Micheal Faraday (22 anys)ndSetembre 1971-25thAgost de 1867) és el pare del generador. El generador d'ones quadrades és un tipus de generador que s'utilitza per generar la forma d'ona en un quadrat; els inversors de gallet Schmitt com TTL s'utilitzen per construir aquest generador. Aquest generador s’utilitza en processament de senyals i en electrònica. Hi ha diferents tipus de generadors en diferents mides, en què el generador d’ones quadrades és d’un sol tipus. Aquest article tracta una visió general del generador d'ones quadrades que inclou la seva definició, diagrama de circuits i derivació del període de temps i la freqüència.
Què és un generador d'ona quadrada?
El generador d’ones quadrades es defineix com un oscil·lador que dóna la sortida sense cap entrada, sense cap entrada, en el sentit que hauríem de donar entrada en zero segons, cosa que significa que ha de ser una entrada d’impuls. Aquest generador s’utilitza en aplicacions electròniques i de processament de senyals digitals. El generador d'ones quadrades també es coneix com Multivibrador Astable o de funcionament lliure i la freqüència del generador d’ones quadrades és independent de la tensió de sortida. A continuació s’explica el diagrama bàsic de circuits i el funcionament del generador d’ones quadrades.
Circuit de generador d’ona quadrada
Per dissenyar el generador d'ones quadrades, necessitem un condensador, una resistència, un amplificador operacional i una font d'alimentació. El condensador i la resistència estan connectats al terminal inversor de l'amplificador operacional i a les resistències R1i R2estan connectats al terminal no inversor de l'amplificador operacional. A continuació es mostra el diagrama de circuits del generador d’ones quadrades mitjançant un amplificador operacional
Circuit de generador d'ona quadrada amb Op-Amp
Si obligem a la sortida a canviar entre la tensió de saturació positiva i la tensió de saturació negativa a la sortida d’un amplificador operacional, podem aconseguir una ona quadrada com a ona de sortida. Idealment, sense cap entrada aplicada, la sortida hauria de ser zero, s'expressa com
Vfora(tensió de sortida) = 0 V quan Vdins(tensió d'entrada) = 0 V
Però pràcticament obtenim una producció diferent de zero que s’expressa com
V0ut≠ 0
Les resistències R1i R2formen una xarxa divisòria de tensió. Si la tensió de sortida inicial és diferent de zero obtenim tensió a través de Vb.Així, obtenim una entrada positiva al terminal no inversor i al terminal inversor, llavors la sortida s’amplifica pel seu guany i arriba a la tensió màxima de sortida, de manera que obtenim la meitat de l’ona quadrada tal com es mostra a la figura (a).
Formes d'ona d'ona quadrada
El condensador comença a carregar-se quan tenim una entrada diferent de zero al terminal inversor. Es carregarà contínuament fins que la seva tensió sigui superior a Vb. Tan aviat com Vcés més gran que la Vb(Vc> Vb). L’entrada d’inversió és més gran que l’entrada que no inverteix i, per tant, la sortida d’amplificador operatiu passa a tensió negativa i s’amplifica fins a (–Vfora)màx.Així obtindreu la meitat negativa de l'ona quadrada tal com es mostra a la figura (b). Aquesta és l'aplicació d'un fitxer amplificador operatiu com a generador d’ones quadrades.
Període de temps i derivació de freqüència del generador d'ona quadrada
A la figura, Circuit V del generador d’ones quadrades2és el voltatge a través del condensador i V1és la tensió del node al terminal positiu. El corrent a través de l'amplificador operatiu és nul a causa de les característiques ideals d'un amplificador operatiu. Considerem les equacions de node del diagrama de circuits.
V1- V0/ R2+ V1/ R1= 0
V1[1 / R2+ 1 / R1] = V0/ R2
V1[R1+ R2/ R1R2] = V0/ R2
V1(α) = V0………… eq (1)
Prenem
α = R1+ R2/ R1= 1+ R2/ R1> 1
per tant, α> 1 i V0> 1
Quan V0= + Ves va asseure
V1= V0/ α = + Ves va asseure/ α = + V1
Quan V0= -Ves va asseure
V1= - Ves va asseure/ α = -V1
La tensió V1només tenen dues possibilitats + V1i - V1, així que sempre que V0canvis V1també canvia. Ara anem a veure com V2canviarà. La tensió V2serà la càrrega i descàrrega si formem aquí una equació de node que el corrent a través d’un condensador és igual al corrent.
C d / dt (0- V2) = V2- V0/ R
-C d V2/ dt = V2- V0/ R
d V2/ V0- V2= dt / RC
Si resolem l’equació anterior, això s’obtindrà
∫0V2d (V2/ V0-V2) = ∫0tdt / RC
Inicialment, hem de suposar que el voltatge del condensador és nul
-log (V0- V2) = T / RC + K
registre (V0- V2) = -t / RC + K
V0- V2= K i-t / RC………… eq (2)
Substituint t = 0, V2= 0 a l'equació anterior obtindrà
K = V0…………………………… eq (3)
On és0= 1
Obtindreu el substitut eq (3) per l’eq (2)
V0- V2= K i-t / RC
V2= V0- V0és-t / RC
V2= V0[1-e-t / RC]
Aplicant les condicions inicials a l’equació anterior
Etapa 1: deixem V2= 0, V0= + Ves va asseure
A l’etapa 1 el voltatge V2s'està carregant fins a + V1
Etapa 2: deixem V2= 0, V0= -Ves va asseure
A l’etapa 2 el voltatge V2està descarregant fins a -V1
[registre (V0 + V1 / V0 - V1)] = 1 / RC [T / 2]
[log (αV1+ V2/ αV1- V1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… eq (4)
Obtindreu el substitut eq (1) per l’eq (4)
registre [V1(α + 1) / V1(α - 1)] = [T / 2 RC]
registre [((R1+ R2/ R1) +1) / ((R1+ R2/ R1) -1)] = T / 2 RC
registre [R1+ R2+ R1/ R1+R2- R1] = T / 2 RC
registre [2R1+ R2/ R2] = T / 2 RC
T = 2 RC log [2R1+ R2/ R2] ……… eq (5)
f = 1 / T
= 1/2 registre RC [2R1+ R2/ R2 ] ……… eq (6)
Una equació (5) i (6) són el període de temps i la freqüència del generador d’ones quadrades
Circuit generador de funcions
El generador de funcions és un tipus d’instrument que s’utilitza per generar els diferents tipus de formes d’ona com ara formes d’ona sinusoïdals, formes d’ona triangulars, formes d’ona rectangulars, formes d’ona de dents de serra, formes d’ona quadrades i aquests diferents tipus de formes d’ona tenen diferents freqüències i poden generar-se amb de l’instrument anomenat generador de funcions. Les freqüències d'aquestes formes d'ona es poden ajustar des d'una fracció d'Hertz fins a diversos centenars de kiloHertz i aquest generador té la capacitat de generar les diferents formes d'ona al mateix temps en diferents aplicacions. A continuació es mostra el diagrama de circuits del generador de funcions que utilitza LM1458
circuit-generador-de-funcions
Un amplificador operatiu LM1458 és un amplificador operacional de doble propòsit i la xarxa de polarització i les línies de subministrament d'energia d'aquests amplificadors operatius duals són habituals. Els quatre circuits integrats al circuit del generador de funcions són IC 1a, IC 1b, IC 2a i IC 2b. El circuit integrat IC 1a es connecta com un multivibrador astable, el circuit integrat IC 1b es connecta com a integrador i l’IC 2a també es connecta com a integrador.
Els 10 millors generadors de funcions del 2020 són GM Instek SFG-1013 DOS, Generador de funcions DIY KIT de JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, Generador de funcions Rigol DGI02220 MHz amb el segon canal, Generador de funcions Eisco Labs - 1KHz a 100 kHz, B & K Precision 4011A Generator de funcions, JYETech 08503 - Generador de funcions digitals portàtils, Tektronix AFG1062 Generador de funcions arbitràries, Keithley 3390 Generador de funcions arbitràries i Funció Rigol DG1062Z / Generador de formes d'ona arbitràries.
Avantatges
Els avantatges del generador d’ones quadrades són
- simple
- Fàcil de mantenir
- Barat
Preguntes freqüents
1). Què són les ones quadrades?
Les ones quadrades són quadrícules de forma quadrada que es formen a la superfície oceànica i aquestes ones també es coneixen com a ones creuades o ones creuades del mar.
2). Quins són els tipus de generadors de senyal?
Els tipus de generadors de senyal són Generador de freqüència, Generador de formes d'ona arbitràries, Microones i Generadors de funcions de RF, Generador de pitch i Generadors de patrons digitals.
3). Quins són els diferents tipus de circuits multivibradors?
Hi ha tres tipus de circuits multivibradors: el circuit multivibrador monoestable, el circuit multivibrador astable i el circuit multivibrador bistable.
4). Quin és el generador de funcions?
El generador de funcions és un equip o dispositiu que s’utilitza per generar les formes d’ona elèctriques en una àmplia gamma de freqüències. Les formes d'ona generades pel generador de funcions són una ona triangular, ona quadrada, ona sinusoïdal i ona de dents de serra.
5). Per què les ones quadrades són perilloses?
Les ones quadrades poden resultar al·lucinants i fascinants, però en realitat són perilloses per a nedadors i vaixells. Quan dos conjunts de sistemes d'ones xoquen entre si, es produeixen formes o patrons d'ones que semblen quadrats a través de l'oceà.
En aquest article el ona quadrada es discuteixen els avantatges del generador, els diagrames de circuits del generador d'ones quadrades i el generador de funcions. Aquí teniu una pregunta, quin és el millor generador d’ones quadrades?
