Che cos'è un generatore di onde quadre: schema circuitale e vantaggi

Sommario

Generatore di onde quadre | generatore di segnale ad onda quadra

Cos'è un generatore di onde quadre?

Un generatore di onde quadre è un oscillatore a forma d'onda non sinusoidale in grado di generare onde quadre. Il circuito di trigger di Schmitt è un'implementazione di generatori di onde quadre. Un altro nome per il generatore di onde quadre è un Astable o un multivibratore a corsa libera.

Circuito generatore di onde quadre | circuito generatore di segnale ad onda quadra

Generatore di onde quadre e triangolari | Generatore di onde quadre e triangolari con amplificatore operazionale

Generatore di onde quadre con amplificatore operazionale

Un generatore di onde quadre che utilizza un amplificatore operazionale è anche chiamato multivibratore astabile. Quando un amplificatore operazionale è costretto a operare nella regione di saturazione, genera onde quadre. L'uscita dell'amplificatore operazionale oscilla tra la saturazione positiva e quella negativa e produce onde quadre. Ecco perché il circuito dell'amplificatore operazionale qui è anche noto come multivibratore a corsa libera.

Generatore di onde quadre funzionante

Il circuito dell'amplificatore operazionale contiene un condensatore, resistori e un partitore di tensione. Il condensatore C e il resistore R sono collegati al terminale invertente, come mostrato in figura 1. Il terminale non invertente è collegato a una rete divisore di tensione con resistori R₁ e R₂. Viene fornita una tensione di alimentazione all'amplificatore operazionale. Supponiamo che la tensione ai capi del terminale non invertente sia V₁ e attraverso il terminale invertente è V₂. In_d è la tensione differenziale tra il terminale invertente e il terminale non invertente. Inizialmente, il condensatore non ha carica. Pertanto, possiamo prendere V₂ come zero.

Lo sappiamo, V_d = V₁-V₂

Come inizialmente, V₂=0, v_d = V₁

Lo sappiamo, V₁ è una funzione della tensione di offset in uscita, R₁e R₂. La dispersione provoca la generazione della tensione di offset in uscita.

V_d può essere positivo o negativo. Dipende dalla polarità della tensione di offset in uscita.

Supponiamo inizialmente che V_d è positivo. Quindi il condensatore non ha carica e l'amplificatore operazionale ha il massimo guadagno. Quindi la tensione differenziale positiva guiderà la tensione di uscita dell'amplificatore operazionale Vo verso la tensione di saturazione positiva.

Quindi, V₁=R₁/R₁+R₂V_sat

A questo punto, il condensatore inizia a caricarsi verso la tensione di saturazione positiva attraverso il resistore R. Aumenterà la sua tensione da zero ad un valore particolare. Dopo aver raggiunto un valore leggermente superiore a V₁, l'amplificatore operazionale fornirà una tensione di uscita negativa e raggiungerà la tensione di saturazione negativa. Allora l'equazione diventa

V_d = -V₁+V₂

-V₁=R₁/R₁+R₂(-v_sat)

Come V₁ è negativo ora, il condensatore inizia a scaricarsi verso una tensione di saturazione negativa fino ad un certo valore. Dopo aver raggiunto un valore leggermente inferiore a V₁, la tensione di uscita si sposterà nuovamente alla tensione di saturazione positiva.

Questo fenomeno totale si verifica ripetutamente, generando le onde quadre (mostrate in figura 2). Quindi otteniamo onde quadre che cambiano tra +V_sat e -V_sat.

Pertanto, V₁=R₁/R₁+R₂(V_sat)

Il periodo di tempo dell'uscita dell'onda quadra, T=2RCln (2R₁+R₂/R₂)

Generatore di onde triangolari con amplificatore operazionale

Ci sono due parti di un circuito generatore di onde triangolari. Una parte genera l'onda quadra e la seconda parte converte l'onda quadra in una forma d'onda triangolare. Il primo circuito è costituito da un amplificatore operazionale e un partitore di tensione collegato al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale. Il terminale invertente è messo a terra.

L'uscita di questo amplificatore operazionale funge da ingresso per la seconda parte, che è un circuito integratore. Che contiene un altro amplificatore operazionale il cui terminale invertente è collegato con un condensatore e un resistore, come mostrato nella figura 3. Il terminale non invertente dell'amplificatore operazionale è messo a terra. Diciamo che il primo output è Vo₁ e la seconda uscita è Vo₂. Vo₂ è collegato con il primo op-amp come feedback.

Il comparatore S1 confronta continuamente la tensione del punto A (figura 3) con la tensione di terra, cioè zero. In base al valore positivo e negativo, l'onda quadra viene generata su Vo1. Nella forma d'onda, vediamo che quando la tensione nel punto A è positiva, S1 fornisce +Vsat come uscita. Questa uscita fornisce l'ingresso per il secondo amplificatore operazionale che produce una tensione a rampa negativa Vr come uscita. Vr dà tensione negativa fino ad un certo valore. Dopo un po' di tempo, la tensione su A scende sotto lo zero e S1 fornisce -Vsat come uscita.

In questa fase, il valore di V_r inizia ad aumentare verso la tensione di saturazione positiva. Quando il valore incrocia +Vr, l'uscita dell'onda quadra sale a +V_sat. Questo fenomeno si protrae continuamente, fornendo sia l'onda quadra che l'onda triangolare (mostrata in figura 4).

Per questo intero circuito, notiamo che quando V_r viene cambiato da positivo a negativo, si sviluppa una tensione di saturazione positiva. Allo stesso modo, quando V_r cambia da negativo a positivo, si sviluppa una tensione di saturazione negativa. Resistenza R₃ è collegato a Vo₁ mentre, resistore R₂ è collegato a Vo₂. Pertanto, l'equazione può essere scritta come,

-V_r/R₂ = -(+V_sat/R₃)

V_r = -R₂/R₃(-v_sat)

La tensione di uscita da picco a picco V_pp=V_r-(-V_r)=2V_r=2R₂/R₃(V_sat)

L'uscita al circuito integratore è data da,

Qui, V_o=V_pp e V_ingresso= -V_sat

Quindi, mettendo i valori che otteniamo,

Perciò,

Quindi, frequenza

Formula del generatore di onde quadre

Periodo di tempo del generatore di onde quadre

Il periodo di tempo del generatore di onde quadre,

R = resistenza

C = capacità del condensatore collegato al terminale invertente dell'amplificatore operazionale R₁ e R₂ = resistenza del partitore di tensione. 

Formula di frequenza del generatore di onde quadre

La frequenza del generatore di onde quadre,

Generatore di onde quadre a frequenza variabile

Più comunemente, i circuiti multivibratori vengono utilizzati per generare onde quadre. I circuiti RC o LR possono generare una sequenza periodica di impulsi di tensione quasi rettangolari utilizzando la caratteristica di saturazione dell'amplificatore. Il circuito del generatore di onde quadre a frequenza variabile è costituito da quattro componenti principali: un amplificatore lineare e un inverter con un guadagno totale di K, un circuito clipper con alcune caratteristiche specifiche di ingresso-uscita e un differenziatore comprendente una rete RC o LR con la costante di tempo ? . Il periodo di tempo del segnale ottenuto è

T=2?ln(2K-1)

Questo circuito multivibratore può produrre impulsi di tensione uniformi a causa della caratteristica di saturazione simmetrica del circuito clipper. Possiamo variare la frequenza di oscillazione variando o la costante di tempo del differenziatore o il guadagno dell'amplificatore.

Generatore di onde quadre AVR

È possibile generare diverse forme d'onda utilizzando microcontrollori AVR interfacciando un convertitore digitale-analogico (DAC). Il DAC converte gli ingressi digitali forniti dal microcontrollore in uscite analogiche e quindi genera diverse forme d'onda analogiche. L'uscita DAC è in realtà l'equivalente corrente dell'ingresso. Quindi, usiamo il circuito integrato dell'amplificatore operazionale 741 come convertitore da corrente a tensione.

Il microcontrollore fornisce uscite basse e alte in modo alternato come ingresso al DAC dopo aver applicato un certo ritardo. Quindi il DAC genera uscite analogiche alternative corrispondenti attraverso il circuito dell'amplificatore operazionale per produrre una forma d'onda quadra.

Generatore di onde quadre ad alta frequenza

I generatori di onde quadre ad alta frequenza producono forme d'onda accurate con componenti hardware esterni minimi. La frequenza di uscita può variare da 0.1 Hz a 20 MHz. Anche il ciclo di lavoro è variabile. I generatori di onde quadre ad alta frequenza sono utilizzati in-

• Generatori di funzioni di precisione
• Oscillatori controllati in tensione
• Modulatori di frequenza
• Modulatori di larghezza di impulso
• Fase Lock Loops
• Sintetizzatore di frequenza
• Generatori FSK

Periodo di tempo e derivazione della frequenza del generatore di onde quadre

Secondo le condizioni ideali dell'amplificatore operazionale, la corrente che lo attraversa è zero. Pertanto, applicando la legge di Kirchhoff, possiamo scrivere,

Il rapporto r₁/R₁+R₂ è nota come frazione di feedback ed è indicata con .

Quando V₁ raggiunge una tensione di saturazione positiva,

 V₀ = + V_sat,

V₁/β = +V_sat

Oppure, V₁ = βV_sat

Allo stesso modo, quando V₁ raggiunge una tensione di saturazione negativa,

 V₀ = -V_sat,

V₁/β = -V_sat

Oppure, V₁ = -βV_sat

A questo punto, il condensatore si è caricato a CV₁ = CβV₀; ricomincia a scaricare. Quindi, secondo l'equazione generale del condensatore con una carica iniziale Q₀,

Q=CV(1-e^{t / RC})+D₀e^{t / RC}

Sappiamo, qui V = -V₀ e Q₀=β CV₀

Così,

Ora, quando Q va a -CV₁ = -CβV₀, si verifica un altro passaggio a t=T/2. A quest'ora, 

Perciò,

Frequenza

Circuito generatore di onde quadre timer 555 | 555 circuito generatore di onde quadre

Generatore di onde quadre con 555 IC | 555 generatore di onde quadre

555 generatore di onde quadre 50% duty cycle

Il generatore di onde quadre può essere costruito utilizzando il circuito integrato del timer 555. È efficiente per generare impulsi quadrati di frequenza inferiore e ciclo di lavoro regolabile. La parte sinistra dell'IC include i pin 1-4- Ground, Trigger, Output e Reset. I pin 5-8 sono sul lato destro. Pin 5, pin 6, pin7 e pin 8 sono rispettivamente la tensione di controllo, la soglia, la scarica e la tensione di alimentazione positiva. Il circuito principale è costituito dall'IC 555, due resistori, due condensatori e una sorgente di tensione di 5-15 Volt. Questo circuito può essere ulteriormente ottimizzato utilizzando un diodo per produrre un'onda quadra perfetta. Il timer 555 può facilmente creare onde quadre in modalità astabile.

Lo schema del circuito è mostrato in figura 5. Il pin 2 (Trigger) e il pin 6 (Soglia) sono collegati in modo che il circuito si attivi continuamente ad ogni ciclo. Il condensatore C si carica attraverso entrambi i resistori ma si scarica solo attraverso R₂ collegato al pin 7 (scarico). Il timer si avvia quando la tensione del pin 2 scende al di sotto di 1/3V_CC. Se il timer 555 viene attivato tramite il pin 2, l'uscita del pin 3 diventa alta. Quando questa tensione sale fino a 2/3V_CC, il ciclo termina e l'uscita del pin 3 diventa bassa. Questo fenomeno si traduce in un'uscita ad onda quadra.

Le equazioni seguenti determinano il tempo di ricarica o T_on e il tempo di scarica o T_MENO:

T_on= 0.693(R₁+R₂)C

T_MENO= 0.693R₂C

Quindi il tempo di ciclo totale T = 0.693(R₁+R₂+R₂)C =0.693(R₁+ 2R₂)C

Pertanto, la frequenza f = 1/T = 1.44/(R₁+ 2R₂)C

Ciclo di lavoro =T_on/T=R₁+R₂/R₁+ 2R₂

555 generatore di onde quadre a frequenza variabile

Per creare un generatore di onde quadre a frequenza variabile, prendiamo un IC timer 555. All'inizio mettiamo in cortocircuito il pin 2 e il pin 6. Quindi colleghiamo un ponticello tra il pin 8 e il pin 4. Colleghiamo il circuito al positivo V_cc. Il pin 1 è collegato a terra. Un condensatore di 10 nF è collegato al pin 5. Un condensatore variabile è collegato al pin 2. Il pin 4 e il pin 8 vengono messi in cortocircuito. Un resistore da 10 Kohm è collegato tra il pin 7 e il pin 8. Un potenziometro da 100 Kohm è collegato tra il pin 6 e il pin 7. Questo circuito produce forme d'onda quadre. Possiamo regolare la frequenza con l'aiuto del potenziometro.

ATtiny85 generatore di onde quadre

Il microcontrollore ATtiny85 AVR a 8 bit basato su CPU RISC, ha un'interfaccia a 8 pin e un convertitore ADC a 10 bit. Il timer in ATtiny85 imposta la modalità di modulazione dell'ampiezza dell'impulso e aiuta a variare il ciclo di lavoro in modo che venga generata l'onda quadra corretta.

Generatore di suoni ad onda quadra

Le onde quadre sono una delle quattro onde fondamentali che creano il suono. Le altre tre onde sono l'onda triangolare, l'onda sinusoidale e l'onda a dente di sega. Insieme le onde possono produrre suoni diversi se si varia l'ampiezza e la frequenza. Se aumentiamo la tensione, cioè l'ampiezza, il volume del suono aumenta. Se aumentiamo la frequenza, l'altezza del suono aumenta.

Generazione di onde quadre da 1khz in 8051

Possiamo programmare i microcontrollori 8051 per generare un'onda quadra della frequenza desiderata. Qui, la frequenza del segnale è 1 kHz, quindi il periodo di tempo è 1 millisecondo. Il ciclo di lavoro del 50% è il migliore per onde quadre perfette. Quindi, T_on=T_MENO= 0.5 ms.

Circuito e collegamenti: Per realizzare il circuito, abbiamo bisogno dei seguenti componenti:

• (microcontrollore 8051)
• Convertitore da digitale ad analogico
• Resistenze e condensatori
• Amplificatore operazionale

Colleghiamo il pin di reset alla sorgente di tensione (Vcc) e i pin dati del DAC alla porta 1 del microcontrollore 8051. Il bit più significativo deve essere collegato con la A₁ pin (pin 5) sul DAC e il bit meno significativo con A₈ perno.

Logica: All'inizio, impostiamo una qualsiasi delle porte 8051 su logica 1 o alta e quindi aspettiamo un po' di tempo per ottenere una tensione CC costante. Questa volta è noto come ritardo. Ora impostiamo la stessa porta su logico 0 o basso e aspettiamo ancora un po' di tempo. Il processo continua in loop finché non spegniamo il microcontrollore.

Generatore di onde quadre con IC 741 | generatore di onde quadre che utilizza l'amplificatore operazionale 741

Il circuito del generatore di onde quadre IC 741 è illustrato nella figura sopra (figura 6). L'amplificatore operazionale nel circuito costruito utilizzando l'IC 741 generale. Il pin 2 dell'IC è collegato al terminale invertente e il pin 3 è collegato al terminale non invertente. Il pin 7 e il pin 4 sono collegati rispettivamente alla tensione di alimentazione positiva e negativa. L'uscita è collegata al pin 6. Il condensatore, il resistore e il partitore di tensione sono collegati, come mostrato in figura.

Il principio di funzionamento del circuito IC 741 è simile a quello del generatore di onde quadre generale. Il condensatore continua a caricarsi e scaricarsi tra la tensione di saturazione positiva e negativa. Quindi produce l'onda quadra. 

Il periodo di tempo T=2RC ln (2R₁+R₂/R₂)

La frequenza è il reciproco del periodo di tempo, cioè f=1/2RC ln (2R₁+R₂/R₂)

Codice MATLAB per generare onde quadre

Il comando Matlab per generare un'onda quadra è riportato di seguito-

clc
close all
clear  #clearing all previous data
t=1:0.01:50;  #defining X axis from 1 to 50 with step 0.01
Y=square (t,50);   #taking a variable Y for a square wave with 50% duty cycle
plot(Y,t);  #plotting the curve
xlabel('Time');  #labelling X-axis as Time
ylabel('Amplitude');  #labelling Y-axis as Amplitude
title('Square Wave'); #the title of the plot is Square Wave
axis([-2 1000 5 -5]);  #modifying the graph for visualization

Generatore di onde quadre multivibratore astabile

Generatore di onde quadre che utilizza transistor | generatore di onde quadre a transistor

Un'altra tecnica per costruire un generatore di onde quadre (Astable Multivibrator) è l'utilizzo di un BJT o di un transistor a giunzione bipolare. Il funzionamento di questo generatore di onde quadre o multivibratore astabile dipende dalla proprietà di commutazione del BJT. Quando un BJT funge da interruttore, ha due stati: on e off. Se colleghiamo +V_cc nel terminale del collettore del BJT quando la tensione di ingresso V_i è inferiore a 0.7 volt, si dice che il BJT sia spento. Nello stato spento, il collettore e il terminale dell'emettitore vengono disconnessi dal circuito.

Pertanto, il transistor si comporta come un interruttore aperto. quindi l'io_c=0 (io_c è la corrente di collettore) e la caduta di tensione tra il terminale di collettore e il terminale di emettitore (V_ce) è positivo V_cc.

Ora, quando Vi>0.7 volt, il BJT è attivo. Mettiamo in cortocircuito il collettore e il terminale di emissione. Pertanto, V_ce=0 e la corrente I_c sarà la corrente di saturazione (Ic_sat).

Lo schema del circuito è mostrato in figura 7. Qui, i transistor S₁ e S₂ sembrano identici, ma hanno proprietà di drogaggio diverse. S₁ e S₂ avere resistori di carico RL₁ e RL₂ e sono distorti da R₁ e R₂, rispettivamente. Il terminale di collettore di S₂ è collegato al terminale di base di S₁ attraverso il condensatore C₁, e il terminale di collettore di S₁ è collegato al terminale di base di S₂ attraverso il condensatore C₂. Quindi, possiamo dire che i multivibratori astabili sono realizzati con due identiche configurazioni di emettitore comune.

L'uscita è ottenuta da uno qualsiasi dei due collettori a terra. Supponiamo di prendere Vc₂ come uscita. Quindi l'intero circuito è collegato alla tensione di alimentazione V_cc. Il terminale negativo di V_cc è fondato. Quando chiudiamo l'interruttore K, entrambi i transistor cercano di rimanere nello stato acceso. Ma alla fine, uno di loro rimane nello stato acceso e l'altro nello stato spento. Quando è₁ è nello stato acceso, il collettore e il terminale di emettitore di S₁ andare in cortocircuito. Quindi, Vc₁=0. Nel frattempo, S₂ è in stato spento.

Pertanto, la corrente di collettore Ic₂=0 e Vc₂=+v_cc. Quindi per il T₁ intervallo di tempo, il transistor Vc₁ rimane in logica 1, e Vc₂ rimane in 0 logico. Mentre S₂ è spento, il condensatore C₂ viene addebitato. Diciamo la tensione ai capi di C₂ è Vc₂. Quindi colleghiamo il terminale positivo del condensatore alla base di S₂, e il terminale negativo del condensatore all'emettitore di S₂. Quindi la tensione Vc₂ è fornito direttamente alla base e al terminale di emettitore di S₂.

Poiché il condensatore è in carica continua, dopo un po' di tempo, Vc₂ sale sopra 0.7 volt. A questo punto S₂ arriva allo stato acceso, e la differenza di tensione tra il collettore e il terminale di emettitore di S₂ uguale a zero. Ora, S₁ agisce nello stato acceso e la tensione di uscita di S₁ è +V_cc. Il condensatore C₁ inizia a caricarsi e quando la tensione ai capi del condensatore attraversa 0.7 volt, S₁ cambia di nuovo il suo stato. Quindi per il T₁ intervallo di tempo, il transistor Vc₁ rimane in logica 0, e Vc₂ rimane nella logica 1.

Questo fenomeno si ripete automaticamente fino allo spegnimento dell'alimentazione. La transizione continua tra V_cc e 0 genera l'onda quadra.

Generatore di onde quadre con NAND Gate

L'uso di una porta NAND è uno dei modi più semplici per creare un generatore di onde quadre. Abbiamo bisogno dei seguenti componenti per costruire il circuito: due porte NAND, due resistori e un condensatore. Il circuito è mostrato in figura 8. La rete resistore-condensatore è l'elemento di temporizzazione in questo circuito. La G₁ La porta NAND controlla la sua uscita. L'uscita di questa rete RC viene restituita a G₁ attraverso il resistore R₁ come ingresso. Questa procedura si verifica fino a quando il condensatore non è completamente carico.

Quando la tensione ai capi di C raggiunge la soglia positiva di G₁, le porte NAND cambiano stato. Ora il condensatore si scarica fino alla soglia negativa di G₁, e di nuovo le porte cambiano stato. Questo processo avviene in un loop e produce una forma d'onda quadra. La frequenza di questa forma d'onda viene calcolata utilizzando f=1/2.2RC

Generatore di onde quadre con Schmitt Trigger

Il funzionamento di un circuito generatore di onde quadre trigger di Schmitt è abbastanza simile all'implementazione del gate NAND. Il circuito di trigger di Schmitt è mostrato nella figura 9. Anche qui, la rete RC fornisce la temporizzazione. L'inverter prende la sua uscita sotto forma di feedback come uno degli ingressi.

Inizialmente, l'ingresso della porta NOT è inferiore alla tensione di soglia minima. Quindi lo stato dell'uscita è Alto. Ora il condensatore inizia a caricarsi attraverso il resistore R₁. Quando la tensione ai capi del condensatore tocca la tensione di soglia massima, lo stato di uscita scende nuovamente al livello basso. Questo ciclo si ripete ancora e ancora e genera l'onda quadra. La frequenza dell'onda quadra si trova con f=1/1.2RC

Codice Verilog generatore di onde quadre | generatore di onde quadre utilizzando Verilog

`timescale 1ns / 1ps
module square_wave_generator(
input clk,
input rst_n,
output square_wave
);
// Input clock is 100MHz
localparam CLK_FREQ = 100000000;
// Counter to toggle the clock
integer counter = 0;

reg square_wave_reg = 0;
assign square_wave = square_wave_reg;
always @(posedge clk) begin

if (rst_n) begin
counter <= 8'h00;
square_wave_reg <= 1'b0;
end

else begin

// If counter is zero, toggle square_wave_reg
if (counter == 8'h00) begin
square_wave_reg <= ~square_wave_reg;

// Generate 1Hz Frequency
counter <= CLK_FREQ/2 - 1; 
end

// Else count down
else
counter <= counter - 1;
end
end
endmodule

8051 C programma per generare onda quadra

#include <reg51.h> // including 8051 register file
sbit pin = P1^0; // declaring a variable type SBIT
for P1.0
main()
{
P1 = 0x00; // clearing port
TMOD = 0x09; // initializing timer 0 as 16 bit timer
loop:TL0 = 0xAF; // loading value 15535 = 3CAFh so after
TH0 = 0x3C; // 50000 counts timer 0 will be
overflow
pin = 1; // sending high logic to P1.0
TR0 = 1; // starting timer
while(TF0 == 0) {} // waiting for first overflow for 50 ms
TL0 = 0xAF; // reloading count again
TH0 = 0x3C;
pin = 0; // sending 0 to P1.0
while(TF0 == 0) {} // waiting for 50 ms again
goto loop; // continuing with the loop
}

8253 generatore di onde quadre

8253 è un timer a intervalli programmabile. Dispone di 3 contatori a 16 bit e opera in sei modalità. Ciascuno dei contatori ha tre modalità come -CLK (frequenza di clic in ingresso), OUT (forma d'onda in uscita) e GATE (per abilitare o disabilitare il contatore). La modalità 3 è nota come modalità del generatore di onde quadre. In questa modalità operativa, l'uscita è alta quando viene caricato il conteggio. Il conteggio viene poi gradualmente decrementato. Quando arriva a zero, l'uscita diventa bassa e di nuovo il conteggio inizia a caricare. Si genera così un'onda quadra.

Generatore di onde quadre regolabile

Un generatore di onda quadra regolabile può essere costruito utilizzando un potenziometro al posto di un partitore di tensione generale. Poiché il valore del resistore è modificabile, possiamo regolare i parametri dell'uscita dell'onda quadra.

Vantaggi del generatore di onde quadre

Un generatore di onde quadre ha i seguenti vantaggi:

• Il circuito può essere facilmente progettato. Non necessita di alcuna struttura complessa.
• È conveniente.
• La manutenzione del generatore di onde quadre è molto semplice.
• Un generatore di onde quadre può produrre segnali con frequenze massime.

Generatore di onde quadre comparatore

I circuiti comparatori efficienti nell'isteresi vengono utilizzati per realizzare generatori di onde quadre. L'isteresi si riferisce all'azione di fornire un feedback positivo al comparatore. Questa isteresi si verifica per i generatori di onde quadre di Schmitt trigger e Logic gate e vengono generate onde quadre quasi perfette.

Generatore di onde quadre ad alta tensione

Il generatore di onde quadre ad alta tensione può essere realizzato utilizzando un MOSFET (transistor ad effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore). Questo dispositivo generatore di onde quadre è efficace nel produrre onde quadre di diverse ampiezze.

Generatore di onde da quadra a sinusoidali | generatore d'onda quadra a onda sinusoidale

Il circuito convertitore da onda quadra a onda sinusoidale utilizza più reti RC. Ha tre resistori e tre condensatori. Il filtro RC a tre stadi cambia prima l'onda quadra in un'onda triangolare e poi la converte in onda sinusoidale. I valori del resistore e del condensatore decidono la frequenza dell'onda quadra.

Circuito generatore da onda quadra a onda sinusoidale

Generatore digitale di onde quadre

I generatori di funzioni digitali sono uno dei modi preferiti per generare impulsi quadrati. Si chiama sintesi digitale diretta (DSS). I componenti richiesti per DSS sono un accumulatore di fase, un convertitore digitale-analogico e una tabella di ricerca contenente le forme d'onda. DSS genera una forma d'onda periodica arbitraria da un segnale di rampa e quindi genera una rampa digitale. Questa tecnica è accurata e altamente stabile.

Circuito generatore di onde quadre da 1 mHz

Il circuito dell'oscillatore trigger di Schmitt è uno dei modi più efficaci per generare un'onda quadra da 1 mhz. Il circuito comprende una coppia di inverter Schmitt, un resistore variabile, alcuni condensatori e resistori. 

Chip generatore di onde quadre

741 L'amplificatore operazionale IC è il chip più popolare per la generazione di onde quadre. Oltre a questo, il circuito integrato timer 555 viene utilizzato anche per realizzare circuiti generatori di onde quadre.

Applicazione generatore di onde quadre | applicazione del generatore di onde quadre

Le applicazioni di un generatore di onde quadre sono-

• È usato per generare onde quadre e altri circuiti che producono onde triangolari o sinusoidali da onde quadre.
• ‌I generatori di onde quadre sono utili per controllare i segnali di clock.
• È utilizzato negli strumenti musicali per emulare vari suoni.
• ‌Generatori di funzioni, oscilloscopi a raggi catodici, utilizzano generatori di onde quadre.

FAQ

Come si trova la frequenza di un generatore di onde quadre?

Per un generatore di onde quadre, T=2RC ln (2R₁+R₂/R₂). La frequenza dell'onda è determinata da questa equazione.

Pertanto, la frequenza f=1/2RC ln (2R₁+R₂/R₂)

Cos'è il generatore di forme d'onda triangolari?

Un generatore di forme d'onda triangolari è un circuito generatore di forme d'onda elettronico.

Un generatore di forme d'onda triangolari genera onde triangolari. Generalmente, un generatore di onde quadre combinato con un circuito integratore produce onde triangolari.

Come puoi generare un'onda quadra e un'onda triangolare?

Un circuito multivibratore astabile è considerato una delle migliori pratiche per generare onde quadre. Coinvolge un amplificatore operazionale, un condensatore, un resistore e una rete divisore di tensione.

Possiamo utilizzare l'onda quadra in uscita ottenuta da un multivibratore astabile come ingresso di un circuito integratore per generare onde quadre. Inoltre, possiamo usare un circuito di feedback trigger di Schmitt con un integratore per ottenere onde triangolari.

Quali sono le applicazioni di un generatore di onde quadre?

Un generatore di forme d'onda quadra è ampiamente utilizzato in elettronica.

Alcune utili applicazioni di un generatore di onde quadre sono-

• Segnali orologio
• ‌Emulazione del suono di vari strumenti
• ‌Circuiti convertitore onda sinusoidale/onda triangolare
• Commutazione transistor
• Controllo della risposta dell'amplificatore
• Operazioni del sistema di controllo

Voglio realizzare un generatore di onde quadre a ciclo di lavoro variabile in cui la tensione di ingresso è 12V. Quale sarà il requisito e come realizzarlo?

Un generatore di onde quadre, combinato con diodi, può aiutare a variare il ciclo di lavoro.

Il circuito del generatore di onde quadre riportato di seguito consente di apportare modifiche al ciclo di lavoro. Qui due diodi sono collegati in parallelo, ma in direzioni opposte. Un diodo inizia a funzionare quando l'uscita è alta, l'altro entra in funzione quando l'uscita è bassa. Quando l'uscita è alta, il D₁ il diodo inizia a funzionare. Allo stesso modo quando l'uscita è bassa, D₂ opera. Pertanto, il circuito passa alla logica alta e bassa e genera una forma d'onda quadra.

Il periodo di tempo T=2RC ln (2R₁+R₂/R₂)

Come generare un'onda quadra usando un amplificatore operazionale?

Sappiamo che esistono numerosi modi per generare un'onda quadra.

Un amplificatore operazionale quando viene utilizzato con un condensatore, un resistore e un partitore di tensione, produce un'uscita come onda quadra. La generazione dell'onda quadra avviene quando l'uscita commuta tra il positiva e la tensione di saturazione negativa continuamente.

Come posso generare un'onda quadra da un'onda triangolare usando solo un resistore e un condensatore?

Sappiamo che un circuito differenziatore fornisce un'onda quadra in uscita quando riceve un'onda triangolare in ingresso.

Quindi, per generare un'onda quadra da un'onda triangolare, possiamo mantenere il condensatore in serie con la sorgente e prima mettere a terra il resistore. Con questo, possiamo creare un filtro passa-alto. Se la frequenza dell'onda triangolare è inferiore alla frequenza di taglio del filtro passa-alto, il filtro differenzia l'onda triangolare e produce un'onda quadra.

Qual è l'equazione dell'onda quadra?

Un'onda quadra può essere rappresentata in diverse forme.

L'equazione più comune di un'onda quadra è:

x(t)=sgn(sen 2πt/T)=sgn(sen(2πft))

y(t)=sgn(cos 2πt/T)=sgn(cos(2πft))

Dove, T= periodo di tempo e f= frequenza dell'onda.

Possiamo modificare l'equazione secondo le condizioni date.

Come convertire un'onda triangolare in un'onda quadra?

L'onda quadra non è altro che l'integrale di un'onda triangolare.

Per convertire un'onda triangolare in un'onda quadra, possiamo usare un circuito amplificatore differenziatore. Questo circuito comprende un amplificatore operazionale, un condensatore e un resistore.

Cosa succede se un'onda quadra passa attraverso un condensatore?

Diversi generatori di forme d'onda utilizzano condensatori nei loro circuiti.

Se un'onda quadra passa attraverso un condensatore, può generare diversi tipi di forme d'onda in base agli altri parametri del circuito.

Qual è l'applicazione di un generatore di onde sinusoidali e quadre di frequenza audio?

Gli strumenti musicali utilizzano generatori di forme d'onda di alta qualità.

Un generatore di onde sinusoidali e quadre di frequenza audio viene utilizzato come oscillatore audio. Il circuito è costituito da un oscillatore a ponte wein che fornisce la migliore gamma di frequenze audio.

Qual è la differenza tra onda pulsata e onda quadra?

L'onda quadra non è altro che un sottoinsieme dell'onda del polso.

Un'onda quadra è un tipo speciale di onda a impulsi in cui le metà positive del ciclo sono uguali alle metà negative. Un'onda a impulsi con un duty cycle del 50% si dice che sia un'onda quadra.

Come generare una forma d'onda trapezoidale da un amplificatore operazionale?

Possiamo generare una forma d'onda trapezoidale in tre passaggi.

Questo metodo fornisce una forma d'onda di forma quasi trapezoidale.

• ‌Generazione di un'onda quadra
• ‌Conversione dell'onda quadra in un'onda triangolare utilizzando un integratore
• Utilizzo del circuito clipper per limitare la tensione senza influire sul resto della forma d'onda.

Qual è il vantaggio di utilizzare una forma d'onda quadra come segnale di ingresso?

Una forma d'onda quadra è una forma d'onda periodica di natura non sinusoidale. L'ampiezza di un'onda quadra ha massimi e minimi fissi a una particolare frequenza.

I principali vantaggi dell'utilizzo di una forma d'onda quadra come segnale di ingresso sono:

• Ha un'ampia larghezza di banda di frequenze.
• ‌La visualizzazione facile e veloce in un oscilloscopio è possibile con le onde quadre.
• ‌Le forme d'onda quadrate possono indicare problemi da risolvere.

Il circuito LC converte la tensione di uscita ad onda quadra in pura uscita sinusoidale? Se sì, qual è l'operazione che sta dietro?

Un circuito LC è una rete costituita da uno o più induttori e condensatori.

Sì, i circuiti di filtraggio LC convertono in modo efficiente le onde quadre in onde sinusoidali. Il circuito del filtro consente il passaggio solo della frequenza fondamentale dell'onda quadra e filtra le altre armoniche ad alta frequenza. Quindi l'onda quadra viene convertita in un'onda sinusoidale.

Perché otterremo un'onda quadra come output nel circuito del comparatore?

Un circuito comparatore confronta un segnale sinusoidale AC con un segnale di riferimento DC.

Il segnale di ingresso quando diventa più grande del segnale di riferimento, produce un'uscita positiva. Quando è inferiore al segnale di riferimento, l'uscita è negativa. In entrambi gli scenari, la differenza dei segnali è così grande da essere considerata equivalente alla massima uscita possibile (±V_sat). Quindi, è assertivo che l'uscita oscilla continuamente tra la tensione di saturazione positiva e negativa. Ecco perché otteniamo le onde quadre come output del comparatore.

Come posso generare un'onda quadra per diversi cicli di lavoro in 8051 utilizzando C incorporato?

#include<reg51.h>
sbitpbit=PI^7;
void delay_on();
void delay_off();
void main()
{
TMOD=0x01;  //initializing timer 0 in mode 1
 while(1);        // repeating this
delay_on();   //800 microsecond delay
pbit=0;            //output pin low
delay_off();  //200 microsecond delay
}
}
//function for 800 microsecond delay
Void delay_on()
{
TH0=OxFD;
TR0=1;   //turning the timer 0 ON
while(!TF0);   //waiting for timer overflow
TR0=0;      //switching the timer 0 OFF
TF0=0;      //clearing the overflow flag
}
//function for 200 microsecond delay
Void delay_off()
{
TH0=OxFF;
TL0=0x48;
TR0=1;  
while(!TF0);   
TR0=0;     
TF0=0;     
}   //clearing TF0

Come si scrive un codice C incorporato per generare un'onda quadra di 50 Hz?

#include<reg51.h>
void delay(int time)
{
int i,j;
for(i=0;i<time;i++)
for(j=0;j<922;j++);
}
void main()
{
while(1)
{
p1=255;
delay(10);
p1=0;
delay(10);
}
}

Kaushikee Banerjee

Ciao……Sono Kaushikee Banerjee e ho completato il mio master in Elettronica e Comunicazioni. Sono un appassionato di elettronica e attualmente mi dedico al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Il mio interesse risiede nell’esplorazione di tecnologie all’avanguardia. Sono uno studente entusiasta e armeggio con l'elettronica open source.