Qué es un generador de onda cuadrada: diagrama de circuito y ventajas

Qué es un generador de onda cuadrada: diagrama de circuito y ventajas

Micheal Faraday (22 añosDakota del NorteSeptiembre 1971-25thAgosto de 1867) es el padre del generador. El generador de onda cuadrada es un tipo de generador que se utiliza para generar la forma de onda en un cuadrado, los inversores de disparo Schmitt como TTL se utilizan para construir este generador. Este generador se utiliza en el procesamiento de señales y en electrónica. Hay diferentes tipos de generadores en diferentes tamaños, ya que el generador de onda cuadrada es un tipo. Este artículo analiza una descripción general del generador de onda cuadrada que incluye su definición, diagrama de circuito y derivación del período de tiempo y la frecuencia.



¿Qué es un generador de ondas cuadradas?

El generador de onda cuadrada se define como un oscilador que da la salida sin ninguna entrada, sin ninguna entrada en el sentido que deberíamos dar la entrada en cero segundos, lo que significa que debe ser una entrada de impulso. Este generador se utiliza en el procesamiento de señales digitales y aplicaciones electrónicas. El generador de ondas cuadradas también se conoce como Multivibrador astable o en funcionamiento libre y la frecuencia del generador de onda cuadrada es independiente del voltaje de salida. El diagrama de circuito básico y el funcionamiento del generador de onda cuadrada se explica a continuación.


Circuito generador de onda cuadrada

Para diseñar el generador de onda cuadrada, necesitamos un condensador, una resistencia, un amplificador operacional y una fuente de alimentación. El condensador y la resistencia están conectados al terminal inversor del amplificador operacional y las resistencias R1y R2están conectados al terminal no inversor del amplificador operacional. A continuación se muestra el diagrama del circuito del generador de onda cuadrada que utiliza un amplificador operacional.





Circuito generador de onda cuadrada con amplificador operacional

Circuito generador de onda cuadrada con amplificador operacional

Si forzamos la salida para cambiar entre el voltaje de saturación positivo y el voltaje de saturación negativo en la salida de un amplificador operacional, podemos lograr una onda cuadrada como onda de salida. Idealmente, sin ninguna entrada aplicada, la salida debería ser cero, se expresa como



Vfuera(voltaje de salida) = 0 V cuando Ven(voltaje de entrada) = 0 V

Pero prácticamente obtenemos una salida distinta de cero que se expresa como


V0ut≠ 0

Las resistencias R1y R2Formar una red divisoria de voltaje. Si el voltaje de salida inicial no es cero, obtenemos voltaje en Vb.Por lo tanto, obtenemos una entrada positiva en el terminal no inversor y el terminal inversor, luego la salida se amplifica por su ganancia y alcanza el voltaje de salida máximo, por lo que obtenemos la mitad de la onda cuadrada como se muestra en la figura (a).

Formas de onda de onda cuadrada

Formas de onda de onda cuadrada

El condensador comienza a cargarse cuando tenemos una entrada distinta de cero en el terminal inversor. Se cargará continuamente hasta que su voltaje sea mayor que Vb. Tan pronto como Vces mayor que la Vb(Vc> V­b). La entrada inversora se vuelve mayor que la entrada no inversora y, por lo tanto, la salida del amplificador operacional cambia a voltaje negativo y se amplifica hasta (–Vfuera)máx.Por lo tanto, obtendrá la mitad negativa de la onda cuadrada como se muestra en la figura (b). Esta es la aplicación de un amplificador operacional como generador de ondas cuadradas.

Período de tiempo y derivación de frecuencia del generador de onda cuadrada

En la figura, circuito generador de onda cuadrada V2es el voltaje a través del capacitor, y V1es el voltaje del nodo en el terminal positivo. La corriente a través del amplificador operacional es cero debido a las características ideales de un amplificador operacional. Consideremos las ecuaciones de nodo del diagrama de circuito.

1– V­0/ R2+ V­1/ R1= 0

1[1 / R2+ 1 / R1] = V­0/ R2

1[R1+ R2/ R1R2] = V­0/ R2

V1(α) = V0………… eq (1)

Echemos

α = R1+ R2/ R1= 1+ R2/ R1>1

por lo tanto, α> 1 y V0>1

Cuando 0= + V­se sentó

1= V­0/ α = + Vse sentó/ α = + V1

Cuando 0= -V­se sentó

1= – V­se sentó/ α = -V1

El voltaje V1solo tienes dos posibilidades + V1y - V1, entonces siempre que V0cambia V1también cambia. Ahora veamos cómo V2va a cambiar. El voltaje V2Será la carga y descarga si formamos una ecuación de nodo aquí la corriente a través de un condensador es igual a la corriente.

C d / dt (0- V2) = V­2– V­0/ R

-C d V2/ dt = V2– V­0/ R

d V2/ V­0– V­2= dt / RC

Si resolvemos la ecuación anterior obtendremos que

0V2d (V2/ V0-V2) = ∫0tdt / RC

Inicialmente, tenemos que asumir que el voltaje a través del capacitor es cero.

-log (V0– V­2) = T / RC + K

registro (V0– V­2) = -t / RC + K

0– V­2= K y-t / RC………… eq (2)

Sustituyendo t = 0, V2= 0 en la ecuación anterior obtendrá

K = V0…………………………… eq (3)

Dónde es0= 1

Sustituya la ecuación (3) en la ecuación (2) obtendrá

0– V­2= K y-t / RC

2= V­0– V­0es-t / RC

2= V­[1-e-t / RC]

Aplicando condiciones iniciales a la ecuación anterior

Etapa 1: Sea V2= 0, V­= +V­se sentó

En la etapa 1, el voltaje V2se está cargando hasta + V1

Etapa 2: Sea V2= 0, V­= -V­se sentó

En la etapa 2, el voltaje V2está descargando hasta -V1

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

[log (αV1+ V2/ αV1- V1)] = 1 / RC [T / 2] ……………… eq (4)

Sustituya la ecuación (1) en la ecuación (4) obtendrá

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

log [((R1+ R2/ R1) +1) / ((R1+ R2/ R1) -1)] = T / 2 RC

log [R1+ R2+ R1/ R1+R2- R1] = T / 2 RC

log [2R1+ R2/ R2] = T / 2 RC

T = 2 RC log [2R1+ R2/ R2] ……… eq (5)

f = 1 / T

= 1/2 RC log [2R1+ R2/ R2 ] ……… eq (6)

Una ecuación (5) y (6) son el período de tiempo y la frecuencia del generador de onda cuadrada

Circuito generador de funciones

El generador de funciones es un tipo de instrumento que se utiliza para generar los diferentes tipos de formas de onda como formas de onda sinusoidales, formas de onda triangulares, formas de onda rectangulares, formas de onda de diente de sierra, formas de onda cuadradas y estos diferentes tipos de formas de onda tienen diferentes frecuencias y pueden haber generado con la ayuda del instrumento llamado generador de funciones. Las frecuencias de estas formas de onda se pueden ajustar desde una fracción de Hertz hasta varios cientos de kiloHertz y este generador tiene la capacidad de generar las diferentes formas de onda al mismo tiempo en diferentes aplicaciones. El diagrama de circuito del generador de funciones que utiliza LM1458 se muestra a continuación

circuito-generador-de-funciones

circuito-generador-de-funciones

Un amplificador operacional LM1458 es un amplificador operacional de doble propósito y la red de polarización y las líneas de suministro de energía de estos amplificadores operacionales duales son comunes. Los cuatro circuitos integrados en el circuito generador de funciones son IC 1a, IC 1b, IC 2a e IC 2b. El circuito integrado IC 1a está conectado como un multivibrador astable, el circuito integrado IC 1b está conectado como integrador y el IC 2a también está conectado como un integrador.

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Ventajas

Las ventajas del generador de onda cuadrada son

  • Simple
  • Fácil mantenimiento
  • Barato

Preguntas frecuentes

1). ¿Qué son las ondas cuadradas?

Las ondas cuadradas son cuadrículas de forma cuadrada que se forman en la superficie del océano y estas ondas también se conocen como ondas cruzadas u olas cruzadas del mar.

2). ¿Cuáles son los tipos de generadores de señales?

Los tipos de generadores de señales son Generador de frecuencia, Generador de forma de onda arbitraria, Generador de funciones de microondas y RF, Generador de tono y Generador de patrón digital.

3). ¿Cuáles son los diferentes tipos de circuitos multivibradores?

Hay tres tipos de circuitos multivibradores: circuito multivibrador monoestable, circuito multivibrador astable y circuito multivibrador biestable.

4). ¿Qué es el generador de funciones?

El generador de funciones es un equipo o dispositivo que se utiliza para generar formas de onda eléctricas en una amplia gama de frecuencias. Las formas de onda generadas por el generador de funciones son una onda triangular, una onda cuadrada, una onda sinusoidal y una onda de diente de sierra.

5). ¿Por qué las ondas cuadradas son peligrosas?

Las olas cuadradas pueden ser alucinantes y fascinantes de ver, pero en realidad son peligrosas para los nadadores y los barcos. Cuando dos conjuntos de sistemas de ondas chocan entre sí, da como resultado formas o patrones de ondas que parecen cuadrados al otro lado del océano.

En este artículo el ola cuadrada Se discuten las ventajas del generador, los diagramas de circuitos del generador de onda cuadrada y el generador de funciones. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es el mejor generador de ondas cuadradas?