Neste post, aprendemos como construir um circuito gerador de onda senoidal digital simples, mas preciso, que é basicamente um circuito oscilador, aprimorado para gerar ondas quadradas por meio de etapas de incremento, que finalmente aparecem como uma forma de onda senoidal escalonada.
Por Ron Mackenzy
A diferença entre o gerador de onda senoidal analógico e o gerador de onda senoidal digital é que, no design analógico, principalmente os amplificadores operacionais são utilizados para moldar uma forma de onda senoidal pura exponencialmente crescente, enquanto no modo digital, a forma de onda também aumenta exponencialmente, mas é com um forma escalonada, ou de forma escalonada.
Vantagem
A principal vantagem da onda senoidal digital em comparação com a contraparte analógica é que, a onda senoidal analógica não pode ser usada para comutar MOSFETs ou transistores de potência para determinadas aplicações, como inversores de onda senoidal, conversores, controle de motores etc., enquanto a forma de onda senoidal digital se torna perfeitamente adequada para tais aplicações, sem causar aquecimento dos dispositivos.
Isto porque, os transistores não “gostam” de conduzir com sinais analógicos, ou com formas de onda exponenciais de subida/descida suave, ao contrário, as características internas destes dispositivos permitem que sejam mais adequados a formas de onda lógicas, acionadas com sinais lógicos altos e baixos.
Como funciona o circuito
O circuito é composto de alguns estágios, cada um dos quais pode ter várias aplicações valiosas por si só: um oscilador construído usando um conjunto de portas OR EX(clusivas) junto com um circuito dividido por três criado através de um par de portas comuns. sandálias de dedo.
O oscilador básico consiste em uma porta não inversora (N1) e uma porta inversora (N2). Se simplesmente portas inversoras fossem utilizadas, um mínimo de cerca de três poderia ter sido necessário para este oscilador, no entanto, uma porta não inversora poderia ser construída através de algumas portas inversoras conectadas em série.
O circuito funciona assim: Vamos supor que, no início, a entrada de N1 (pino 2) esteja baixa. Portanto, a saída de N1 também será baixa, fazendo com que a saída de N2 seja alta.
O capacitor C1 será posteriormente carregado através do resistor R2. Após um breve momento, a entrada N1 deve passar por R1 e todo o processo será revertido. A seção de divisão por três inclui um par de flip-flops que dividem cada um por 2. Simplificando, seria antecipado que coletivamente eles poderiam dividir por quatro.
Dito isto, uma porta EXOR adicional (N3) pode ser vista incorporada entre a saída de FF2 e a entrada de FF1. Isso inverte eficientemente o sinal de entrada do relógio sempre que a saída do FF2 inverte sua polaridade. Caso N3 não tivesse sido usado, o estado de saída do flipflop não mudaria antes que o intervalo de clock em andamento terminasse.
Com a ajuda de N3, o sinal de clock é invertido e sua borda positiva ativa o flip-flop uma vez a cada meio período. Como resultado, o elemento divisor no processo é três, nunca quatro. O sinal de onda senoidal é criado usando um par de resistores (R3 e R4).
Assim que a entrada nos dois resistores estiver baixa (zero lógico), nenhuma tensão de saída será vista. Uma vez que a entrada para os dois resistores se torna alta (lógica um), a tensão de saída se torna alta. Se uma das entradas aplicadas aos resistores estiver baixa enquanto a outra entrada estiver alta, faz com que a tensão de saída seja 1/4 ou 3/4 do nível de alimentação (alto).
Forma de onda
Certamente, a situação acima pode ser confirmada por meio de fórmulas, mas uma técnica menos complicada é descrevê-la analisando apenas um intervalo de onda senoidal por meio de um diagrama de forma de onda.
Um pequeno retângulo pode ser usado no centro da onda senoidal para simbolizar um nível lógico 1. Um par de retângulos adicionais de dimensão idêntica pode então ser esboçado em cada lado do primeiro. A região dentro da onda senoidal dos dois retângulos finais será metade da primeira. O método de simulação digital produz um sinal usando exatamente as mesmas regiões acima.
Ao construir este circuito gerador de onda senoidal digital em particular, deve-se levar em conta que as entradas CMOS nunca devem ser mantidas ‘flutuando’.
Isso significa que os pinos 12 e 13 do chip EXOR (N4) devem ser ligados ao terra (0V).
Gerador de tensão de onda senoidal escalonada usando IC 4046
Um gerador de voltagem de onda senoidal escalonada é um circuito eletrônico projetado para gerar uma forma de onda de voltagem sequencialmente escalonada, que se assemelha a uma aparência senoidal, mas tem um padrão de voltagem escalonado subindo sequencialmente para cima em direção ao pico e depois descendo sequencialmente para baixo com passos idênticos em direção à linha de 0V para completar um ciclo da forma de onda.
Como funciona o circuito
A figura abaixo mostra uma aplicação útil do switch bilateral quádruplo IC 4066. Neste circuito, o 4066 (U1) é configurado para realizar a comutação sequencial, a fim de gerar uma forma de onda escalonada uniforme; como indicado na próxima figura. Conforme demonstrado, a forma de onda do gerador consiste em 3 passos para cima e 3 para baixo através de incrementos de 1 V.
O disparo para os interruptores internos 4066 é governado por um contador/divisor de 4017 décadas (U2); um decodificador de 567 tons configurado como um gerador de ondas quadradas fornece os pulsos de clock necessários para o IC 4017.
O 4017 é manipulado para contar de 0 a 5 (0-1-2-3-4-5) sequencialmente e redefinido na borda ascendente da sétima etapa acoplando o pino 5 (saída 6) de U2 ao pino 15 (reinicialização) .
Assim que a saída 6 (pino 5 de U2) fica alta, o terminal de reset de U2 empurra a saída 0 (pino 3) para mudar de baixa para alta, iniciando o padrão novamente.
A saída alta do pino 3 (saída 0) de U2 é dada ao pino de controle da 1ª chave U1, ligando-o e consequentemente conectando a interseção de R4 e R5 com o barramento de saída.
Isso configura o primeiro passo com um nível de um volt. Com o pulso de clock seguinte do 567, o 4017 gera uma saída alta no pino 2, que é aplicada via D4 a outro controle de chave no pino 5, ligando-o.
Isso liga o R3, R4 com o barramento de saída. A 2ª etapa constitui uma saída de 2 volts. Para o pulso subsequente obtido via U3, o pino 4 de U2 fica alto, evocando a 3ª chave (em U1) a ser ativada, que responde gerando uma saída de 3 volts destinada ao passo 3.
O 4º pulso vindo de U3 faz com que o pino 7 fique alto, ligando o último interruptor e, assim, criando uma saída de 4 volts para a etapa 4.
O quinto pulso alimenta um alto ao pino 10 de U2, que se desloca por meio de D4 para a entrada de controle do 3º interruptor, ligando-o (pela segunda vez) e fornecendo uma saída de 3 volts para o 5º passo.
Para os pulsos de clock subseqüentes, a chave conectada ao pino 6 de U1 é novamente ativada, gerando uma saída de 2 volts para a etapa 6. Logo após a etapa seis ser concluída, o contador é reiniciado e recomeça do início, ligando o 1º mude para o passo 1.
Cada etapa da forma de onda pode ser organizada para qualquer tensão de zero a 100% da tensão de alimentação através do uso de divisores de tensão específicos para cada etapa. Além disso, a saída do gerador pode ser armazenada em buffer para fornecer saídas de tensão e corrente adequadas para fornecer tensão crescente ou fornecimento de corrente para um traçador de curva de semicondutor.
Outro gerador de tensão de onda senoidal simples passo a passo usando IC 4017
O próximo projeto abaixo é ainda mais simples de construir, pois emprega apenas alguns ICs para a criação da forma de onda escalonada necessária.
No entanto, o projeto do gerador de onda senoidal escalonado é implementado em um modo manual, em que as etapas sequenciais da forma de onda são desenvolvidas tocando no botão S1 em uma taxa temporizada específica. Cada pressão faz com que a saída do IC 4017 mude do pino3 para cima, em direção ao pino11.
No processo, as extremidades comuns dos resistores desenvolvem uma tensão escalonada sequencialmente ascendente e descendente devido ao efeito do divisor de potencial variável formado pela interação das lógicas de deslocamento do IC 4017 entre os resistores R2—R10 e o terra resistor R13.
Como as extremidades comuns unidas dos resistores são alimentadas juntas à base de um estágio BJT de emissor comum, a tensão escalonada é replicada no emissor do transistor 2N2222 com um nível de corrente mais alto, que pode ser integrado a qualquer estágio de circuito externo adequado para uma execução desejada.
O interruptor controlado manualmente pode ser substituído por um estágio oscilador automático conforme indicado no exemplo a seguir, que mostra a implementação do gerador de tensão escalonado acima em um circuito simulador de efeito de lâmpada policial.
Formulários
Você encontrará uma variedade de aplicações para este circuito. O gerador de forma de onda senoidal pode ser implementado para produzir inúmeras tensões progressivas para examinar o ponto de comutação liga/desliga de muitas unidades CMOS. Ele pode ser efetivamente usado para fazer inversores e conversores de onda senoidal eficientes.
Circuito de Aplicação
Uma forma de onda escalonada pode ser usada de forma muito eficaz para fazer um inversor de onda senoidal, conforme mostrado no exemplo a seguir:
Hashtags: #Circuito #gerador #onda #senoidal #passo #digital
FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução
Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…
Veja na FONTE até ser revisado o conteúdo.
Status (Ok Até agora)
Se tiver algum erro coloque nos comentários