Σε ηλεκτρονική και επικοινωνία εφαρμογές, ένα σήμα που εμφανίζεται φυσικά είναι γνωστό ως ημιτονοειδές κύμα. Υπάρχουν πολλές ηλεκτρονικές συσκευές που χρησιμοποιούν ημιτονοειδείς κυματομορφές όπως ραδιόφωνο, κ.λπ. Συνήθως, η επεξεργασία των συσκευών ισχύος παράγει ημιτονοειδείς μορφές. Στα ηλεκτρονικά ισχύος, μια γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος χρησιμοποιείται συχνά σε ορισμένες εφαρμογές όπως ένας μετατροπέας ισχύος DC / AC. Έτσι, αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση του τι είναι μια γεννήτρια ημιτονοειδών κυμάτων και πώς δημιουργεί ένα ημιτονοειδές κύμα χρησιμοποιώντας ένα τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ . Υπάρχουν πολλοί τρόποι δημιουργίας ημιτονοειδών κυμάτων με τη χρήση διαφορετικών ταλαντωτών όπως η γέφυρα wien, η μετατόπιση φάσης, ο κρύσταλλος Colpitts, το τετραγωνικό κύμα, η γεννήτρια λειτουργίας κ.λπ.
Τι είναι η γεννήτρια Sine Wave;
Ορισμός: Ένα κύκλωμα που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ημιτονοειδούς κύματος ονομάζεται ημιτονοειδές κύμα γεννήτρια . Αυτό είναι ένα είδος κυματομορφής που εμφανίζεται από τις πρίζες του σπιτιού. Αυτή η κυματομορφή μπορεί να παρατηρηθεί στο Ισχύς AC καθώς και στην ακουστική. Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κυματομορφών που δημιουργούνται από διαφορετικές ηλεκτρονικές συσκευές. Έτσι κάθε κυματομορφή παράγει διαφορετικούς ήχους. Ένα ημιτονοειδές κύμα είναι ένα είδος σήματος που χρησιμοποιείται στην ακουστική. Για το σχεδιασμό του κυκλώματος γεννήτριας ημιτονοειδούς κύματος, απαιτούνται διαφορετικοί τύποι εξαρτημάτων, όπως ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ κ.λπ.
Γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος
Αρχή λειτουργίας
Αυτό είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για τη δημιουργία ημιτονοειδών κυμάτων χρησιμοποιώντας προγράμματα οδήγησης κυμάτων διαφορετικά τα ηχεία. Το εύρος συχνοτήτων αυτής της γεννήτριας θα κυμαίνεται από 1Hz έως 800 Hz και το πλάτος του ημιτονοειδούς κύματος που θα αλλάξει. Οι μαθητές μπορούν να παρατηρήσουν τη φύση του κβαντικού για μοντέλα όρθιου κύματος όταν η γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος μεταπηδά από μια συχνότητα συντονισμού σε άλλους. Αυτή η γεννήτρια περιλαμβάνει ενσωματωμένη μνήμη που της επιτρέπει να ανακαλύπτει τις πιο πρόσφατες και πρωτεύουσες συχνότητες για επιπλέον εξερεύνηση.
Χαρακτηριστικά
Τα χαρακτηριστικά της γεννήτριας ημιτονοειδούς κύματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Ρυθμίστε τη συχνότητα εξόδου χρησιμοποιώντας τα κουμπιά, όπως Fine & Coarse.
- Η τάση σήματος ημιτονοειδούς κύματος μπορεί να αλλάξει ρυθμίζοντας το πλάτος.
- Έχει ένα χαρακτηριστικό όπως μια έξυπνη σάρωση που επιτρέπει στα κουμπιά για την αλλαγή της συχνότητας εύκολα όταν περιστρέφονται συνεχώς.
- Σε αυτήν τη συσκευή γεννήτριας, μια πλαστική θήκη περιλαμβάνει κυρίως έναν πίσω σφιγκτήρα ράβδου και γωνιακά ελαστικά πόδια για τις επιλογές δυναμικής τοποθέτησης.
- Ένας ενσωματωμένος σφιγκτήρας χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση αυτής της γεννήτριας πάνω από μια τυπική ράβδο.
- Σε αυτήν τη γεννήτρια, η συχνότητα μπορεί να εμφανιστεί ψηφιακά με την ανάλυση 0,1 Hz χρησιμοποιώντας LED κόκκινου χρώματος.
- Αυτή η γεννήτρια αποθηκεύει μια αύξηση της συχνότητας και θα περιστρέφεται κατά το εύρος της συχνότητας χρησιμοποιώντας την αναγνωρισμένη ανάπτυξη για προσαρμοσμένη ευκολία.
Γεννήτρια Sine Wave χρησιμοποιώντας Op-Amp
Το κύκλωμα γεννήτριας ημιτονοειδούς κύματος που χρησιμοποιεί ένα op-amp φαίνεται παρακάτω. Χρησιμοποιείται σήμα κυματοειδούς σήματος μαζί με αυθαίρετη συχνότητα σε διαφορετικά σχέδια κυκλωμάτων. Το ακόλουθο κύκλωμα μπορεί να σχεδιαστεί με διπλό op-amp, αντιστάσεις και πυκνωτές. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το σχηματικό διάγραμμα της γεννήτριας ημιτονοειδούς κύματος.
Το ακόλουθο κύκλωμα παράγει ένα ημιτονοειδές κύμα δημιουργώντας ένα τετραγωνικό κύμα πρώτα στην απαραίτητη συχνότητα χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή Α1. Η σύνδεση αυτού του ενισχυτή μπορεί να γίνει σαν αστραπής ταλαντωτής και η συχνότητα αυτού μπορεί να προσδιοριστεί μέσω της αντίστασης R1 και του πυκνωτή C1. Το δίπολο LPF χρησιμοποιώντας τον ενισχυτή A2, φιλτράρει την έξοδο του σήματος τετραγωνικού κύματος από τον ενισχυτή A1. Αυτή η συχνότητα αποκοπής φίλτρου είναι ισοδύναμη με τη συχνότητα τετραγωνικού κύματος από τον ενισχυτή Α1.
Το σήμα τετραγωνικού κύματος αποτελείται από τη βασική συχνότητα και τις ανώμαλες αρμονικές της βασικής συχνότητας. Οι περισσότερες από τις αρμονικές συχνότητες αφαιρούνται από το LPF & η βασική συχνότητα παραμένει στο o / p του ενισχυτή A2. Το βασικό στοιχείο συχνότητας του σήματος τετραγωνικού κύματος είναι 1,27 φορές το μέγιστο πλάτος του σήματος τετραγωνικού κύματος. Η έξοδος του πλάτους ημιτονοειδούς κύματος θα είναι περίπου 87% του σήματος τετραγωνικού κύματος.
Η κορυφή αυτού του κύματος εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας του ενισχυτή καθώς και από την κατάσταση ταλάντευσης o / p του ενισχυτή. Επιπλέον, η κορυφή του ημιτονοειδούς και τετραγωνικού κύματος θα αλλάξει το ίχνος εντός της τάσης τροφοδοσίας του ενισχυτή. Σε αυτό το κύκλωμα, η συχνότητα καθορίζεται μαζί με τις υπολογισμένες τιμές C1, C2, R1, C3, R4 & R5. Εδώ οι τιμές της αντίστασης είναι 1K Ohms και αυτό πρέπει να ταιριάζει στην τιμή για να ελαχιστοποιηθούν τα σφάλματα κατά τη λειτουργία της πραγματικής συχνότητας σε σύγκριση με τη λειτουργία της υπολογισμένης συχνότητας.
Οι ακόλουθες εξισώσεις χρησιμοποιούνται για την επιλογή συστατικών. Η απαραίτητη συχνότητα ημιτονοειδούς κύματος είναι «F». Η τιμή του πυκνωτή C1 μπορεί να επιλεγεί τυχαία. Οι άλλες τιμές του στοιχείου υπολογίζονται ως εξής.
C2 = C1
C3 = 2C1
R1 = 1 / 2F / 0,693 * C1
R6 = R5
R5 = 1 / 8.8856 * F * C1
Πώς να δημιουργήσετε ημιτονοειδές κύμα στο Arduino;
Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ψηφιακής σύνθεσης, ένα ημιτονοειδές κύμα μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας ένα Arduino με ακριβή τρόπο. Σε αυτήν τη μέθοδο, δεν υπάρχει απαίτηση για επιπλέον υλικό. Το εύρος της συχνότητας είναι 0 - 16 KHz. Εδώ, η παραμόρφωση είναι μικρότερη από 1% σε συχνότητες έως 3KHz. Επομένως, αυτή η μέθοδος δεν είναι μόνο χρήσιμη για τη δημιουργία ήχου και μουσικής σε δοκιμές ή εξοπλισμό μέτρησης. Επιπλέον, η μέθοδος DDS χρησιμοποιείται στις τηλεπικοινωνίες. Όπως το FSK και το PSK.
Για την εφαρμογή της μεθόδου ψηφιακής άμεσης σύνθεσης μέσα στο λογισμικό, απαιτούμε τέσσερα στοιχεία όπως ένας συσσωρευτής και μια λέξη συντονισμού, αυτές είναι δύο μεγάλες ακέραιες μεταβλητές, ένας ψηφιακός-αναλογικός μετατροπέας μπορεί να παρασχεθεί μέσω της μονάδας PWM. Ένα CLK αναφοράς παράγεται μέσω ενός χρονοδιακόπτη εσωτερικού υλικού εντός του ATmega . Η λέξη συντονισμού μπορεί να προστεθεί στον συσσωρευτή. Το MSB του συσσωρευτή μπορεί να ληφθεί ως διεύθυνση του πίνακα ημιτονοειδούς κυκλώματος οπουδήποτε η ληφθείσα τιμή δημιουργείται ως αναλογική τιμή μέσω της μονάδας PWM. Αυτή η όλη διαδικασία μπορεί να χρονομετρηθεί μέσω μιας διαδικασίας διακοπής που λειτουργεί ως ρολόι αναφοράς.
Γεννήτρια DAC Sine Wave
Η παραγωγή ημιτονοειδών κυμάτων υψηλής ποιότητας είναι δύσκολη, αλλά η χρήση μιας μη γραμμικής μεθόδου DAC χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ημιτονοειδών κυμάτων υψηλής ποιότητας.
Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την τεχνική DAC-ADC χαμηλού κόστους, και τα δύο ADC Οι πληροφορίες γραμμικότητας DAC λαμβάνονται με ακρίβεια μόνο με 1 επίσκεψη ανά κωδικό. Έτσι, είναι εφικτό να συμπεριληφθούν οι πληροφορίες της γραμμικότητας DAC στην εισαγωγή κωδικών DAC, η οποία σταματά τη μη γραμμικότητα της DAC στα o / p για να επιτύχει υψηλή καθαρότητα.
Αυτή η μέθοδος πιστοποιείται μέσω ευρέων αποτελεσμάτων προσομοίωσης, τα οποία επιβεβαίωσαν την ακρίβεια και τη δύναμή της έναντι ανόμοιων δομών, αναλύσεων, διαφορετικά των επιδόσεων ADC / DAC. Έτσι, αυτή η υψηλή ποιότητα των ημιτονοειδών κυμάτων χρησιμοποιείται ευρέως σε διαφορετικές εφαρμογές λόγω του χαμηλότερου κόστους και της εύκολης εγκατάστασης. Επίσης, οι πληροφορίες γραμμικότητας του ADC & DAC λαμβάνονται με ακρίβεια μαζί χωρίς καμία ακρίβεια.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση της γεννήτριας ημιτονοειδούς κύματος αρχή λειτουργίας, κύκλωμα και λειτουργία του. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, πώς να δημιουργήσετε ένα ημιτονοειδές κύμα στο Matlab;
