Micheal Faraday (22^ndZáří 1971-25^thAugust 1867) je otcem generátoru. Generátor čtvercových vln je jeden typ generátoru, který se používá k generování tvaru vlny ve čtverci, ke konstrukci tohoto generátoru se používají spouštěcí invertory Schmitt, jako je TTL. Tento generátor se používá při zpracování signálu a v elektronice. Existují různé typy generátorů v různých velikostech, přičemž generátor čtvercových vln je jeden typ. Tento článek pojednává o přehledu generátoru čtvercových vln, který zahrnuje jeho definici, schéma zapojení a odvození časového období a frekvence.

Co je to generátor čtvercových vln?

Generátor čtvercových vln je definován jako oscilátor, který poskytuje výstup bez jakéhokoli vstupu, bez jakéhokoli vstupu v tom smyslu, že bychom měli dát vstup do 0 sekund, což znamená, že to musí být impulsní vstup. Tento generátor se používá při číslicovém zpracování signálu a elektronických aplikacích. Generátor čtvercových vln je také známý jako Astabilní multivibrátor nebo volnoběh a frekvence generátoru čtvercových vln je nezávislá na výstupním napětí. Níže je vysvětleno základní schéma zapojení a práce generátoru čtvercových vln.

Obvod generátoru hranatých vln

K návrhu generátoru čtvercových vln potřebujeme kondenzátor, odpor, operační zesilovač a napájecí zdroj. Kondenzátor a rezistor jsou připojeny k invertující svorce operačního zesilovače a rezistorům R₁a R._dvajsou připojeny k neinvertující svorce operačního zesilovače. Schéma zapojení generátoru čtvercových vln používající operační zesilovač je uvedeno níže

Obvod generátoru hranatých vln využívající operační zesilovač

Pokud nutíme výstup přepínat mezi kladným saturačním napětím a záporným saturačním napětím na výstupu operačního zesilovače, můžeme dosáhnout obdélníkové vlny jako výstupní vlny. V ideálním případě bez použití jakéhokoli vstupu by měl být výstup nulový, je vyjádřen jako

PROTI_ven(výstupní napětí) = 0 V, když V_v(vstupní napětí) = 0 V.

Ale prakticky dostaneme nenulový výstup, který je vyjádřen jako

PROTI_0ut≠ 0

Rezistory R₁a R._dvatvoří síť děliče napětí. Pokud je počáteční výstupní napětí nenulové, dostaneme napětí přes V_b.Získáme tedy kladný vstup na neinvertující svorce a invertující svorce, poté se výstup zesílí svým ziskem a dosáhne maximálního výstupního napětí, čímž získáme polovinu obdélníkové vlny, jak je znázorněno na obrázku (a).

Vlnové formy čtvercové vlny

Kondenzátor se začne nabíjet, když máme na invertující svorce nenulový vstup. Nabíjí se nepřetržitě, dokud jeho napětí nebude větší než V_b. Jakmile V_Cje větší než V_b(PROTI_C> V_b). Invertující vstup se stává větším než neinvertující vstup, a proto se výstup op-amp přepne na záporné napětí a zesílí se do (–V_ven)_max.Získáme tedy zápornou polovinu obdélníkové vlny, jak je znázorněno na obrázku (b). Toto je aplikace operační zesilovač jako generátor čtvercových vln.

Časové období a odvození frekvence generátoru čtvercových vln

Na obrázku je Square Wave Generator Circuit V_dvaje napětí na kondenzátoru a V₁je napětí uzlu na kladné svorce. Proud přes operační zesilovač je nulový kvůli ideálním vlastnostem operačního zesilovače. Uvažujme uzlové rovnice z obvodového schématu.

“jak používat prkénko pro začátečníky ”

PROTI₁- V₀/ R._dva+ V₁/ R.₁= 0

PROTI₁[1 / R._dva+ 1 / R.₁] = V₀/ R._dva

PROTI₁[R.₁+ R._dva/ R.₁R_dva] = V₀/ R._dva

PROTI₁(α) = V₀………… ekv. (1)

Pojďme vzít

α = R₁+ R._dva/ R.₁= 1+ R_dva/ R.₁> 1

proto, α> 1 a V₀> 1

Když PROTI₀= + V_sat

PROTI₁= V₀/ α = + V_sat/ α = + V₁

Když PROTI₀= -V_sat

PROTI₁= - V_sat/ α = -V₁

Napětí V₁mít jen dvě možnosti + V₁a - V₁, takže kdykoli V₀změny V₁také změny. Nyní se podívejme, jak V_dvase změní. Napětí V_dvabude nabíjení a vybíjení, pokud zde vytvoříme rovnici uzlu, proud přes kondenzátor se rovná proudu.

C d / dt (0- V_dva) = V_dva- V₀/ R.

-C d V_dva/ dt = V_dva- V₀/ R.

d V_dva/ V₀- V_dva= dt / RC

Pokud vyřešíme výše uvedenou rovnici, dostaneme to

∫₀^V2d (V._dva/ V₀-PROTI_dva) = ∫₀^tdt / RC

Zpočátku musíme předpokládat, že napětí na kondenzátoru je nula

-log (V₀- V_dva) = T / RC + K.

log (V₀- V_dva) = -t / RC + K.

PROTI₀- V_dva= K a^{-t / RC}………… eq (2)

Nahrazení t = 0, V_dva= 0 ve výše uvedené rovnici získá

K = V₀…………………………… eq (3)

Kde je⁰= 1

Náhradník eq (3) v eq (2) dostane

PROTI₀- V_dva= K a^{-t / RC}

PROTI_dva= V₀- V₀je^{-t / RC}

PROTI_dva= V₀[1-e^{-t / RC}]

Aplikování počátečních podmínek na výše uvedenou rovnici

Fáze 1: Nechť V_dva= 0, V₀= + V_sat

V 1. stupni napětí V._dvase nabíjí až + V.₁

Fáze 2: Nechť V_dva= 0, V₀= -V_sat

Ve fázi 2 napětí V._dvase vybíjí až do -V₁

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

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

Náhradník eq (1) v eq (4) získá

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

log [((R.₁+ R._dva/ R.₁)+1) / ((R.₁+ R._dva/ R.₁)-1)] = T / 2 RC

log [R₁+ R._dva+ R.₁/ R.₁⁺R_dva- R.₁] = T / 2 RC

log [2R₁+ R._dva/ R._dva] = T / 2 RC

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

f = 1 / T.

= 1/2 RC log [2R₁+ R._dva/ R._dva ] ……… eq (6)

Rovnice (5) a (6) jsou časové období a frekvence generátoru pravoúhlých vln

Obvod generátoru funkcí

Generátor funkcí je typ nástroje, který se používá ke generování různých typů průběhů, jako jsou sinusové průběhy, trojúhelníkové průběhy, obdélníkové průběhy, pilovité průběhy, čtvercové průběhy a tyto různé typy průběhů mají různé frekvence a mohou být generovány pomocí nástroje zvaného generátor funkcí. Frekvence těchto křivek lze upravit od zlomku Hertzu po několik set kiloHertzů a tento generátor má schopnost generovat různé křivky současně v různých aplikacích. Schéma zapojení generátoru funkcí pomocí LM1458 je uvedeno níže

funkční generátorový obvod

Operační zesilovač LM1458 je dvouúčelový operační zesilovač a zkreslená síť a napájecí vedení těchto duálních operačních zesilovačů jsou běžné. Čtyři integrované obvody v obvodu generátoru funkcí jsou IC 1a, IC 1b, IC 2a a IC 2b. Integrovaný obvod IC 1a je zapojen jako astabilní multivibrátor, integrovaný obvod IC 1b zapojen jako integrátor a IC 2a je také zapojen jako integrátor.

Prvních 10 nejlepších funkčních generátorů v roce 2020 jsou GM Instek SFG-1013 DOS, funkční generátor DIY KIT od JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, generátor funkcí Rigol DGI02220 MHz s druhým kanálem, Eisco Labs funkční generátor - 1 kHz až 100 kHz, B & K Precision 4011A Function Generator, JYETech 08503 - Přenosný digitální generátor funkcí, generátor libovolných funkcí Tektronix AFG1062, generátor libovolných funkcí Keithley 3390 a generátor funkcí / libovolných vlnových průběhů Rigol DG1062Z.

Výhody

Výhody generátoru čtvercových vln jsou

Jednoduchý
Snadná údržba
Levný

Časté dotazy

1). Co jsou čtvercové vlny?

Čtvercové vlny jsou čtvercové mřížky, které se tvoří na povrchu oceánu a tyto vlny jsou také známé jako příčné vlny nebo příbřežní vlny.

2). Jaké jsou typy generátorů signálu?

Typy generátorů signálu jsou Generátor frekvence, Generátor libovolných vln, Generátory mikrovln a RF funkcí, Generátor výšky tónu a Generátory digitálních vzorů.

3). Jaké jsou různé typy obvodů multivibrátoru?

Existují tři typy obvodů multivibrátorů: Monostable Multivibrator Circuit, Astable Multivibrator Circuit a Bistable Multivibrator Circuit.

4). Co je to generátor funkcí?

Generátor funkcí je zařízení nebo zařízení používané ke generování elektrických vln v širokém rozsahu frekvencí. Křivky generované funkčním generátorem jsou trojúhelníková vlna, čtvercová vlna, sinusová vlna a pilovitá vlna.

5). Proč jsou hranaté vlny nebezpečné?

Čtvercové vlny mohou vypadat ohromující a fascinující, ale ve skutečnosti jsou nebezpečné pro plavce a lodě. Když se dvě sady vlnových systémů navzájem srazí, vyústí to ve tvar nebo vlnové vzory, které vypadají jako čtverce přes oceán.

V tomto článku čtvercová vlna Jsou diskutovány výhody generátoru, schémata zapojení generátoru čtvercových vln a generátor funkcí. Zde je otázka, který je nejlepší generátor čtvercových vln?