In der Elektronik werden Wellenformen meist gegen Spannung und Zeit aufgetragen. Die Frequenz und Amplitude des Signals kann je nach Schaltung variieren. Es gibt viele Arten von Wellenformen, wie Sinuswelle, Rechteckwelle, Dreieckwelle, Rampenwelle, Sägezahnwelle usw. Wir haben bereits eine Sinuswelle und eine Rechteckwellengeneratorschaltung entwickelt. In diesem Tutorial zeigen wir Ihnen nun, wie Sie eine Sägezahnwellengeneratorschaltung mit einstellbarer Verstärkung und DC-Offset der Welle mithilfe eines Operationsverstärkers und eines 555-Timer-ICs entwerfen.
Eine Sägezahnwellenform ist eine nicht sinusförmige Wellenform, die einer dreieckigen Wellenform ähnelt. Diese Wellenform wird als Sägezahn bezeichnet, da sie den Zähnen einer Säge ähnelt. Die Sägezahnwellenform unterscheidet sich von der Dreieckswellenform, da eine Dreieckswelle dieselbe Anstiegs- und Abfallzeit hat, während eine Sägezahnwellenform von Null auf ihren maximalen Spitzenwert ansteigt und dann schnell auf Null abfällt.
Die Sägezahnwellenform wird in Filtern, Verstärkerschaltungen, Signalempfängern usw. verwendet. Sie wird auch zur Tonerzeugung, Modulation, Abtastung usw. verwendet. Eine ideale Sägezahnwellenform ist unten dargestellt:
Erforderliches Material
- Operationsverstärker-IC (LM358)
- 555 Timer IC
- Oszilloskop
- Transistor (BC557 - 1nos.)
- Potentiometer (10k - 2nos.)
- Widerstand
- 4,7k - 1nos.
- 10k - 3nos.
- 22k - 3nos.
- 100k - 3nos.
- Kondensator (jeweils 0,1uf, 1uf, 4,7uf, 10uf - 1nos)
- Steckbrett
- 9V Stromversorgung (Batterie)
- Springende Drähte
Schaltplan
Funktionsweise des Sägezahngeneratorschaltkreises
Zur Erzeugung einer Sägezahnwellenform haben wir den 555-Timer-IC und den LM358-Dual-Operationsverstärker-IC verwendet. In dieser Schaltung verwenden wir den Transistor T1 als gesteuerte Stromquelle mit einstellbarem Emitter- und Kollektorstrom. Hier wird der 555 Timer IC im Astable-Modus verwendet.
Die Widerstände R2 und R3 stellen eine Vorspannung zum Vorspannen des Basisstifts des PNP-Transistors T1 ein. Und R1 wird zum Einstellen des Emitterstroms verwendet, der den Kollektorstrom effektiv einstellt, und dieser konstante Strom lädt den Kondensator C1 auf lineare Weise auf. Deshalb erhalten wir eine Rampenleistung. Durch Ersetzen von R1 durch ein Potentiometer können Sie die Rampengeschwindigkeit einstellen.
Durch Kurzschließen des Trigger-, Entlade- und Schwellenwert-Pins des 555-Timers direkt mit dem Kondensator C1 kann der Kondensator geladen und entladen werden.
Hier arbeitet der erste Operationsverstärker O1 als pegelverschiebender invertierender Puffer. Da es sich um einen invertierenden Puffer handelt, wird der untere Teil der Rampe zum oberen Teil der invertierten Rampe.
Dann wird der Ausgang dieses Operationsverstärkers mit dem POT P1 verbunden, mit dem die Stärke des Signals eingestellt wird. In ähnlicher Weise wird der Operationsverstärker O2 verwendet, um den Gleichstromversatz des Signals einzustellen. Der Ausgang wird vom Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers O2 übernommen.
Die erste Sonde des Oszilloskops ist mit diesem Ausgang verbunden, und die zweite Sonde ist mit dem Triggerimpuls verbunden, der vom Ausgangsanschluss des 555-Zeitgeber-IC kommt. Nach dem Anschließen beider Sonden des Oszilloskops sieht der Ausgang der Sägezahnwellenform wie folgt aus:
Zum Einstellen der Verstärkung und des Gleichstromversatzes des Signals die Potentiometer P1 bzw. P2 bewegen.