マイケルファラデー（22nd1971年9月-25日th1867年8月）は発電機の父です。方形波発生器は、方形波を生成するために使用される発生器の一種であり、TTLなどのシュミットトリガーインバーターを使用してこの発生器を構築します。このジェネレータは、信号処理や電子機器で使用されます。方形波発生器が1つのタイプであるという点で、さまざまなサイズのさまざまな種類の発電機があります。この記事では、方形波発生器の定義、回路図、および期間と周波数の導出を含む、方形波発生器の概要について説明します。
方形波発生器とは何ですか？
方形波発生器は、入力なしで出力を提供する発振器として定義されています。つまり、ゼロ秒以内に入力を提供する必要があるという意味で、入力なしで出力を提供します。このジェネレータは、デジタル信号処理および電子アプリケーションで使用されます。方形波発生器は、 Astableマルチバイブレータ または自走式で、方形波発生器の周波数は出力電圧に依存しません。方形波発生器の基本的な回路図と動作を以下に説明します。
方形波発生回路
方形波発生器を設計するには、コンデンサ、抵抗、オペアンプ、および電源が必要です。コンデンサと抵抗はオペアンプの反転端子と抵抗Rに接続されています1およびR二オペアンプの非反転端子に接続されています。オペアンプを使用した方形波発生器の回路図を以下に示します。
オペアンプを使用した方形波発生回路
オペアンプの出力で出力を強制的に正の飽和電圧と負の飽和電圧の間で切り替えると、出力波として方形波を実現できます。理想的には、入力が適用されていない場合、出力はゼロである必要があり、次のように表されます。
Vアウト（出力電圧）= 0 V（Vの場合）に（入力電圧）= 0 V
しかし実際には、次のように表されるゼロ以外の出力が得られます。
V0ut≠0
抵抗器R1およびR二分圧器ネットワークを形成します。初期出力電圧がゼロ以外の場合、V両端の電圧が得られますb。したがって、非反転端子と反転端子で正の入力が得られ、出力はそのゲインによって増幅されて最大出力電圧に達するため、図（a）に示すように方形波の半分が得られます。
方形波の波形
反転端子にゼロ以外の入力があると、コンデンサの充電が始まります。電圧がVより大きくなるまで継続的に充電されますb。 VとすぐにcVより大きいb（Vc> Vb）。反転入力は非反転入力よりも大きくなるため、オペアンプ出力は負の電圧に切り替わり、（– Vアウト）最大したがって、図（b）に示すように、方形波の負の半分が得られます。これはのアプリケーションです オペアンプ 方形波発生器として。
方形波発生器の期間と周波数の導出
図では、方形波発生回路V二はコンデンサ両端の電圧、V1は正端子のノード電圧です。オペアンプの理想的な特性により、オペアンプを流れる電流はゼロです。回路図からノード方程式を考えてみましょう。
“電気双方向スイッチ配線 ”
V1-V0/ R二+ V1/ R1= 0
V1[1 / R二+ 1 / R1] = V0/ R二
V1[R1+ R二/ R1R二] = V0/ R二
V1（α）= V0…………eq（1）
取りましょう
α= R1+ R二/ R1= 1+ R二/ R1> 1
したがって、 α> 1およびV0> 1
いつ V0= + V座った
V1= V0/α= + V座った/α= + V1
いつ V0= -V座った
V1= -V座った/α= -V1
電圧V12つの可能性しかありません+ V1および– V1、だからいつでもV0Vを変更します1また、変更されます。では、Vがどのようになっているのか見てみましょう二変わるだろう。電圧V二ここでノード方程式を作成すると、充電と放電になります。ここで、コンデンサを流れる電流は電流に等しくなります。
C d / dt（0- V二）= V二-V0/ R
-C d V二/ dt = V二-V0/ R
d V二/ V0-V二= dt / RC
上記の方程式を解くと、
∫0V2d（V二/ V0-V二）=∫0tdt / RC
最初に、コンデンサの両端の電圧がゼロであると仮定する必要があります
-ログ（V0-V二) = t / RC + K
ログ（V0-V二) = -t / RC + K
V0-V二= Kおよび-t/RC…………式（2）
t = 0、Vを代入する二上記の式の= 0は、
K = V0……………………………式（3）
どこ です0= 1
式（2）に式（3）を代入すると、次のようになります。
V0-V二= Kおよび-t/RC
V二= V0-V0です-t/RC
V二= V0[1-e-t/RC]
上記の方程式に初期条件を適用する
ステージ1：V二= 0、V0= + V座った
ステージ1では、電圧V二+ Vまで充電しています1
ステージ2：V二= 0、V0= -V座った
ステージ2では電圧V二-Vまで放電しています1
[ログ（V0 + V1 / V0 – V1）] = 1 / RC [T / 2]
[ログ（αV1+ V二/αV1-V1）] = 1 / RC [T / 2]………………eq（4）
式（4）に式（1）を代入すると、次のようになります。
ログ[V1（α+ 1）/ V1(α – 1)] = [T/2 RC]
log [（（R1+ R二/ R1） +1）/（（R1+ R二/ R1） -1)] = T/2 RC
log [R1+ R二+ R1/ R1+R二– r1] = T/2 RC
log [2R1+ R二/ R二] = T/2 RC
T = 2RCログ[2R1+ R二/ R二]………eq（5）
f = 1 / T
= 1 / 2RCログ[2R1+ R二/ R二 ] ………eq（6）
式（5）と（6）は、方形波発生器の周期と周波数です。
関数発生器回路
関数発生器は、正弦波形、三角波形、長方形波形、鋸歯状波形、正方形波形などのさまざまな種類の波形を生成するために使用される機器の一種であり、これらのさまざまな種類の波形はさまざまな周波数を持ち、助けを借りて生成できます。関数発生器と呼ばれる機器の。これらの波形の周波数は、数分の1ヘルツから数百キロヘルツまで調整でき、このジェネレーターには、さまざまなアプリケーションで同時にさまざまな波形を生成する機能があります。 LM1458を使用した関数発生器の回路図を以下に示します。
関数発生器回路
オペアンプLM1458はデュアルパーパスオペアンプであり、これらのデュアルオペアンプのバイアスネットワークと電源ラインは共通です。関数発生器回路の4つの集積回路は、IC 1a、IC 1b、IC 2a、およびIC2bです。集積回路IC1aは非安定マルチバイブレータとして配線され、集積回路IC 1bは積分器として配線され、IC2aも積分器として配線されます。
2020年のトップ10の最高の関数発生器は、GM Instek SFG-1013 DOS、JYE TechFG085による関数発生器DIYKIT、ATTEN ATF20B DDS、2番目のチャネルを備えたRigol DGI02220 MHz関数発生器、Eisco Labs関数発生器-1KHz〜100 kHz、B ＆K Precision 4011A関数発生器、JYETech 08503 –ポータブルデジタル関数発生器、Tektronix AFG1062任意関数発生器、Keithley 3390任意関数発生器、およびRigolDG1062Z関数/任意波形発生器。
利点
方形波発生器の利点は次のとおりです。
- シンプル
- メンテナンスが簡単
- 安いです
FAQの
1）。方形波とは何ですか？
方形波は、海面に形成される正方形のグリッドであり、これらの波は、クロスウェーブまたはクロスシーウェーブとも呼ばれます。
2）。信号発生器の種類は何ですか？
信号発生器の種類は、周波数発生器、任意波形発生器、マイクロ波、RF関数発生器、ピッチ発生器、デジタルパターン発生器です。
3）。マルチバイブレータ回路の種類は何ですか？
マルチバイブレータ回路には、単安定マルチバイブレータ回路、非安定マルチバイブレータ回路、双安定マルチバイブレータ回路の3種類があります。
4）。関数発生器とは何ですか？
関数発生器は、広範囲の周波数にわたって電気波形を生成するために使用される機器またはデバイスです。関数発生器によって生成される波形は、三角波、方形波、正弦波、のこぎり波です。
5）。なぜ方形波は危険なのですか？
方形波は、見た目が驚くほど魅力的ですが、実際には、スイマーやボートにとって危険です。 2組の波動システムが互いに衝突すると、海を横切る正方形のような形または波のパターンになります。
この記事では 方形波 ジェネレータの利点、方形波ジェネレータの回路図、および関数ジェネレータについて説明します。ここにあなたへの質問があります、それは最高の方形波発生器ですか？
