Vad är en Square Wave Generator: Kretsschema och fördelar

Micheal Faraday (22^ndSeptember 1971-25^thAugusti 1867) är fadern till generatorn. Fyrkantsgeneratorn är en typ av generator som används för att generera vågformen i en kvadrat, Schmitt-utlösningsomvandlarna som TTL används för att konstruera denna generator. Denna generator används vid signalbehandling och inom elektronik. Det finns olika typer av generatorer i olika storlekar, eftersom kvadratvåggeneratorn är en typ. Den här artikeln diskuterar en översikt över fyrkantsvåggeneratorn som inkluderar dess definition, kretsschema och härledning av tidsperiod och frekvens.

Vad är en Square Wave Generator?

Fyrkantsvåggeneratorn definieras som en oscillator som ger utgången utan någon ingång, utan någon ingång i den meningen att vi ska ge ingång inom noll sekunder vilket betyder att den måste vara en impulsingång. Denna generator används i digital signalbehandling och elektroniska applikationer. Fyrkantsvåggeneratorn är också känd som Astabel multivibrator eller frilöpande och frekvensen hos fyrkantsgeneratorn är oberoende av utspänningen. Grundkretsschemat och arbetet för fyrkantsgeneratorn förklaras nedan.

Square Wave Generator Circuit

För att utforma fyrkantsgeneratorn behöver vi en kondensator, motstånd, operationsförstärkare och strömförsörjning. Kondensatorn och motståndet är anslutna till den inverterande terminalen på operationsförstärkaren och motstånden R₁och R_tvåär anslutna till den icke-inverterande terminalen på operationsförstärkaren. Kopplingsschemat för fyrkantsvåggeneratorn med en operationsförstärkare visas nedan

Square Wave Generator Circuit med Op-Amp

Om vi ​​tvingar utgången att växla mellan den positiva mättnadsspänningen och den negativa mättnadsspänningen vid utgången från en operationsförstärkare kan vi uppnå kvadratvåg som en utgångsvåg. Helst utan någon ingång bör utgången vara noll, den uttrycks som

V_ut(utspänning) = 0 V när V._i(ingångsspänning) = 0 V.

Men praktiskt taget får vi utdata som inte är noll som uttrycks som

V_0ut≠ 0

Resistors R₁och R_tvåbilda ett spänningsdelningsnät. Om den ursprungliga utspänningen inte är noll får vi spänning över V._b.Således får vi en positiv ingång vid den icke-inverterande terminalen och den inverterande terminalen, då förstärks utgången av sin förstärkning och når den maximala utgångsspänningen, så vi får halva kvadratvågen som visas i figur (a).

Wave Forms of Square Wave

Kondensatorn börjar ladda när vi har en ingång som inte är noll vid den inverterande terminalen. Den laddas kontinuerligt tills dess spänning blir större än V._b. Så snart V_cär större än V_b(V_c> V_b). Den inverterande ingången blir större än den icke-inverterande ingången och därmed växlar op-amp-utgången till negativ spänning och förstärks till (–V_ut)_max.Således får den negativa halvan av kvadratvågen som visas i figur (b). Detta är tillämpningen av en op-amp som en fyrkantsgenerator.

Tidsperiod och frekvensderivation av Square Wave Generator

I figuren, Square Wave Generator Circuit V_tvåär spänningen över kondensatorn och V.₁är nodspänningen vid den positiva terminalen. Strömmen via op-amp är noll på grund av de ideala egenskaperna hos en op-amp. Låt oss överväga nodekvationer från kretsschemat.

V₁- V₀/ R_två+ V₁/ R₁= 0

V₁[1 / R_två+ 1 / R₁] = V₀/ R_två

V₁[R₁+ R_två/ R₁R_två] = V₀/ R_två

V₁(a) = V₀………… ekvivalenter (1)

Låt oss ta

a = R₁+ R_två/ R₁= 1+ R._två/ R₁> 1

därför, a> 1 och V₀> 1

När V₀= + V._satt

V₁= V₀/ a = + V_satt/ a = + V₁

När V₀= -V_satt

V₁= - V_satt/ a = -V₁

Spänningen V.₁har bara två möjligheter + V₁och - V₁, så närhelst V₀ändrar V₁ändras också. Låt oss nu se hur V_tvåkommer att förändras. Spänningen V._tvåkommer att vara laddning och urladdning om vi bildar en nodekvation här är strömmen genom en kondensator lika med strömmen.

C d / dt (0- V._två) = V_två- V₀/ R

-C d V_två/ dt = V._två- V₀/ R

d V_två/ V₀- V_två= dt / RC

Om vi ​​löser ovanstående ekvation kommer att få det

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

Inledningsvis måste vi anta att spänningen över kondensatorn är noll

-log (V₀- V_två) = T / RC + K

logg (V₀- V_två) = -t / RC + K

V₀- V_två= K och^{-t / RC}………… ekv. (2)

Ersätter t = 0, V_två= 0 i ovanstående ekvation får

K = V₀…………………………… ekvivalenter (3)

Var är⁰= 1

Ersättare ekv (3) i ekv (2) får

V₀- V_två= K och^{-t / RC}

V_två= V₀- V₀är^{-t / RC}

V_två= V₀[1-e^{-t / RC}]

Tillämpa initiala villkor på ovanstående ekvation

Steg 1: Låt V_två= 0, V₀= + V._satt

I steg-1 är spänningen V._tvåladdas upp till + V.₁

Steg 2: Låt V_två= 0, V₀= -V_satt

I steg-2 spänningen V._tvåladdar upp till -V₁

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

[log (aV₁+ V_två/ aV₁- V₁)] = 1 / RC [T / 2] ……………… ekv. (4)

Ersättare ekv (1) i ekv (4) får

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

logg [((R₁+ R_två/ R₁) +1) / ((R₁+ R_två/ R₁) -1)] = T / 2 RC

logga [R₁+ R_två+ R₁/ R₁⁺R_två- R₁] = T / 2 RC

logg [2R₁+ R_två/ R_två] = T / 2 RC

T = 2 RC-logg [2R₁+ R_två/ R_två] ……… ekv. (5)

f = 1 / T.

= 1/2 RC-logg [2R₁+ R_två/ R_två ] ……… ekv. (6)

En ekvation (5) och (6) är tidsperioden och frekvensen för fyrkantsvåggeneratorn

Funktionsgeneratorkrets

Funktionsgeneratorn är en typ av instrument som används för att generera olika typer av vågformer som sinusformade vågformer, triangulära vågformer, rektangulära vågformer, sågtandvågformer, fyrkantiga vågformer och dessa olika typer av vågformer har olika frekvenser och de kan ha genererat med hjälp av instrumentet som kallas funktionsgenerator. Frekvenserna för dessa vågformer kan justeras från en bråkdel av Hertz till flera hundra kiloHertz och denna generator har förmågan att generera de olika vågformerna samtidigt i olika applikationer. Kretsschemat för funktionsgeneratorn med hjälp av LM1458 visas nedan

funktionsgenerator-krets

En operationsförstärkare LM1458 är en operationsförstärkare med dubbla ändamål och förspänningsnätverket och strömförsörjningsledningarna för dessa dubbla operationsförstärkare är vanliga. De fyra integrerade kretsarna i funktionsgeneratorkretsen är IC la, IC Ib, IC 2a och IC 2b. Den integrerade kretsen IC la är kopplad som en stabil multivibrator, integrerad krets IC Ib ansluten som integrator och IC 2a är också ansluten som en integrator.

De 10 bästa funktionsgeneratorerna 2020 är GM Instek SFG-1013 DOS, Funktionsgenerator DIY KIT av JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, Rigol DGI02220 MHz Funktionsgenerator med andra kanalen, Eisco Labs Funktionsgenerator - 1 KHz till 100 kHz, B & K Precision 4011A Funktionsgenerator, JYETech 08503 - Bärbar Digital Funktionsgenerator, Tektronix AFG1062 Arbitrary Function Generator, Keithley 3390 Arbitrary Function Generator och Rigol DG1062Z Function / Arbitrary Waveform Generator.

Fördelar

Fördelarna med fyrkantsvåggeneratorn är

• Enkel
• Lätt att underhålla
• Billig

Vanliga frågor

1). Vad är fyrkantiga vågor?

De fyrkantiga vågorna är kvadratiska rutnät som bildas på havsytan och dessa vågor kallas också tvärvågor eller havsvågor.

2). Vilka typer av signalgeneratorer?

Typerna av signalgeneratorer är frekvensgeneratorer, godtyckliga vågformsgeneratorer, mikrovågsugnar och RF-funktionsgeneratorer, tonhöjdsgeneratorer och digitala mönstergeneratorer.

3). Vilka är de olika typerna av multivibratorkretsar?

Det finns tre typer av multivibratorkretsar, de är monostabil multivibratorkrets, astabel multivibratorkrets och bistabil multivibratorkrets.

4). Vad är funktionsgeneratorn?

Funktionsgeneratorn är utrustning eller enhet som används för att generera de elektriska vågformerna över ett stort antal frekvenser. Vågformerna som genereras av funktionsgeneratorn är en triangulär våg, fyrkantig våg, sinusvåg och sågtandsvåg.

5). Varför fyrkantiga vågor är farliga?

Fyrkantiga vågor kan vara imponerande och fascinerande att se ut, men de är faktiskt farliga för simmare och båtar. När två uppsättningar vågsystem kolliderar med varandra resulterar det i form eller vågmönster som ser ut som rutor över havet.

I denna artikel fyrkantig våg generatorfördelar, kretsscheman för fyrkantsvåggenerator och funktionsgenerator diskuteras. Här är en fråga till dig, vilken är den bästa fyrkantsvåggeneratorn?