のこぎり波発生器とその動作原理

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波形は、時間に対する振幅の変化を表す形状です。周期波形には、正弦波、方形波、三角波、のこぎり波が含まれます。 x軸は時間を示し、y軸は振幅を示します。多くの人が三角波とのこぎり波を混同することがよくあります。のこぎり波発生器は、線形の非正弦波形の一種であり、この波形の形状は、立ち下がり時間と立ち上がり時間が異なる三角形です。のこぎり波は、非対称三角波とも呼ばれます。

のこぎり波発生器

線形、非正弦波、三角形の波形は、立ち下がり時間と立ち上がり時間が異なるのこぎり波を表します。線形の非正弦波の三角形の波形は、立ち下がり時間と立ち上がり時間が等しい純粋な三角形の波形を表します。のこぎり波発生器は、非対称三角波形とも呼ばれます。のこぎり波のグラフ表示を以下に示します。




のこぎり波発生器

のこぎり波発生器

のこぎり波の用途は、周波数/トーンの生成、サンプリング、 サイリスタスイッチング 、変調など。



非正弦波形はのこぎり波に他なりません。その歯はのこぎり波のように見えるので、のこぎり波と呼ばれています。逆(または逆)のこぎり波では、波は突然下向きに傾斜し、その後急激に上昇します。

無限フーリエ級数は

従来の鋸歯は、


ここで、Aは振幅です。

高速フーリエ変換を使用することにより、この合計をより効率的に計算できます。時間領域では、波形は非帯域制限形式を使用してデジタルで作成されます。無限の倍音をサンプリングすると、エイリアシング歪みを含むトーンになります。

合成鋸歯

合成鋸歯

555を使用したのこぎり波発生器の動作原理

のこぎり波発生器は、トランジスタと簡単なものを使用して構築できます 555タイマーIC 、下の回路図に示すように。トランジスタ、コンデンサ、 ツェナーダイオード 、コンデンサを充電するために使用される定電流源からの抵抗。最初に、コンデンサが完全に放電されていると仮定しましょう。コンデンサの両端の電圧はゼロであり、内部コンパレータがピン2に接続されているため、555の出力は高くなっています。

555を使用した鋸歯状波発生器

555を使用した鋸歯状波発生器

555の内部トランジスタがコンデンサをグランドに短絡して開くため、コンデンサは充電を開始して電圧を供給します。充電中、電圧が供給電圧の2/3を超えると、555出力はローになります。放電中、Cの両端の電圧が供給電圧の1/3を下回ると、555出力がハイになります。したがって、コンデンサは電源電圧の2/3から1/3の間で充電および放電します。しかし、欠点は、バイポーラが必要なことです 電源 。頻度はによって与えられます

F =(Vcc-2.7)/(R * C * Vpp)

どこ、

Vpp-ピークツーピーク出力電圧

Vcc-供給電圧

必要な周波数値を取得するには、Vcc、Vpp、R、およびCの適切な値を選択します

OP-AMPを使用した鋸歯状波発生器

のこぎり波はで使用されます パルス幅変調 回路とタイムベースジェネレータ。ワイパーが負の電圧(-V)に向かって移動すると、ポテンショメータが使用され、立ち上がり時間が立ち下がり時間より長くなります。ワイパーが正の電圧(+ V)に向かって移動すると、立ち上がり時間は立ち下がり時間よりも短くなります。

OP-AMPを使用した鋸歯状波発生器

OP-AMPを使用した鋸歯状波発生器

コンパレータ出力が負の飽和状態になると、反転端子に負の電圧が追加され、ワイパーが負の電源に移動します。これにより、R1の両端の電位差が減少するため、コンデンサと抵抗を流れる電流が減少します。

OP-AMPを使用したのこぎり波

オペアンプを使用したのこぎり波

その後、勾配が減少し、立ち上がり時間も減少します。いつ コンパレータ 出力は正の飽和状態にあり、R1の両端の電位差が増加し、コンデンサ抵抗を流れる電流も増加します。これは、反転端子に負の電圧が存在するためです。その後、勾配が増加し、立ち下がり時間が減少します。そして、出力はのこぎり波として取得されます。

回路を配線するためのコンポーネントは次のとおりです。

  • オペアンプIC-741c
  • R-47K
  • R1-1K
  • R2-180Ω

正弦波とは何ですか?

滑らかな繰り返し振動を表す数式は、正弦波または正弦波と呼ばれます。多くの場合、それは純粋な信号処理だけでなく、物理学、化学、応用数学、および他の多くの分野で発生します。それは時間(t)の関数です。同じ周波数、位相、大きさの他の正弦波に追加すると、正弦波はその波形を保持します。このような性質を持つ周期波形であることが知られています。このような重要性は、フーリエ解析での使用につながります。

Y(x、t)= A sin(kx-ωt+Φ)+ D

Aは振幅です
ω=2πf、は角周波数です
fは周波数であり、1秒あたりの振動数として定義されます。
Φは位相角です
Dはゼロ以外の中心振幅です

コサインウェーブとは何ですか?

コサイン波の形状は、コサイン波が対応する正弦波よりも正確に1/4サイクル早く発生することを除いて、正弦波の形状と同じです。正弦波と余弦波の周波数は同じですが、余弦波は正弦波より90°進んでいます。

Y = cos x

コサイン波

コサイン波

アプリケーション

  • のこぎり波は、減法混色の仮想およびアナログ音楽シンセサイザーでサウンドを作成するために使用される最も一般的な波形です。そのため、音楽で使用されています。
  • のこぎり波は、モニター画面またはCRTベースのテレビでラスターを生成するために使用される水平および垂直偏向信号の形式です。
  • 磁場は波の崖で突然崩壊します。これにより、電子ビームの静止位置ができるだけ早く発生します。
  • 偏向ヨークによって生成された磁場は、波のランプ上で電子ビームを引きずり、走査線を作成します。
  • 周波数がはるかに低い場合、垂直偏向は水平偏向システムと同じように動作します。
  • 電子部品の安定性が向上するため、画像の水平または垂直の直線性を調整する必要がありません。
  • 正の電圧は一方向のたわみを引き起こし、負の電圧は他の方向のたわみを引き起こし、中央に取り付けられたたわみはスクリーン領域を使用してトレースを描写します。
  • ランプ部分は直線として表示される必要があります。そうでない場合は、偏向ヨークによって生成される磁場が線形ではないことを示します。これにより非線形性が生じ、テレビ画像が押しつぶされます。したがって、画像のその側では、電子ビームはより多くの時間を費やします。

これはすべてのこぎり波発生器とその動作原理に関するものです。この記事に記載されている情報は、このプロジェクトをよりよく理解するのに役立つと信じています。さらに、この記事に関する質問や実装のヘルプについては 電気および電子プロジェクト 、下のコメント欄に接続して、お気軽にご連絡ください。ここにあなたへの質問があります、のこぎり波発生器の動作原理は何ですか?

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