Generador de onda cuadrada: diagrama de circuito y sus ventajas

¿Qué es un generador de onda cuadrada? Diagrama de circuito y ventajas

Tabla de contenidos.

Generador de ondas cuadradas | generador de señal de onda cuadrada

¿Qué es un generador de ondas cuadradas?

Un generador de ondas cuadradas es un oscilador de forma de onda no sinusoidal que es capaz de generar ondas cuadradas. El circuito de disparo de Schmitt es una implementación de generadores de onda cuadrada. Otro nombre para el generador de onda cuadrada es Astable o multivibrador de funcionamiento libre.

Circuito generador de onda cuadrada | circuito generador de señal de onda cuadrada

circuito generador de onda cuadrada

Generador de ondas cuadradas y triangulares | Generador de ondas cuadradas y triangulares con amplificador operacional

Generador de ondas cuadradas con amplificador operacional

Un generador de ondas cuadradas que utiliza un amplificador operacional también se denomina multivibrador astable. Cuando un amplificador operacional se ve obligado a operar en la región de saturación, genera ondas cuadradas. La salida del amplificador operacional oscila entre la saturación positiva y negativa y produce ondas cuadradas. Es por eso que el circuito de amplificador operacional aquí también se conoce como multivibrador de funcionamiento libre.

Funcionamiento del generador de onda cuadrada

El circuito del amplificador operacional contiene un condensador, resistencias y un divisor de voltaje. El condensador C y la resistencia R están conectados con el terminal inversor, como se muestra en la figura 1. El terminal no inversor está conectado a una red de divisores de voltaje con resistencias R1 Y R2. Se proporciona voltaje de suministro al amplificador operacional. Supongamos que el voltaje a través del terminal no inversor es V1 y a través del terminal inversor es V2. End es el voltaje diferencial entre el terminal inversor y el terminal no inversor. Inicialmente, el condensador no tiene carga. Por tanto, podemos tomar V2 como cero.

Lo sabemos, Vd V =1-V2

Como inicialmente, V2= 0, Vd V =1

Lo sabemos, V1 es una función del voltaje de compensación de salida, R1y R2. La fuga da como resultado la generación de la tensión de compensación de salida.

Vd puede ser positivo o negativo. Depende de la polaridad del voltaje de compensación de salida.

Supongamos inicialmente, Vd es positivo. Entonces, el capacitor no tiene carga y el amplificador operacional tiene la ganancia máxima. Entonces, el voltaje diferencial positivo conducirá el voltaje de salida del amplificador operacional Vo hacia el voltaje de saturación positivo.

¿Entonces V_ {1} = \ frac {R_ {1}} {R_ {1} + R_ {2}} V_ {sat}

En este punto, el capacitor comienza a cargarse hacia el voltaje de saturación positivo a través de la resistencia R. Aumentará su voltaje de cero a un valor particular. Después de alcanzar un valor ligeramente superior a V1, el amplificador operacional dará un voltaje de salida negativo y alcanzará el voltaje de saturación negativo. Entonces la ecuación se convierte en,

Vd = -V1+V2

-V_ {1} = \ frac {R_ {1}} {R_ {1} + R_ {2}} (- V_ {sat})

Como V1 es negativo ahora, el condensador comienza a descargarse hacia un voltaje de saturación negativo hasta un cierto valor. Después de alcanzar un valor ligeramente inferior a V1, el voltaje de salida se moverá nuevamente a voltaje de saturación positivo.

Este fenómeno total ocurre repetidamente, generando ondas cuadradas (como se muestra en la figura 2). Por lo tanto, obtenemos ondas cuadradas que cambian entre + Vpueblo y Vpueblo.

Por lo tanto, | V_ {1} | = \ frac {R_ {1}} {R_ {1} + R_ {2}} | V_ {sat} |

El período de tiempo de la salida de onda cuadrada, T=2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})

Generador de ondas triangulares con amplificador operacional

Hay dos partes de un circuito generador de ondas triangulares. Una parte genera la onda cuadrada y la segunda parte convierte la onda cuadrada en una forma de onda triangular. El primer circuito consta de un amplificador operacional y un divisor de voltaje conectados al terminal no inversor del amplificador operacional. El terminal inversor está conectado a tierra.

La salida de este amplificador operacional actúa como entrada para la segunda parte, que es un circuito integrador. Contiene otro amplificador operacional cuyo terminal inversor está conectado con un condensador y una resistencia, como se muestra en la figura 3. El terminal no inversor del amplificador operacional está conectado a tierra. Digamos que la primera salida es Vo1 y la segunda salida es Vo2. Vo2 está conectado con el primer amplificador operacional como retroalimentación.

El comparador S1 compara continuamente el voltaje del punto A (figura 3) con el voltaje de tierra, es decir, cero. Según el valor positivo y negativo, la onda cuadrada se genera en Vo1. En la forma de onda, vemos que cuando el voltaje en el punto A es positivo, S1 da + Vpueblo como salida. Esta salida proporciona entrada para el segundo amplificador operacional que produce una rampa negativa Voltaje Vr como salida. Vr da voltaje negativo hasta un cierto valor. Después de algún tiempo, el voltaje en A cae por debajo de cero y S1 da -Vpueblo como salida.

En esta etapa, el valor de Vr comienza a aumentar hacia el voltaje de saturación positivo. Cuando el valor cruza + Vr, la salida de la onda cuadrada sube a + Vpueblo. Este fenómeno continúa de forma continua, proporcionando tanto la onda cuadrada como la onda triangular (que se muestra en la figura 4).

Para todo este circuito, notamos que cuando Vr cambia de positivo a negativo, se desarrolla un voltaje de saturación positivo. Del mismo modo, cuando Vr cambia de negativo a positivo, se desarrolla un voltaje de saturación negativo. Resistencia R3 está conectado a Vo1 mientras, resistencia R2 está conectado a Vo2. Por lo tanto, la ecuación se puede escribir como,

- \ frac {V_ {r}} {R_ {2}} = - \ frac {+ V_ {sat}} {R_ {3}}

V_ {r} = - \ frac {R_ {2}} {R_ {3}} (- V_ {sat})

El voltaje de salida pico a pico V_ {pp} = V_ {r} - (- V_ {r}) = 2V_ {r} = \ frac {2R_ {2}} {R_ {3}} (V_ {sat})

La salida en el circuito integrador está dada por,

V_ {o} = - \ frac {1} {R_ {1} C_ {1}} \ int_ {0} ^ {t} V_ {input} dt

Aquí, Vo=Vpp Y Vdatos de entrada= -Vpueblo

Entonces, al poner los valores que obtenemos, V_{pp}=-\frac{1}{R_{1}C_{1}}\int_{0}^{T/2}(-V_{sat})dt=\frac{V_{sat}}{R_{1}C_{1}}\times\frac{T}{2}

Por lo tanto, T=\frac{2R_{1}C_{1}}{V_{sat}}\times V_{pp}=\frac{2R_{1}C_{1}}{V_{sat}}\times \frac{2R_{2}}{R_{3}}(V_{sat}) = \frac{4R_{1}R_{2}C_{1}}{R_{3}}

Entonces, frecuencia f= \frac{R_{3}}{4R_{1}R_{2}C_{1}}

Fórmula del generador de ondas cuadradas

Período de tiempo del generador de onda cuadrada

El período de tiempo del generador de onda cuadrada, T=2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})

R = resistencia

C = capacitancia del condensador conectado con el terminal inversor del amplificador operacional R1 Y R2 = resistencia del divisor de voltaje. 

Fórmula de frecuencia del generador de onda cuadrada

La frecuencia del generador de onda cuadrada, f=\frac{1}{2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})}

Generador de onda cuadrada de frecuencia variable

Más comúnmente, los circuitos multivibradores se utilizan para generar ondas cuadradas. Los circuitos RC o LR pueden generar una secuencia periódica de pulsos de voltaje casi rectangulares utilizando la característica de saturación del amplificador. El circuito generador de onda cuadrada de frecuencia variable consta de cuatro componentes principales: un amplificador lineal y un inversor con una ganancia total de K, un circuito recortador con algunas características específicas de entrada y salida y un diferenciador que comprende una red RC o LR con la constante de tiempo. . El período de tiempo de la señal obtenida es

T = 2? Ln (2K-1)

Este circuito multivibrador puede producir pulsos de voltaje uniformes debido a la característica de saturación simétrica del circuito recortador. Podemos variar la frecuencia de oscilación variando la constante de tiempo del diferenciador o la ganancia del amplificador.

Generador de onda cuadrada AVR

Es posible generar diferentes formas de onda utilizando microcontroladores AVR mediante la interfaz de un convertidor digital a analógico (DAC). El DAC convierte las entradas digitales proporcionadas por el microcontrolador en salidas analógicas y, por lo tanto, genera diferentes formas de onda analógicas. La salida DAC es en realidad el equivalente actual de la entrada. Por lo tanto, utilizamos el circuito integrado del amplificador operacional 741 como un convertidor de corriente a voltaje.

El microcontrolador proporciona salidas altas y bajas de manera alternativa como entrada al DAC después de aplicar algún retraso. Luego, el DAC genera las correspondientes salidas analógicas alternativas a través del circuito del amplificador operacional para producir una forma de onda cuadrada.

Generador de ondas cuadradas de alta frecuencia

Los generadores de ondas cuadradas de alta frecuencia producen formas de onda precisas con componentes de hardware externos mínimos. La frecuencia de salida puede oscilar entre 0.1 Hz y 20 MHz. El ciclo de trabajo también es variable. Los generadores de onda cuadrada de alta frecuencia se utilizan en

  • ‌Generadores de funciones de precisión
  • ‌ Osciladores controlados por voltaje
  • ‌Moduladores de frecuencia
  • ‌Moduladores de ancho de pulso
  • ‌ Bucles de bloqueo de fase
  • ‌ Sintetizador de frecuencia
  • ‌Generadores FSK

Período de tiempo y derivación de frecuencia del generador de ondas cuadradas

Según las condiciones ideales del amplificador operacional, la corriente que lo atraviesa es cero. Por lo tanto, aplicando la ley de Kirchhoff, podemos escribir,

\frac{V_{1}-V_{0}}{R_{2}}+\frac{V_{1}}{R_{1}}=0

V_{1}(\frac{1}{R_{2}}+\frac{1}{R_{1}})=\frac{V_{0}}{R_{2}}

V_{1}(\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{1}})=V_{0}

El radio \ frac {R_ {1}} {R_ {1} + R_ {2}} se conoce como la fracción de retroalimentación y se denota por β.

Cuando V1 alcanza voltaje de saturación positivo,

 V0 = + Vpueblo,

V1/ β = + Vpueblo

O, V1 = βVpueblo

Del mismo modo, cuando V1 alcanza voltaje de saturación negativo,

 V0 = -Vpueblo,

V1/ β = -Vpueblo

O, V1 = -βVpueblo

En este momento, el condensador se ha cargado a CV1 = CβV0; vuelve a empezar a descargar. Entonces, de acuerdo con la ecuación general del condensador con una carga inicial Q0,

Q = CV (1-e ^ {\ frac {t} {RC}}) + Q_ {0} e ^ {\ frac {t} {RC}}

Lo sabemos, aquí V = -V0 y Q0= βCV0

¿Entonces Q = -CV_ {0} (1-e ^ {\ frac {t} {RC}}) + \ beta CV_ {0} e ^ {\ frac {t} {RC}}

Ahora, cuando Q pasa a -CV1 = -CβV0, otro cambio ocurre en t = T / 2. En este momento, 

-\beta CV_{0}=-CV_{0}(1-e^{\frac{T}{2RC}})+\beta CV_{0}e^{\frac{T}{2RC}}

1+ \ beta = (1- \ beta) e ^ {\ frac {T} {2RC}}

e ^ {\ frac {T} {2RC}} = \ frac {1+ \ beta} {1- \ beta}

\ frac {T} {2RC} = ln (\ frac {1+ \ beta} {1- \ beta})

Por lo tanto, T = 2RCln (\ frac {1+ \ beta} {1- \ beta})

Frecuencia f=\frac{1}{T}=\frac{1}{2RCln(\frac{1+\beta }{1-\beta })}

Circuito generador de onda cuadrada con temporizador 555 | Circuito generador de onda cuadrada 555

Generador de ondas cuadradas con 555 IC | Generador de onda cuadrada 555

Generador de onda cuadrada 555 ciclo de trabajo del 50%

El generador de onda cuadrada se puede construir utilizando el circuito integrado del temporizador 555. Es eficiente para generar pulsos cuadrados de menor frecuencia y ciclo de trabajo ajustable. La parte izquierda del IC incluye los pines 1-4: tierra, disparador, salida y reinicio. Los pines 5-8 están en el lado derecho. La patilla 5, la patilla 6, la patilla 7 y la patilla 8 son la tensión de control, el umbral, la descarga y la tensión de alimentación positiva, respectivamente. El circuito principal consta del 555 IC, dos resistencias, dos condensadores y una fuente de voltaje de 5-15 voltios. Este circuito se puede optimizar aún más utilizando un diodo para producir una onda cuadrada perfecta. El temporizador 555 puede crear fácilmente ondas cuadradas en modo estable.

El diagrama del circuito se muestra en la figura 5. El pin 2 (disparador) y el pin 6 (umbral) están conectados para que el circuito se dispare continuamente en cada ciclo. El condensador C se carga a través de ambas resistencias, pero se descarga solo a través de R2 conectado al pin 7 (descarga). El temporizador comienza cuando el voltaje del pin 2 disminuye por debajo de \ frac {1} {3} V_ {CC}. Si el temporizador 555 se activa a través del pin 2, la salida del pin 3 se vuelve alta. Cuando este voltaje sube a \ frac {2} {3} V_ {CC}, el ciclo termina y la salida del pin 3 se vuelve baja. Este fenómeno da como resultado una salida de onda cuadrada.

Las siguientes ecuaciones determinan el tiempo de carga o Ton y el tiempo de descarga o Toff:

Ton= 0.693 (R1+R2)C

Toff= 0.693R2C

Entonces, el tiempo de ciclo total T = 0.693 (R1+R2+R2) C = 0.693 (R1+ 2R2)C

Por lo tanto, la frecuencia f=\frac{1}{T}=\frac{1.44}{(R_{1}+2R_{2})C}

Ciclo de trabajo =\frac{T_{on}}{T}=\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{1}+2R_{2}}

Generador de onda cuadrada de frecuencia variable 555

Para hacer un generador de onda cuadrada de frecuencia variable, tomamos un IC temporizador 555. Al principio, ponemos el pin 2 y el pin 6 en cortocircuito. Luego conectamos un cable de puente entre el pin 8 y el pin 4. Conectamos el circuito al positivo Vcc. El pin 1 está conectado a tierra. Un condensador de 10 nF está conectado con el pin 5. Un condensador variable está conectado con el pin 2. El pin 4 y el pin 8 están en cortocircuito. Una resistencia de 10 Kohm está conectada entre la patilla 7 y la patilla 8. Un potenciómetro de 100 Kohm está conectado entre la patilla 6 y la patilla 7. Este circuito produce formas de onda cuadradas. Podemos ajustar la frecuencia con la ayuda del potenciómetro.

Generador de onda cuadrada ATtiny85

El microcontrolador ATtiny85 AVR de 8 bits basado en CPU RISC, tiene una interfaz de 8 pines y un convertidor ADC de 10 bits. El temporizador en ATtiny85 configura el modo de modulación de ancho de pulso y ayuda a variar el ciclo de trabajo para que se genere la onda cuadrada adecuada.

Generador de sonido de onda cuadrada

Las ondas cuadradas son una de las cuatro ondas fundamentales que crean el sonido. Las otras tres ondas son la onda triangular, la onda sinusoidal y la onda de diente de sierra. Juntas, las ondas pueden producir diferentes sonidos si variamos la amplitud y la frecuencia. Si aumentamos el voltaje, es decir, la amplitud, aumenta el volumen del sonido. Si aumentamos la frecuencia, aumenta el tono del sonido.

Generación de onda cuadrada de 1khz en 8051

Podemos programar los microcontroladores 8051 para generar una onda cuadrada de la frecuencia deseada. Aquí, la frecuencia de la señal es de 1 kHz, por lo que el período de tiempo es de 1 milisegundo. El ciclo de trabajo del 50% es el mejor para ondas cuadradas perfectas. Entonces, Ton=Toff= 0.5 ms.

Circuito y conexiones: Para hacer el circuito, necesitamos los siguientes componentes:

  • ‌8051 microcontrolador
  • ‌Convertidor de digital a analógico
  • Resistencias y condensadores
  • Amplificador operacional

Conectamos el pin de reinicio a la fuente de voltaje (Vcc) y los pines de datos DAC al puerto 1 del microcontrolador 8051. El bit más significativo tiene que estar conectado con el A1 pin (pin 5) en el DAC y el bit menos significativo con la A8 alfiler.

Lógica: Al principio, configuramos cualquiera de los puertos 8051 en 1 lógico o alto y luego esperamos un tiempo para obtener un voltaje de CC constante. Este tiempo se conoce como retraso. Ahora configuramos el mismo puerto en 0 lógico o bajo y nuevamente esperamos un tiempo. El proceso continúa en bucle hasta que apagamos el microcontrolador.

Generador de ondas cuadradas con IC 741 | generador de onda cuadrada con amplificador operacional 741

El circuito generador de onda cuadrada IC 741 se muestra en la figura anterior (figura 6). El amplificador operacional en el circuito construido usando el IC 741 general. El pin 2 del IC está conectado al terminal inversor y el pin 3 está conectado al terminal no inversor. El pin 7 y el pin 4 están conectados a la tensión de alimentación positiva y negativa, respectivamente. La salida está conectada al pin 6. El capacitor, la resistencia y el divisor de voltaje están conectados, como se muestra en la figura.

El principio de funcionamiento del circuito IC 741 es similar al del generador de onda cuadrada general. El capacitor sigue cargándose y descargándose entre el voltaje de saturación positivo y negativo. Por tanto, produce la onda cuadrada. 

El período de tiempo T=2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})

La frecuencia es el recíproco del período de tiempo, es decir, f=\frac{1}{2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})}

Código MATLAB para generar ondas cuadradas

El comando Matlab para generar una onda cuadrada se da a continuación:

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

Generador de ondas cuadradas multivibrador astable

Generador de ondas cuadradas con transistor | generador de onda cuadrada de transistor

Otra técnica para construir un generador de ondas cuadradas (Astable Multivibrator) es usar un BJT o un transistor de unión bipolar. El funcionamiento de este generador de onda cuadrada o multivibrador astable depende de la propiedad de conmutación del BJT. Cuando un BJT actúa como interruptor, tiene dos estados: encendido y apagado. Si conectamos + Vcc en el terminal del colector del BJT cuando el voltaje de entrada Vi es inferior a 0.7 voltios, se dice que el BJT está apagado. En el estado apagado, el colector y el terminal emisor se desconectan del circuito.

Por tanto, el transistor se comporta como un interruptor abierto. Entonces el yoc= 0 (yoc es la corriente del colector) y la caída de tensión entre el terminal del colector y el terminal del emisor (Vce) es positivo Vcc.

Ahora, cuando Vi> 0.7 voltios, el BJT está encendido. Cortamos el colector y el terminal emisor. Por lo tanto, Vce= 0 y la corriente Ic será la corriente de saturación (Icpueblo).

El diagrama del circuito se muestra en la figura 7. Aquí, los transistores S1 y S2 parecen idénticos, pero tienen diferentes propiedades de dopaje. S1 y S2 tienen resistencias de carga RL1 y RL2 y están sesgados a través de R1 Y R2, respectivamente. El colector terminal de S2 está conectado al terminal base de S1 a través del condensador C1, y el terminal colector de S1 está conectado al terminal base de S2 a través del condensador C2. Entonces, podemos decir que los multivibradores astables están hechos con dos configuraciones idénticas de emisor común.

La salida se obtiene de cualquiera de los dos colectores al suelo. Supongamos que estamos tomando Vc2 como salida. Entonces todo el circuito está conectado a la tensión de alimentación Vcc. El terminal negativo de Vcc se fundamenta. Cuando cerramos el interruptor K, ambos transistores intentan permanecer en el estado de encendido. Pero eventualmente, uno de ellos permanece en el estado activado y el otro en el estado desactivado. Cuando es1 está en el estado encendido, el colector y el terminal emisor de S1 obtener un cortocircuito. Entonces, Vc1= 0. Mientras tanto, S2 está en el estado apagado.

Por lo tanto, la corriente de colector Ic2= 0 y Vc2= + Vcc. Entonces para la T1 intervalo de tiempo, el transistor Vc1 permanece en lógica 1, y Vc2 permanece en lógica 0. Mientras que S2 está en el estado apagado, el condensador C2 se carga. Digamos el voltaje en C2 es Vc2. Entonces conectamos el terminal positivo del capacitor a la base de S2, y el terminal negativo del condensador al emisor de S2. Entonces el voltaje Vc2 se proporciona directamente a la base y al terminal emisor de S2.

Como el condensador se carga continuamente, después de un tiempo, Vc2 sube por encima de 0.7 voltios. En este punto, S2 llega al estado de encendido, y la diferencia de voltaje entre el colector y el terminal emisor de S2 es igual a cero. Ahora, S1 actúa en el estado encendido, y el voltaje de salida de S1 es + Vcc. El condensador C1 comienza a cargar, y cuando el voltaje a través del capacitor cruza 0.7 voltios, S1 vuelve a cambiar su estado. Entonces para la T1 intervalo de tiempo, el transistor Vc1 permanece en lógica 0, y Vc2 permanece en la lógica 1.

Este fenómeno se repite automáticamente hasta que se apaga la fuente de alimentación. La transición continua entre Vcc y 0 genera la onda cuadrada.

Generador de ondas cuadradas usando NAND Gate

El uso de una puerta NAND es una de las formas más sencillas de hacer un generador de ondas cuadradas. Necesitamos los siguientes componentes para construir el circuito: dos puertas NAND, dos resistencias y un condensador. El circuito se muestra en la figura 8. La red resistor-capacitor es el elemento de tiempo en este circuito. El g1 La puerta NAND controla su salida. La salida de esta red RC se retroalimenta a G1 a través de la resistencia R1 como entrada. Este procedimiento ocurre hasta que el capacitor está completamente cargado.

Cuando el voltaje a través de C alcanza el umbral positivo de G1, las puertas NAND cambian de estado. Ahora el condensador se descarga hasta el umbral negativo de G1, y de nuevo las puertas cambian de estado. Este proceso ocurre en un bucle y produce una forma de onda cuadrada. La frecuencia de esta forma de onda se calcula usando, f = \ frac {1} {2.2RC}

Generador de ondas cuadradas usando Schmitt Trigger

El funcionamiento de un circuito generador de onda cuadrada disparador Schmitt es bastante similar a la implementación de la puerta NAND. El circuito de disparo de Schmitt se muestra en la figura 9. Aquí también, la red RC proporciona la sincronización. El inversor toma su salida en forma de retroalimentación como una de las entradas.

Inicialmente, la entrada de la puerta NOT es menor que el voltaje de umbral mínimo. Entonces el estado de salida es Alto. Ahora el condensador comienza a cargarse a través de la resistencia R1. Cuando el voltaje a través del capacitor toca el voltaje de umbral máximo, el estado de salida vuelve a caer a bajo. Este ciclo se repite una y otra vez y genera la onda cuadrada. La frecuencia de la onda cuadrada se encuentra por f = \ frac {1} {1.2RC}

Código verilog generador de onda cuadrada | generador de ondas cuadradas usando 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

Programa 8051 C para generar onda cuadrada

#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
}

Generador de onda cuadrada 8253

8253 es un temporizador de intervalos programable. Tiene 3 contadores de 16 bits y funciona en seis modos. Cada uno de los contadores tiene tres modos como -CLK (frecuencia de clic de entrada), OUT (forma de onda de salida) y GATE (para activar o desactivar el contador). El modo 3 se conoce como modo generador de ondas cuadradas. En este modo de funcionamiento, la salida es alta cuando se carga el contador. Luego, el recuento se reduce gradualmente. Cuando se reduce a cero, la salida se vuelve baja y, de nuevo, el recuento comienza a cargarse. Así se genera una onda cuadrada.

Generador de ondas cuadradas ajustable

Se puede construir un generador de onda cuadrada ajustable usando un potenciómetro en lugar de un divisor de voltaje general. Como el valor de la resistencia se puede cambiar, podemos ajustar los parámetros de la salida de onda cuadrada.

Ventajas del generador de onda cuadrada

Un generador de onda cuadrada tiene las siguientes ventajas:

  • El circuito se puede diseñar fácilmente. No necesita ninguna estructura compleja.
  • Es rentable.
  • El mantenimiento del generador de ondas cuadradas es muy sencillo.
  • Un generador de ondas cuadradas puede producir señales con frecuencias máximas.

Generador de onda cuadrada comparador

Los circuitos comparadores que son eficientes en histéresis se utilizan para fabricar generadores de ondas cuadradas. La histéresis se refiere a la acción de proporcionar retroalimentación positiva al comparador. Esta histéresis ocurre para generadores de onda cuadrada de gatillo Schmitt y puerta lógica, y se generan ondas cuadradas casi perfectas.

Generador de onda cuadrada de alto voltaje

El generador de onda cuadrada de alto voltaje se puede fabricar utilizando un MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico). Este dispositivo generador de ondas cuadradas es eficaz para producir ondas cuadradas de diferentes amplitudes.

Generador de onda cuadrada a senoidal | generador de onda cuadrada a onda sinusoidal

El circuito convertidor de onda cuadrada a onda sinusoidal utiliza múltiples redes RC. Tiene tres resistencias y tres condensadores. El filtro RC de tres etapas primero cambia la onda cuadrada en una onda triangular y luego la convierte en onda sinusoidal. Los valores de la resistencia y el condensador deciden la frecuencia de la onda cuadrada.

Circuito generador de onda cuadrada a onda sinusoidal

Generador de onda cuadrada digital

Los generadores de funciones digitales son una de las formas más preferidas de generar pulsos cuadrados. Se llama síntesis digital directa (DSS). Los componentes necesarios para DSS son un acumulador de fase, un convertidor de digital a analógico y una tabla de consulta que contiene formas de onda. DSS genera una forma de onda periódica arbitraria a partir de una señal de rampa y, por lo tanto, genera una rampa digital. Esta técnica es precisa y muy estable.

Circuito generador de onda cuadrada de 1 mHz

El circuito de oscilador de disparo de Schmitt es una de las formas más efectivas de generar una onda cuadrada de 1 mhz. El circuito consta de un par de inversores Schmitt, una resistencia variable, algunos condensadores y resistencias. 

Chip generador de onda cuadrada

El amplificador operacional 741 IC es el chip más popular para la generación de ondas cuadradas. Además de esto, el temporizador 555 IC también se usa para hacer circuitos generadores de onda cuadrada.

Aplicación de generador de onda cuadrada | aplicación de generador de onda cuadrada

Las aplicaciones de un generador de onda cuadrada son:

  • ‌Se utiliza para generar ondas cuadradas y otros circuitos que producen ondas triangulares o sinusoidales a partir de ondas cuadradas.
  • ‌Los generadores de ondas cuadradas son útiles para controlar señales de reloj.
  • ‌Se utiliza en instrumentos musicales para emular varios sonidos.
  • ‌Los generadores de funciones, osciloscopios de rayos catódicos, utilizan generadores de onda cuadrada.

Preguntas Frecuentes

¿Cómo encuentras la frecuencia de un generador de ondas cuadradas?

Para un generador de onda cuadrada, T=2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}}). La frecuencia de la onda se determina a partir de esta ecuación.

Por lo tanto, la frecuencia f=\frac{1}{2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})}

¿Qué es el generador de formas de onda triangular?

Un generador de forma de onda triangular es un circuito generador de forma de onda electrónica.

Un generador de formas de onda triangulares genera ondas triangulares. Generalmente, un generador de ondas cuadradas combinado con un circuito integrador produce ondas triangulares.

¿Cómo se pueden generar ondas cuadradas y triangulares?

Un circuito multivibrador astable se considera una de las mejores prácticas para generar ondas cuadradas. Se trata de un amplificador operacional, un condensador, una resistencia y una red divisora ​​de voltaje.

Podemos usar la onda cuadrada de salida obtenida de un multivibrador astable como entrada de un circuito integrador para generar ondas cuadradas. Además, podemos utilizar un circuito de realimentación de disparador Schmitt con un integrador para obtener ondas triangulares.

¿Cuáles son las aplicaciones de un generador de ondas cuadradas?

Un generador de forma de onda cuadrada se usa ampliamente en electrónica.

Algunas aplicaciones útiles de un generador de onda cuadrada son:

  • Señales de reloj
  • ‌Emulación de sonido de varios instrumentos
  • ‌Circuitos convertidores de onda sinusoidal / triangular
  • ‌ Conmutación de transistor
  • ‌ Comprobación de la respuesta del amplificador
  • ‌Operaciones del sistema de control

Quiero hacer un generador de onda cuadrada de ciclo de trabajo variable donde el voltaje de entrada sea de 12V. ¿Cuál será el requisito y cómo hacerlo?

Un generador de onda cuadrada, combinado con diodos, puede ayudar a variar el ciclo de trabajo.

El circuito generador de onda cuadrada que se muestra a continuación nos permite realizar cambios en el ciclo de trabajo. Aquí hay dos diodos conectados en paralelo, pero en direcciones opuestas. Un diodo comienza a funcionar cuando la salida es alta, el otro entra en funcionamiento cuando la salida es baja. Cuando la salida es alta, la D1 el diodo comienza a funcionar. Del mismo modo, cuando la salida es baja, D2 opera. Por lo tanto, el circuito pasa a la lógica alta y baja y genera una forma de onda cuadrada.

El período de tiempo T=2RC\ln (\frac{2R_{1}+R_{2}}{R_{2}})

¿Cómo generar una onda cuadrada usando un amplificador operacional?

Sabemos que existen numerosas formas de generar una onda cuadrada.

Un amplificador operacional cuando se usa con un capacitor, una resistencia y un divisor de voltaje, produce una salida como onda cuadrada. La generación de onda cuadrada ocurre cuando la salida cambia entre el voltaje de saturación positivo y negativo continuamente.

¿Cómo puedo generar una onda cuadrada a partir de una onda triangular usando solo una resistencia y un condensador?

Sabemos que un circuito diferenciador da una onda cuadrada como salida cuando toma una entrada de onda triangular.

Entonces, para generar una onda cuadrada a partir de una onda triangular, podemos mantener el capacitor en serie con la fuente y conectar a tierra la resistencia primero. Con esto, podemos hacer un filtro de paso alto. Si la frecuencia de la onda triangular es menor que la frecuencia de corte del filtro de paso alto, entonces el filtro diferencia la onda triangular y produce una onda cuadrada.

¿Cuál es la ecuación de la onda cuadrada?

Una onda cuadrada se puede representar de diferentes formas.

La ecuación más común de una onda cuadrada es:

x (t) = sgn (sin \ frac {2 \ pi t} {T}) = sgn (sin (2 \ pi ft))

y (t) = sgn (cos \ frac {2 \ pi t} {T}) = sgn (cos (2 \ pi ft))

Donde, T = período de tiempo yf = frecuencia de la onda.

Podemos modificar la ecuación según las condiciones dadas.

¿Cómo convertir una onda triangular en una onda cuadrada?

La onda cuadrada no es más que la integral de una onda triangular.

Para convertir una onda triangular en una onda cuadrada, podemos usar un circuito amplificador diferenciador. Este circuito consta de un amplificador operacional, un condensador y una resistencia.

¿Qué sucede si una onda cuadrada pasa a través de un condensador?

Los diferentes generadores de formas de onda utilizan condensadores en sus circuitos.

Si una onda cuadrada pasa a través de un condensador, puede generar diferentes tipos de formas de onda de acuerdo con los otros parámetros del circuito.

¿Cuál es la aplicación de un generador de ondas cuadradas y sinusoidales de frecuencia de audio?

Los instrumentos musicales utilizan generadores de formas de onda de alta calidad.

Se utiliza un generador de ondas cuadradas y sinusoidales de frecuencia de audio como oscilador de audio. El circuito consta de un oscilador de puente wein que proporciona el mejor rango de frecuencia de audio.

¿Cuál es la diferencia entre la onda de pulso y la onda cuadrada?

La onda cuadrada no es más que un subconjunto de la onda de pulso.

Una onda cuadrada es un tipo especial de onda de pulso donde las mitades positivas del ciclo son iguales a las mitades negativas. Se dice que una onda de pulso con un ciclo de trabajo del 50% es una onda cuadrada.

¿Cómo generar una forma de onda trapezoidal a partir de un amplificador operacional?

Podemos generar una forma de onda trapezoidal en tres pasos.

Este método da una forma de onda casi trapezoidal.

  • Generando una onda cuadrada
  • ‌Convirtiendo la onda cuadrada en una onda triangular usando un integrador
  • Utilizando un circuito recortador para limitar el voltaje sin afectar el resto de la forma de onda.

¿Cuál es la ventaja de utilizar una forma de onda cuadrada como señal de entrada?

Una forma de onda cuadrada es una forma de onda periódica que es de naturaleza no sinusoidal. La amplitud de una onda cuadrada tiene máximos y mínimos fijos a una frecuencia particular.

Las principales ventajas de utilizar una forma de onda cuadrada como señal de entrada son:

  • ‌Tiene un amplio ancho de banda de frecuencias.
  • ‌ La visualización fácil y rápida en un osciloscopio es posible con ondas cuadradas.
  • ‌ Las formas de onda cuadradas pueden indicar problemas que deben solucionarse.

¿El circuito LC convierte el voltaje de salida de onda cuadrada en una salida sinusoidal pura? Si es así, ¿cuál es la operación detrás de esto?

Un circuito LC es una red que consta de uno o varios inductores y condensadores.

Sí, los circuitos de filtro LC convierten de manera eficiente las ondas cuadradas en ondas sinusoidales. El circuito de filtro permite que solo la frecuencia fundamental de la onda cuadrada pase y filtre otros armónicos de alta frecuencia. Así, la onda cuadrada se convierte en una onda sinusoidal.

¿Por qué obtendremos una onda cuadrada como salida en el circuito comparador?

Un circuito comparador compara una señal sinusoidal de CA con una señal de referencia de CC.

La señal de entrada al hacerse más grande que la señal de referencia, produce una salida positiva. Cuando es menor que la señal de referencia, la salida es negativa. En ambos escenarios, la diferencia de las señales es tan grande que se considera equivalente a la salida máxima posible (± Vpueblo). Por lo tanto, es asertivo que la salida oscila continuamente entre el voltaje de saturación positivo y negativo. Es por eso que obtenemos ondas cuadradas como salida del comparador.

¿Cómo genero una onda cuadrada para diferentes ciclos de trabajo en 8051 usando C incrustado?

#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

¿Cómo escribimos un código C incrustado para generar una onda cuadrada de 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);
}
}

Sobre Kaushikee Banerjee

Soy un entusiasta de la electrónica y actualmente me dedico al campo de la Electrónica y las Comunicaciones. Mi interés radica en explorar las tecnologías de vanguardia. Soy un aprendiz entusiasta y jugueteo con la electrónica de código abierto.
ID de LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

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