Micheal Faraday (22ndSeptember 1971-25thAugust 1867) ist der Vater des Generators. Der Rechteckwellengenerator ist ein Generatortyp, der zur Erzeugung der Wellenform in einem Quadrat verwendet wird. Die Schmitt-Trigger-Wechselrichter wie TTL werden zum Aufbau dieses Generators verwendet. Dieser Generator wird in der Signalverarbeitung und in der Elektronik eingesetzt. Es gibt verschiedene Arten von Generatoren in verschiedenen Größen, wobei der Rechteckgenerator ein Typ ist. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über den Rechteckwellengenerator, einschließlich seiner Definition, seines Schaltplans und seiner Ableitung des Zeitraums und der Frequenz.
Was ist ein Rechteckwellengenerator?
Der Rechteckwellengenerator ist definiert als ein Oszillator, der den Ausgang ohne Eingang liefert, ohne Eingang in dem Sinne, dass wir den Eingang innerhalb von null Sekunden geben sollten, was bedeutet, dass es sich um einen Impulseingang handeln muss. Dieser Generator wird in der digitalen Signalverarbeitung und in elektronischen Anwendungen eingesetzt. Der Rechteckwellengenerator ist auch bekannt als Astabiler Multivibrator oder freilaufend und die Frequenz des Rechteckwellengenerators ist unabhängig von der Ausgangsspannung. Das grundlegende Schaltbild und die Funktionsweise des Rechteckwellengenerators werden nachstehend erläutert.
Rechteckgeneratorschaltung
Für den Entwurf des Rechteckgenerators benötigen wir einen Kondensator, einen Widerstand, einen Operationsverstärker und eine Stromversorgung. Der Kondensator und der Widerstand sind mit dem invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers und den Widerständen R verbunden1und R.zweisind an den nicht invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers angeschlossen. Das Schaltbild des Rechteckwellengenerators unter Verwendung eines Operationsverstärkers ist unten gezeigt
Rechteckgeneratorschaltung mit Operationsverstärker
Wenn wir den Ausgang zwingen, zwischen der positiven Sättigungsspannung und der negativen Sättigungsspannung am Ausgang eines Operationsverstärkers umzuschalten, können wir eine Rechteckwelle als Ausgangswelle erzielen. Idealerweise sollte der Ausgang ohne Eingabe Null sein, er wird ausgedrückt als
V.aus(Ausgangsspannung) = 0 V wenn V.im(Eingangsspannung) = 0 V.
Aber praktisch erhalten wir eine Ausgabe ungleich Null, die ausgedrückt wird als
V.0ut≠ 0
Die Widerstände R.1und R.zweibilden ein Spannungsteilernetz. Wenn die anfängliche Ausgangsspannung nicht Null ist, erhalten wir eine Spannung über V.b.Somit erhalten wir einen positiven Eingang am nichtinvertierenden Anschluss und am invertierenden Anschluss, dann wird der Ausgang durch seine Verstärkung verstärkt und erreicht die maximale Ausgangsspannung, wodurch wir die Hälfte der Rechteckwelle erhalten, wie in Abbildung (a) gezeigt.
Wellenformen der Rechteckwelle
Der Kondensator beginnt zu laden, wenn am invertierenden Anschluss ein Eingang ungleich Null vorliegt. Es wird kontinuierlich aufgeladen, bis seine Spannung größer als V wirdb. Sobald V.cist größer als das V.b(V.c> V.b). Der invertierende Eingang wird größer als der nicht invertierende Eingang, und daher schaltet der Operationsverstärkerausgang auf negative Spannung und wird bis (–V verstärkt)aus)max.Somit erhält man die negative Hälfte der Rechteckwelle, wie in Abbildung (b) gezeigt. Dies ist die Anwendung eines Operationsverstärker als Rechteckgenerator.
Zeit- und Frequenzableitung des Rechteckwellengenerators
In der Figur ist die Rechteckgeneratorschaltung V.zweiist die Spannung am Kondensator und V.1ist die Knotenspannung am positiven Anschluss. Der Strom durch den Operationsverstärker ist aufgrund der idealen Eigenschaften eines Operationsverstärkers Null. Betrachten wir Knotengleichungen aus dem Schaltplan.
V.1- V.0/ R.zwei+ V.1/ R.1= 0
V.1[1 / R.zwei+ 1 / R.1] = V.0/ R.zwei
V.1[R.1+ R.zwei/ R.1R.zwei] = V.0/ R.zwei
V.1(α) = V.0………… Gleichung (1)
Lass uns nehmen
α = R.1+ R.zwei/ R.1= 1+ R.zwei/ R.1> 1
deshalb, α> 1 und V.0> 1
Wann V.0= + V.saß
V.1= V.0/ α = + V.saß/ α = + V.1
Wann V.0= -Vsaß
V.1= - V.saß/ α = -V1
Die Spannung V.1habe nur zwei Möglichkeiten + V.1und - V.1, also wann immer V.0Änderungen V.1ändert sich auch. Nun wollen wir sehen, wie V.zweiwird sich ändern. Die Spannung V.zweiwird das Laden und Entladen sein, wenn wir hier eine Knotengleichung bilden. Der Strom durch einen Kondensator ist gleich dem Strom.
C d / dt (0 - V.zwei) = V.zwei- V.0/ R.
-C d V.zwei/ dt = V.zwei- V.0/ R.
d V.zwei/ V.0- V.zwei= dt / RC
Wenn wir die obige Gleichung lösen, erhalten wir das
∫0V2d (V.zwei/ V.0-Vzwei) = ∫0tdt / RC
Zunächst müssen wir davon ausgehen, dass die Spannung am Kondensator Null ist
-log (V.0- V.zwei) = T / RC + K.
log (V.0- V.zwei) = -t / RC + K.
V.0- V.zwei= K und-t / RC………… Gleichung (2)
Einsetzen von t = 0, V.zwei= 0 in der obigen Gleichung wird erhalten
K = V.0…………………………… Gleichung (3)
Wo ist0= 1
Ersetzen Sie Gleichung (3) in Gleichung (2)
V.0- V.zwei= K und-t / RC
V.zwei= V.0- V.0ist-t / RC
V.zwei= V.0[1-e-t / RC]]
Anwenden von Anfangsbedingungen auf die obige Gleichung
Stufe 1: Lassen Sie V.zwei= 0, V.0= + V.saß
In Stufe 1 ist die Spannung V.zweilädt bis zu + V auf1
Stufe 2: Lassen Sie V.zwei= 0, V.0= -Vsaß
In Stufe 2 ist die Spannung V.zweientlädt sich bis -V1
[log (V0 + V1 / V0 - V1)] = 1 / RC [T / 2]
[log (αV1+ V.zwei/ αV1- V.1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… Gleichung (4)
Ersetzen Sie Gleichung (1) in Gleichung (4)
log [V.1(α + 1) / V.1(α - 1)] = [T / 2 RC]
log [((R.1+ R.zwei/ R.1) +1) / ((R.1+ R.zwei/ R.1) -1)] = T / 2 RC
log [R.1+ R.zwei+ R.1/ R.1+R.zwei- R.1] = T / 2 RC
log [2R1+ R.zwei/ R.zwei] = T / 2 RC
T = 2 RC log [2R1+ R.zwei/ R.zwei] ……… Gleichung (5)
f = 1 / T.
= 1/2 RC log [2R1+ R.zwei/ R.zwei ]] ……… Gleichung (6)
Eine Gleichung (5) und (6) sind die Zeitdauer und Frequenz des Rechteckwellengenerators
Funktionsgeneratorschaltung
Der Funktionsgenerator ist ein Instrumententyp, der verwendet wird, um die verschiedenen Arten von Wellenformen wie Sinuswellenformen, Dreieckswellenformen, Rechteckwellenformen, Sägezahnwellenformen, Rechteckwellenformen und diese verschiedenen Arten von Wellenformen haben unterschiedliche Frequenzen und können mit Hilfe erzeugt werden des als Funktionsgenerator bezeichneten Instruments. Die Frequenzen dieser Wellenformen können von einem Bruchteil von Hertz bis zu mehreren hundert KiloHertz eingestellt werden, und dieser Generator kann die verschiedenen Wellenformen gleichzeitig in verschiedenen Anwendungen erzeugen. Das Schaltbild des Funktionsgenerators mit LM1458 ist unten dargestellt
Funktionsgenerator-Schaltung
Ein Operationsverstärker LM1458 ist ein Operationsverstärker mit doppeltem Verwendungszweck, und das Vorspannungsnetzwerk und die Stromversorgungsleitungen dieser doppelten Operationsverstärker sind gemeinsam. Die vier integrierten Schaltungen in der Funktionsgeneratorschaltung sind IC 1a, IC 1b, IC 2a und IC 2b. Der IC 1a der integrierten Schaltung ist als ein stabiler Multivibrator verdrahtet, der IC 1b der integrierten Schaltung ist als Integrator verdrahtet und der IC 2a ist auch als Integrator verdrahtet.
Die Top 10 der besten Funktionsgeneratoren im Jahr 2020 sind GM Instek SFG-1013 DOS, Funktionsgenerator DIY KIT von JYE Tech FG085, ATTEN ATF20B DDS, Rigol DGI02220 MHz Funktionsgenerator mit dem zweiten Kanal, Eisco Labs Funktionsgenerator - 1 kHz bis 100 kHz, B. & K Precision 4011A Funktionsgenerator, JYETech 08503 - Tragbarer digitaler Funktionsgenerator, Tektronix AFG1062 Arbitrary Function Generator, Keithley 3390 Arbitrary Function Generator und Rigol DG1062Z Function / Arbitrary Waveform Generator.
Vorteile
Die Vorteile des Rechteckgenerators sind
- Einfach
- Einfach zu warten
- Billig
FAQs
1). Was sind Rechteckwellen?
Die Rechteckwellen sind quadratische Gitter, die sich auf der Meeresoberfläche bilden. Diese Wellen werden auch als Kreuzwellen oder Kreuzmeerwellen bezeichnet.
2). Welche Arten von Signalgeneratoren gibt es?
Die Arten von Signalgeneratoren sind Frequenzgenerator, Arbitrary Waveform Generator, Mikrowellen- und HF-Funktionsgeneratoren, Pitch Generator und Digital Pattern Generators.
3). Was sind die verschiedenen Arten von Multivibratorschaltungen?
Es gibt drei Arten von Multivibratorschaltungen: Monostabile Multivibratorschaltung, Astable Multivibratorschaltung und Bistabile Multivibratorschaltung.
4). Was ist der Funktionsgenerator?
Der Funktionsgenerator ist ein Gerät oder eine Vorrichtung, mit der die elektrischen Wellenformen über einen weiten Frequenzbereich erzeugt werden. Die vom Funktionsgenerator erzeugten Wellenformen sind eine Dreieckswelle, eine Rechteckwelle, eine Sinuswelle und eine Sägezahnwelle.
5). Warum sind Rechteckwellen gefährlich?
Die Rechteckwellen können umwerfend und faszinierend sein, aber tatsächlich sind sie gefährlich für Schwimmer und Boote. Wenn zwei Sätze von Wellensystemen miteinander kollidieren, entstehen Form- oder Wellenmuster, die wie Quadrate über dem Ozean aussehen.
In diesem Artikel der Rechteckschwingung Generatorvorteile, Schaltpläne des Rechteckgenerators und des Funktionsgenerators werden diskutiert. Hier ist eine Frage an Sie, welcher ist der beste Rechteckwellengenerator?
