Mis on ruutlaine generaator: vooluringi skeem ja eelised

Micheal Faraday (22^ndSeptember 1971–25^thAugust 1867) on generaatori isa. Ruutlaine generaator on ühte tüüpi generaator, mida kasutatakse lainekuju genereerimiseks ruudus, selle generaatori ehitamiseks kasutatakse Schmitti päästiku invertereid nagu TTL. Seda generaatorit kasutatakse signaalitöötluses ja elektroonikas. Erinevat suurust on erinevat tüüpi generaatorid, selles ruutlaine generaator on üks tüüp. Selles artiklis käsitletakse ruutlaine generaatori ülevaadet, mis sisaldab selle määratlust, elektriskeemi ning ajaperioodi ja sageduse tuletamist.

Mis on ruutlaine generaator?

Ruutlaine generaator on defineeritud kui ostsillaator, mis annab väljundi ilma sisendita, ilma sisendita, selles mõttes, et peaksime sisendi sisestama null sekundi jooksul, mis tähendab, et see peab olema impulssisend. Seda generaatorit kasutatakse digitaalses signaalitöötluses ja elektroonilistes rakendustes. Ruutlaine generaator on tuntud ka kui Astable multivibraator või töötab vabalt ja ruutlaine generaatori sagedus ei sõltu väljundpingest. Ruutlaine generaatori põhilülitusskeemi ja tööd on selgitatud allpool.

Ruutlaine generaatori vooluring

Ruutlaine generaatori kujundamiseks vajame kondensaatorit, takistit, operatsioonivõimendit ja toiteallikat. Kondensaator ja takisti on ühendatud operatsioonivõimendi inverterklemmiga ja takistitega R₁ja R_kakson ühendatud operatsioonivõimendi mitteinverteeriva klemmiga. Operatiivvõimendit kasutava ruutlaine generaatori skeem on toodud allpool

Ruutlaine generaatori vooluring, kasutades Op-Amp

Kui me sunnime väljundit lülituma positiivse küllastuspinge ja negatiivse küllastuspinge vahel operatsioonivõimendi väljundis, võime väljundlainena saavutada ruutlaine. Ideaalis ilma sisendita peaks väljund olema null, see on väljendatud

V_välja(väljundpinge) = 0 V, kui V_aastal(sisendpinge) = 0 V

Kuid praktiliselt saame mingi nullist erineva väljundi, mida väljendatakse kui

V_0ut≠ 0

Takistid R₁ja R_kaksmoodustavad pingejaguri võrgu. Kui algne väljundpinge on nullist erinev, saame pinge üle V_b.Seega saame positiivse sisendi mitteinverteeriva klemmi ja inverteeriva klemmi külge, siis väljund võimendub selle võimendusega ja saavutab maksimaalse väljundpinge, seega saame poole ruudukujulisest lainest, nagu on näidatud joonisel (a).

Ruutlaine lainevormid

Kondensaator hakkab laadima, kui meil on inverteerivas terminalis nullist erinev sisend. See laadib pidevalt, kuni selle pinge muutub suuremaks kui V_b. Niipea kui V_con suurem kui V_b(V_c> V_b). Inverteeriv sisend muutub suuremaks kui inverteerimata sisend ja seetõttu lülitub op-amp väljund negatiivsele pingele ja võimendub kuni (–V_välja)_maxSeega saab ruutlaine negatiivse poole, nagu on näidatud joonisel (b). See on op-amp ruutlaine generaatorina.

Ruutlaine generaatori ajaperiood ja sageduse tuletamine

Joonisel ruutlaine generaatori vooluring V_kakson kondensaatori pinge ja V₁on sõlme pinge positiivses klemmis. Op-amp-i läbiv vool on op-amp-ide ideaalsete omaduste tõttu null. Vaatleme skeemilt sõlme võrrandeid.

V₁- V₀/ R_kaks+ V₁/ R₁= 0

V₁[1 / R_kaks+ 1 / R₁] = V₀/ R_kaks

V₁[R₁+ R_kaks/ R₁R_kaks] = V₀/ R_kaks

V₁(a) = V₀………… ekv (1)

Võtame

a = R₁+ R_kaks/ R₁= 1+ R_kaks/ R₁> 1

seetõttu a> 1 ja V₀> 1

Millal V₀= + V_istus

V₁= V₀/ α = + V_istus/ α = + V₁

Millal V₀= -V_istus

V₁= - V_istus/ a = -V₁

Pinge V₁on ainult kaks võimalust + V₁ja - V₁, nii et alati kui V₀muudab V₁ka muutub. Vaatame nüüd, kuidas V_kaksmuutub. Pinge V_kakson laadimine ja tühjendamine, kui moodustame siin sõlme võrrandi, on kondensaatori kaudu vool võrdne vooluga.

C d / dt (0 - V_kaks) = V_kaks- V₀/ R

-C d V_kaks/ dt = V_kaks- V₀/ R

d V_kaks/ V₀- V_kaks= dt / RC

Kui lahendame ülaltoodud võrrandi, saame selle

∫₀^V2d (V_kaks/ V₀-V_kaks) = ∫₀^tdt / RC

Esialgu peame eeldama, et kondensaatori pinge on null

-log (V₀- V_kaks) = T / RC + K

log (V₀- V_kaks) = -t / RC + K

V₀- V_kaks= K ja^{-t / RC}………… ekv (2)

T = 0, V asendamine_kaks= 0 ülaltoodud võrrandis saab

K = V₀…………………………… ekv (3)

Kus on⁰= 1

Asendus ekv (3) ekv (2) saab

V₀- V_kaks= K ja^{-t / RC}

V_kaks= V₀- V₀on^{-t / RC}

V_kaks= V₀[1-e^{-t / RC}]

Esialgsete tingimuste rakendamine ülaltoodud võrrandile

1. etapp: laske V-l_kaks= 0, V₀= + V_istus

1. etapis on pinge V_kakslaadib kuni + V₁

2. etapp: laske V-l_kaks= 0, V₀= -V_istus

2. etapis on pinge V_kakstühjeneb kuni -V₁

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

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

Asendus ekv (1) ekv (4) saab

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

log [((R₁+ R_kaks/ R₁) +1) / ((R₁+ R_kaks/ R₁) -1)] = T / 2 RC

log [R₁+ R_kaks+ R₁/ R₁⁺R_kaks- R₁] = T / 2 RC

log [2R₁+ R_kaks/ R_kaks] = T / 2 RC

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

f = 1 / T

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

Võrrand (5) ja (6) on ruutlaine generaatori ajaperiood ja sagedus

Funktsioonigeneraatori ahel

Funktsioonigeneraator on teatud tüüpi seade, mida kasutatakse erinevat tüüpi lainekujude genereerimiseks, näiteks sinusoidsed, kolmnurksed, ristkülikukujulised, saehamba-, ruudukujulised ja nendel erinevatel lainekujudel on erinevad sagedused ja neid on võimalik abiga genereerida. funktsiooni generaatoriks nimetatud instrumendist. Nende lainekujude sagedusi võib reguleerida murdosast Hertz kuni mitusada kiloHertsi ja see generaator suudab eri rakendustes genereerida erinevaid lainekujusid korraga. LM1458 kasutava funktsioonigeneraatori skeem on toodud allpool

funktsioon-generaator-vooluring

Operatiivvõimendi LM1458 on kaheotstarbeline operatsioonivõimendi ning nende kahesuunalise võimendi eelarvevõrgud ja toiteallikad on tavalised. Funktsioonigeneraatori ahela neli integreeritud vooluahelat on IC 1a, IC 1b, IC 2a ja IC 2b. Integreeritud vooluahel IC1a on ühendatud traadita multivibraatorina, integraallülitus IC 1b integraatorina ja IC 2a on ühendatud ka integraatorina.

10 parimat funktsioonigeneraatorit 2020. aastal on GM Instek SFG-1013 DOS, funktsioonide generaatori isetegemise komplekt JYE Tech FG085 poolt, ATTEN ATF20B DDS, teise kanaliga Rigol DGI02220 MHz funktsioonide generaator, Eisco Labsi funktsioonide generaator - 1KHz kuni 100 kHz, B & K Precision 4011A funktsioonigeneraator, JYETech 08503 - kaasaskantav digitaalfunktsioonide generaator, Tektronix AFG1062 meelevaldne funktsioonide generaator, Keithley 3390 meelevaldne funktsioonide generaator ja Rigol DG1062Z funktsioonide / meelevaldne lainekuju generaator.

Eelised

Ruutlaine generaatori eelised on

• Lihtne
• Lihtne hooldada
• Odav

KKK-d

1). Mis on ruudukujulised lained?

Ruudulised lained on ruudukujulised võrgud, mis moodustuvad ookeani pinnal ja neid laineid nimetatakse ka ristlaineteks või mereülesteks laineteks.

2). Mis tüüpi signaaligeneraatorid on?

Signaaligeneraatorite tüübid on sagedusgeneraator, meelevaldne lainekuju generaator, mikrolaineahi ja RF-funktsioonide generaatorid, pigi generaatorid ja digitaalse mustri generaatorid.

3). Millised on multivibraatorahelate erinevad tüübid?

Multivibraatorahelaid on kolme tüüpi: need on monostabiilsed multivibraatorite ahelad, astable multivibraatorite ahelad ja bistabiilsed multivibraatorite ahelad.

4). Mis on funktsioonide generaator?

Funktsioonigeneraator on seade või seade, mida kasutatakse elektriliste lainekujude genereerimiseks laias sagedusalas. Funktsioonigeneraatori genereeritud lainekujud on kolmnurkne laine, ruutlaine, siinuslaine ja saehambalaine.

5). Miks ruudukujulised lained on ohtlikud?

Ruudulised lained võivad olla hämmastavad ja põnev vaadata, kuid tegelikult on need ujujatele ja paatidele ohtlikud. Kui kaks lainesüsteemide komplekti üksteisega kokku põrkavad, on tulemuseks vormi- või lainemustrid, mis näevad välja nagu ookeani ruudud.

Selles artiklis kandiline laine Käsitletakse generaatori eeliseid, ruutlaine generaatori skeeme ja funktsioonigeneraatorit. Siin on teile küsimus, milline on parim ruutlaine generaator?