- Претварач квадрата у синусни вал помоћу РЦ мреже
- Дијаграм круга претварача квадрата у синусни вал
- Принцип рада претварача квадратних таласа
- Одабир вредности Р и Ц за круг претварача квадратних таласа
- Тестирање нашег круга претварача квадратног у синусни талас
Коло претварача квадратног таласа у синусни вал је важно аналогно коло које претвара квадратне таласне облике у синусне таласе. Има широк спектар примена у многим различитим областима електронике, као што су математичке операције, акустика, аудио апликација, претварачи, извор напајања, генератор функција итд.
У овом пројекту разговараћемо о томе како функционише коло претварача квадратног таласа у синусни вал и како се може изградити помоћу једноставне пасивне електронике. Такође можете проверити и друге доле наведене кругове генератора таласних облика.
- Круг четвртастог генератора таласа
- Круг генератора синусних таласа
- Круг генератора таласа троугла
- Кружни круг генератора таласастих таласа
Претварач квадрата у синусни вал помоћу РЦ мреже
Претварач квадратног таласа у синусни талас може се изградити помоћу 6 пасивних компонената, тачније кондензатора и три отпорника. Помоћу ова три кондензатора и три отпорника може се изградити трофазна РЦ мрежа која узима квадратни талас као улазни и синусни талас као излаз. Једноставно једностепено РЦ мрежно коло приказано је испод.
У горњем кругу приказан је једностепени РЦ филтер где се користи један отпорник и један кондензатор. Горњи круг је прилично једноставан. Кондензатор се пуни у зависности од статуса квадратног таласа. Ако је квадратни талас на улазу у високом положају, кондензатор ће се напунити, а ако је квадратни талас у ниском положају, кондензатор се празни.
Различити сигнални талас као што је квадратни талас има фреквенцију, у зависности од ове фреквенције, излаз кругова се мења. Због таквог понашања кола, РЦ филтер се назива РЦ интеграторско коло. Коло РЦ интегратора мења излазни сигнал у зависности од фреквенције и може квадратни талас променити у троугласти талас или таласни талас у синусни талас.
Дијаграм круга претварача квадрата у синусни вал
У овом упутству користимо ове склопове РЦ интегратора (мреже РЦ филтера) за претварање квадратног таласа у синусни талас. Комплетна шема склопа претварача дата је у наставку и као што видите, она има врло мало пасивних компоненти.
Коло се састоји од три фазе РЦ кругова филтера. Свака фаза има свој значај конверзије, хајде да схватимо како функционише свака фаза и како она доприноси претварању квадратног таласа у синусни талас гледајући симулацију таласног облика
Принцип рада претварача квадратних таласа
Да бисмо знали како ради претварач квадратног таласа у синусни талас, треба разумети шта се дешава у свакој фази РЦ филтера.
Прва фаза:
У првом степену РЦ мреже он има серијски отпорник и паралелно кондензатор. Излаз је доступан преко кондензатора. Кондензатор се пуни преко отпорника у серији. Али, како је кондензатор компонента која зависи од фреквенције, потребно је време за пуњење. Међутим, ова брзина пуњења се може одредити помоћу РЦ временске константе филтра. Пуњењем и пражњењем кондензатора, а будући да излаз долази из кондензатора, таласни облик веома зависи од напона пуњења кондензатора. Напону за време пуњења се може одредити ниже конципирање
В Ц = В (1 - е - (т / РЦ))
А напон пражњења може се одредити помоћу -
В Ц = В (е - (т / РЦ))
Према томе, из горње две формуле, РЦ временска константа је важан фактор за одређивање колике напуњености кондензатор складишти, као и колико се пражњење врши за кондензатор током РЦ временске константе. Ако вредност кондензатора изаберемо као 0,1уФ, а отпорник као 100 к-ома као на слици испод, имаће временску константу од 10 мили-секунди.
Сада, ако је преко овог РЦ филтера обезбеђено 10мс константног квадратног таласа, излазни таласни облик ће бити такав због пуњења и пражњења кондензатора у РЦ временској константи од 10мс.
Талас је експоненцијални таласни облик параболичног облика.
Друга фаза:
Сада је излаз првог нивоа РЦ мреже улаз другог нивоа РЦ мреже. Ова РЦ мрежа узима експоненцијални таласни облик параболичног облика и чини га троугластим таласним обликом. Коришћењем истог РЦ константног сценарија пуњења и пражњења, РЦ филтри другог степена пружају растући нагибни нагиб када се кондензатор напуни и раван силазни нагиб када се кондензатор празни.
Излаз ове фазе је излаз рампе, правилан троугласти талас.
Трећа фаза:
У овој трећој фази РЦ мреже, излаз друге РЦ мреже је улаз треће фазе РЦ мреже. Као улаз узима троугласти рампни талас, а затим мења облике троугластих таласа. Пружа синусни талас где се горњи и доњи део троугластог таласа заглађују чинећи их закривљеним. Излаз је прилично близу излазу са синусним таласом.
Одабир вредности Р и Ц за круг претварача квадратних таласа
Вредност кондензатора и отпорника је најважнији параметар овог кола. Јер, без одговарајуће вредности кондензатора и отпорника, РЦ временска константа неће бити усклађена за одређену фреквенцију и кондензатор неће добити довољно времена за пуњење или пражњење. То резултира изобличеним излазом или чак на високој фреквенцији, отпорник ће радити као једини отпорник и могао би произвести исти таласни облик какав је дат на улазу. Дакле, вредности кондензатора и отпорника морају бити правилно одабране.
Ако се улазна фреквенција може променити, тада се може изабрати случајна вредност кондензатора и отпорника и променити фреквенција у складу са комбинацијом. Добро је користити исту вредност кондензатора и отпорника за све фазе филтера.
За брзу референцу при ниским фреквенцијама користите кондензатор веће вредности, а за високе фреквенције кондензатор ниже вредности. Међутим, ако су све компоненте Р1, Р2 и Р3 исте вредности, а сви кондензатори Ц1, Ц2, Ц3 исте вредности, кондензатор и отпорник могу се одабрати помоћу следеће формуле -
ф = 1 / (2π к Р к Ц)
Где је Ф фреквенција, Р је вредност отпора у Охм, Ц је капацитет у Фараду.
Испод шеме је приказано тростепено коло РЦ интегратора које је претходно описано. Међутим, коло користи кондензаторе од 4,7 нФ и отпорнике од 1 кило-ома. Ово ствара прихватљив опсег фреквенција у опсегу од 33 кХз.
Тестирање нашег круга претварача квадратног у синусни талас
Шема је направљена у табли, а генератор функције заједно са осцилоскопом користи се за проверу излазног таласа. Ако немате генератор функција за генерисање квадратног таласа, можете да направите сопствени генератор квадратних таласа или чак Ардуино генератор таласних облика који можете користити за све пројекте повезане са таласним облицима. Коло је врло једноставно и стога се лако уграђује на плочу као што можете видети доле.
За ову демонстрацију користимо генератор функција и као што видите на доњој слици, генератор функција је подешен на жељени излаз квадратног таласа од 33 кХз.
Излаз се може посматрати на осцилоскопу, снимак излаза из опсега дат је у наставку. Улазни квадратни талас приказан је жутом бојом, а излазни синусни талас црвеном бојом.
Коло је радило како се очекивало за улазну фреквенцију у распону од 20кХз до 40кХз, можете погледати видео у наставку за више детаља о томе како коло функционише. Надам се да сте уживали у водичу и научили нешто корисно. Ако имате питања, оставите их у одељку за коментаре испод. Можете и да користите наше форуме за постављање других техничких питања.