde un izlāde, ja mēs šeit izveidosim mezgla vienādojumu, strāva caur kondensatoru ir vienāda ar strāvu.
C d / dt (0 - Vdivi) = Vdivi- V0/ R
-C d Vdivi/ dt = Vdivi- V0/ R
d Vdivi/ V0- Vdivi= dt / RC
Ja mēs atrisināsim iepriekšējo vienādojumu, to iegūsim
∫0V2d (Vdivi/ V0-Vdivi) = ∫0tdt / RC
Sākumā mums jāpieņem, ka spriegums pāri kondensatoram ir nulle
-log (V0- Vdivi) = t / RC + K
žurnāls (V0- Vdivi) = -t / RC + K
V0- Vdivi= K un-t / RC………… ekv. (2)
Aizstājot t = 0, Vdivi= 0 iepriekšminētajā vienādojumā iegūs
K = V0…………………………… ekv. (3)
Kur ir0= 1
Eq (2) aizstājējs eq (2) iegūs
V0- Vdivi= K un-t / RC
Vdivi= V0- V0ir-t / RC
Vdivi= V0[1-e-t / RC]
Sākotnējo nosacījumu piemērošana iepriekšējam vienādojumam
1. posms: Ļaujiet Vdivi= 0, V0= + Vsēdēja
1. posmā spriegums Vdiviuzlādē līdz + V1
2. posms: Ļaujiet Vdivi= 0, V0= -Vsēdēja
2. posmā spriegums Vdiviizlādē līdz -V1
[log (V0 + V1 / V0 - V1)] = 1 / RC [T / 2]
[log (αV1+ Vdivi/ αV1- V1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… ekv. (4)
Eq (1) aizstājējs eq (4) iegūs
žurnāls [V1(α + 1) / V1(α - 1)] = [T / 2 RC]
žurnāls [((R1+ Rdivi/ R1) +1) / ((R1+ Rdivi/ R1) -1)] = T / 2 RC
žurnāls [R1+ Rdivi+ R1/ R1+Rdivi- R1] = T / 2 RC
žurnāls [2R1+ Rdivi/ Rdivi] = T / 2 RC
T = 2 RC log [2R1+ Rdivi/ Rdivi] ……… ekvivalents (5)
f = 1 / T
= 1/2 RC log [2R1+ Rdivi/ Rdivi ] ……… ekv. (6)
(5) un (6) vienādojums ir kvadrātveida viļņu ģeneratora laika periods un frekvence
Funkciju ģeneratora shēma
Funkciju ģenerators ir tāda veida instruments, ko izmanto, lai ģenerētu dažāda veida viļņu formas, piemēram, sinusoidālas, trīsstūra formas, taisnstūra, zāģa zobu, kvadrātveida un šīm dažāda veida viļņu formām ir dažādas frekvences, un tās var radīt ar palīdzību instrumenta, ko sauc par funkciju ģeneratoru. Šo viļņu formu frekvences var noregulēt no hercu daļas līdz vairākiem simtiem kilogramu hercu, un šim ģeneratoram ir iespēja vienlaikus radīt dažādas viļņu formas dažādās lietojumprogrammās. Funkciju ģeneratora shēma, izmantojot LM1458, ir parādīta zemāk
funkcija-ģenerators-ķēde
Operatīvais pastiprinātājs LM1458 ir divējāda mērķa operatīvs pastiprinātājs, un šo divkāršo darbības pastiprinātāju slīpo tīkla un barošanas līnijas ir kopīgas. Četras integrētās shēmas funkciju ģeneratora ķēdē ir IC 1a, IC 1b, IC 2a un IC 2b. Integrētā shēma IC 1a ir vads kā astable multivibrators, integrālā shēma IC 1b ir vads kā integrators, un IC 2a ir vads arī kā integrators.
Labākie 10 funkciju ģeneratori 2020. gadā ir GM Instek SFG-1013 DOS, funkciju ģeneratora pašapkalpošanās komplekts JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, Rigol DGI02220 MHz funkciju ģenerators ar otro kanālu, Eisco Labs funkciju ģenerators - 1KHz līdz 100 kHz, B & K Precision 4011A funkciju ģenerators, JYETech 08503 - pārnēsājams digitālo funkciju ģenerators, Tektronix AFG1062 patvaļīgu funkciju ģenerators, Keithley 3390 patvaļīgu funkciju ģenerators un Rigol DG1062Z funkciju / patvaļīgu viļņu ģenerators.
Priekšrocības
Kvadrātveida viļņu ģeneratora priekšrocības ir
- Vienkārši
- Viegli apkopjama
- Lēts
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kas ir kvadrātveida viļņi?
Kvadrātveida viļņi ir kvadrātveida formas režģi, kas veidojas uz okeāna virsmas, un šie viļņi ir pazīstami arī kā krustveida viļņi vai starp jūru viļņi.
2). Kādi ir signālu ģeneratoru veidi?
Signālu ģeneratoru veidi ir frekvenču ģenerators, patvaļīgs viļņu formas ģenerators, mikroviļņu un RF funkciju ģeneratori, piķa ģeneratori un digitālo modeļu ģeneratori.
3). Kādi ir dažādi multivibratoru ķēžu veidi?
Ir trīs veidu multivibratoru ķēdes, tās ir monostabila multivibratora ķēde, astabla multivibratora ķēde un bistabila multivibratora ķēde.
4). Kas ir funkciju ģenerators?
Funkciju ģenerators ir iekārta vai ierīce, ko izmanto elektrisko viļņu formu ģenerēšanai plašā frekvenču diapazonā. Funkciju ģeneratora radītās viļņu formas ir trīsstūrveida vilnis, kvadrātveida vilnis, sinewave un zāģa zobu vilnis.
5). Kāpēc kvadrātveida viļņi ir bīstami?
Kvadrātveida viļņi var likties prātā un aizraujoši, bet patiesībā tie ir bīstami peldētājiem un laivām. Kad divi viļņu sistēmu komplekti saduras viens ar otru, rodas formas vai viļņu modeļi, kas izskatās kā kvadrāti pāri okeānam.
Šajā rakstā kvadrātveida vilnis Tiek aplūkotas ģeneratora priekšrocības, kvadrātveida viļņu ģeneratora shēmas un funkciju ģenerators. Šeit ir jautājums jums, kurš ir labākais kvadrātveida viļņu ģenerators?
