ເຄື່ອງ ສ້າງ ຮູບ ຮ່າງ ຂອງ ແຂ້ວ ເລື່ອຍ ຈະ ສ້າງ ສັນຍານ ຊ້ໍາ ແລ້ວ ຊ້ໍາ ອີກ ພ້ອມ ດ້ວຍ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຢ່າງ ວ່ອງໄວ. ມັນຖືກໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫມວດເວລາ, ການປັບປ່ຽນ, ແລະ ການຄວບຄຸມທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີພຶດຕິກໍາທາງດ່ວນທີ່ຄາດການໄດ້. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍເຖິງຄຸນລັກສະນະ, พารามิเตอร์, ຫຼັກການເຮັດວຽກ, ປະເພດຫມວດ, ການນໍາໃຊ້ ແລະ ວິທີເລືອກເຄື່ອງຈັກທີ່ເຫມາະສົມ.
ຄ1. Sawtooth Waveform Generator ແມ່ນຫຍັງ
ຄ2. ລັກສະນະ ແລະ ປັດໄຈ ຂອງ Sawtooth Waveform
ຄ3. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Sawtooth Wave Generators
ຄ4. ປະເພດຂອງ Sawtooth Waveform Generators
ຄ5. Sawtooth vs Triangle vs Square Wave
ຄ6. ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສ້າງຄື້ນແຂ້ວ
ຄ7. ວິທີເລືອກ Sawtooth Waveform Generator ທີ່ຖືກຕ້ອງ
ຄ8. ສະຫລຸບ
ຄ9. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
Sawtooth Waveform Generator ແມ່ນຫຍັງ
ເຄື່ອງ ສ້າງ ຄື້ນ ແຂ້ວ ເລື່ອຍ ເປັນ ຫມວດ ອີ ເລັກ ທຣອນ ນິກ ທີ່ ສ້າງ ສັນຍານ ເປັນ ໄລຍະ ທີ່ ປະກອບ ດ້ວຍ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຢ່າງ ວ່ອງໄວ. ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຮູບແບບນີ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍການຄວບຄຸມການชาร์จ capacitor ແລະການປ່ອຍໄວ, ເຮັດໃຫ້ເກີດສັນຍານທີ່ບໍ່ສົມມຸດທີ່ໃຊ້ສໍາລັບເວລາ, ການປັບປ່ຽນແລະການຄວບຄຸມສັນຍານ.
ລັກສະນະ ແລະ ປັດໄຈ ຂອງ Sawtooth Waveform
ຮູບ ຮ່າງ ຂອງ ແຂ້ວ ເລື່ອຍ ຖືກ ກໍານົດ ໂດຍ ເສັ້ນ ທາງ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ຕິດຕາມ ດ້ວຍ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຢ່າງ ວ່ອງໄວ, ຊຶ່ງ ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ມີ ຮູບ ຮ່າງ ທີ່ ບໍ່ ສົມ ດຸນ. ພຶດຕິກໍານີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນປະໂຫຍດໃນຫມວດເວລາ, ການກວາດ, ການປັບປຸງ ແລະ ການຄວບຄຸມທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີສັນຍານທາງດ່ວນທີ່ຄາດການໄດ້.
ປະສິດທິພາບ ຂອງ ມັນ ສ່ວນ ໃຫຍ່ ຖືກ ບັນຍາຍ ໂດຍ frequency, amplitude, slope, offset ແລະ rise-to-reset ratio. Frequency ກໍານົດຄວາມໄວຂອງຮູບຮ່າງຊ້ໍາແລະມີຜົນກະທົບຕໍ່ຂອບເຂດການດໍາເນີນງານໃນໂມງ, ຫມວດ PWM ແລະ ລະບົບກວາດ. Amplitude ກໍານົດ voltage peak-to-peak ແລະ ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຂອບເຂດຂອງເຄື່ອງປຽບທຽບ, ຂອບເຂດຂອງສັນຍານ ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງ interface.
Slope ອະທິບາຍວ່າแรงดันປ່ຽນແປງໄວສໍ່າໃດໃນລະຫວ່າງທາງດ່ວນ. ສໍາ ລັບ capacitor, ຄວາມ ສໍາ ພັນ ຄື:
dV/dt=I/C
ນີ້ ຫມາຍ ຄວາມ ວ່າ ຄວາມ ຄ້ອຍ ຂອງ ramp ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ກະ ແສ charging ແລະ ຄ່າ capacitor. ກະ ແສ ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ ຈະ ສ້າງ ເສັ້ນ ທາງ ທີ່ ມີ ເສັ້ນ ທາງ ຫລາຍ ຂຶ້ນ ແລະ ພັດ ທະ ນາ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ຂອງ ຮູບ ຮ່າງ. Offset ປ່ຽນ ລະດັບ DC ຂອງ waveform, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ອັດຕາ ການ rise-to-reset ກໍານົດ ວ່າ ສັນຍານ ບໍ່ ສົມ ດຸນ ຫລາຍ ຂະຫນາດ ໃດ ໃນ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ທີ່ ແທ້ ຈິງ.
ໃນການອອກແບບຫມວດແທ້, parameter ເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກວິທີການชาร์จ, ຄຸນຄ່າ capacitor, ຄວາມໄວໃນການປ່ຽນແປງ, ຄວາມອົດທົນຂອງສ່ວນປະກອບແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການສະຫນອງ. ການຄວບຄຸມປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງເຫມາະສົມຈະຊ່ວຍຮັກສາຄວາມເປັນເສັ້ນທາງຂອງຮູບຮ່າງ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເວລາ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງຜົນຜະລິດທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Sawtooth Wave Generators
ເຄື່ອງ ສ້າງ ຄື້ນ ແຂ້ວ ເລື່ອຍ ທໍາ ງານ ໂດຍ ການ ກະທໍາ ສອງ ຢ່າງ ຄື: ການ ຄວບ ຄຸມ ການ ชาร์จ ແລະ ການ ປົດ ປ່ອຍ ຢ່າງ ວ່ອງໄວ ຂອງ capacitor.
capacitor charge ຜ່ານເສັ້ນທາງທີ່ກໍານົດໄວ້, ເຮັດໃຫ້แรงดันຂອງມັນເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າເກືອບບໍ່ປ່ຽນແປງ, แรงดันຈະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນເສັ້ນທາງ, ປະກອບເປັນສ່ວນທາງດ່ວນຂອງຮູບຮ່າງ. ເມື່ອแรงดันເພີ່ມຂຶ້ນ, ມັນຈະຖືກຕິດຕາມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ເມື່ອເຖິງຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້, ອຸປະກອນປ່ຽນແປງເຊັ່ນ transistor, comparator, ຫຼື timer ຈະເປີດແລະສ້າງເສັ້ນທາງປ່ອຍຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າ.
ຈາກນັ້ນ capacitor ຈະປ່ອຍອອກຢ່າງໄວ, ເຮັດໃຫ້แรงดันຫລຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ. ສິ່ງ ນີ້ ຈະ ສ້າງ ຂອບ ເຂດ ຄືນ ໃຫມ່ ຂອງ waveform. ຫລັງ ຈາກ ອອກ ຈາກ ໂຮງຫມໍ, ວົງຈອນ ຈະ ເຮັດ ຊ້ໍາ ອີກ. ການປະກອບເຂົ້າກັນຂອງການລຸກຂຶ້ນເທື່ອລະເລັກລະຫນ້ອຍແລະການຕັ້ງຄືນໃຫມ່ຢ່າງວ່ອງໄວເຮັດໃຫ້ເກີດຄື້ນແຂ້ວເລື່ອຍທີ່ຕໍ່ເນື່ອງ.
ປະເພດຂອງ Sawtooth Waveform Generators
Integrator-Based Generators
Integrator-based generators ໃຊ້ op-amp integrator ເພື່ອສ້າງ ramp ແລະ comparator ເພື່ອປ່ຽນແປງ waveform ໃນລະດັບທີ່ກໍານົດໄວ້. ມັນ ງ່າຍ ແລະ ງ່າຍ ທີ່ ຈະ ປັບ ປ່ຽນ, ແຕ່ ຄວາມ ເປັນ ເສັ້ນ ທາງ ຂອງ ramp ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ຂອງ ສ່ວນ ປະກອບ ແລະ ປະສິດທິພາບ ຂອງ op-amp. ມັນ ເຫມາະ ສົມ ທີ່ ສຸດ ສໍາລັບ ໂປຣເເກຣມ ທີ່ ຕ້ອງການ ການ ຄວບ ຄຸມ ແບບ analog ດ້ວຍ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ພໍ ສົມຄວນ.
ຜູ້ສ້າງແຫຼ່ງໃນປະຈຸບັນ
ເຄື່ອງຜະລິດແຫຼ່ງກະແສໄຟຟ້າຈະชาร์จ capacitor ດ້ວຍກະແສທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດເສັ້ນທາງທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະຫມັ້ນຄົງກວ່າ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຮູບຮ່າງ, ແຕ່ຫມວດນີ້ສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຫຼາຍກວ່າການອອກແບບແບບ analog ທີ່ງ່າຍໆ. ມັນ ຖືກ ໃຊ້ ໄດ້ ດີ ທີ່ ສຸດ ເມື່ອ ພຶດ ຕິ ກໍາ ແລະ ຄວາມ ແນ່ ນອນ ຂອງ ເສັ້ນ ທາງ ແມ່ນ ສໍາ ຄັນ.
ການສັງລວມໂດຍກົງ (DDS)
DDS generators ສ້າງ sawtooth waveforms digital ແລະ ປ່ຽນ ມັນ ເປັນ ຮູບ ແບບ analog ດ້ວຍ DAC. ມັນ ສະ ເຫນີ ຄວາມ ແນ່ນອນ ສູງ, ການ ຄວບ ຄຸມ frequency ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ການ ຈັດ ໂຄງການ ທີ່ ເຂັ້ມ ແຂງ, ແຕ່ ປະສິດທິພາບ ຖືກ ຈໍາກັດ ໂດຍ ຄວາມ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ແລະ ຄວາມ ໄວ ຂອງ DAC. ມັນ ຖືກ ໃຊ້ ໄດ້ ດີ ທີ່ ສຸດ ເມື່ອ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ມີ ການ ຄວບ ຄຸມ frequency ທີ່ ແນ່ນອນ ແລະ ການ ປັບ ຕົວ ແບບ digital.
ລຸ້ນທີ່ອີງໃສ່ໂປຣແກຣມ
ເຄື່ອງ generator ທີ່ ໃຊ້ software ໃຊ້ microcontrollers ຫລື processor ເພື່ອ ຄິດ ໄລ່ ຄຸນຄ່າ ຂອງ waveform ແລະ ສົ່ງ ມັນ ອອກ ມາ ຜ່ານ ທາງ digital ຫລື analog. ມັນສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ແລະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແຕ່ປະສິດທິພາບຂອງມັນຖືກຈໍາກັດໂດຍຄວາມໄວຂອງການດໍາເນີນການແລະຂອບເຂດ. ມັນ ເຫມາະ ສົມ ທີ່ ສຸດ ສໍາລັບ ລະບົບ ທີ່ ໃຫ້ ຄວາມ ສໍາຄັນ ແກ່ ການ ປ່ຽນ ແປງ ແລະ ການ ຮວມ ເຂົ້າກັນ ທາງ digital.
Sawtooth vs Triangle vs Square Wave
| ລັກສະນະ | ຄື້ນແຂ້ວ | ຄື້ນສາມຫລ່ຽມ |
|---|---|---|
| ຮູບຮ່າງ | Linear rise, sharp fall | ການຂຶ້ນ/ລົງແບບສົມມຸດ |
| ສຽງ ປະສານ | harmonics ທັງຫມົດ (rich spectrum) | harmonics ຫນ້ອຍ ລົງ |
| Linearity | ເສັ້ນ ທາງ ດຽວ | Fully linear |
| ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງความถี่ | Medium (ຂຶ້ນກັບການອອກແບບ) | ສູງ |
| ຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຂອງຫມວດ | ກາງ | ກາງ |
| ຫມວດທໍາມະດາ | Ramp generators, PWM | ຜູ້ປະກອບສ່ວນ |
| ການໃຊ້ທົ່ວໄປ | Sweep, modulation, synthesis | ສຽງ, ການຕອງ |
| ກໍລະນີການນໍາໃຊ້ທີ່ດີທີ່ສຸດ | PWM, ສັນຍານກວາດ | Precision linear ramps |
| ເມື່ອໃດທີ່ບໍ່ຄວນໃຊ້ | High-precision linear ramps (ຍົກເວັ້ນແຕ່ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນໃນປັດຈຸບັນ) | ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການປ່ຽນແປງທີ່ແຈ່ມແຈ້ງ |
| ລະດັບຄວາມຖືກຕ້ອງ | Medium → High (ມີກະແສທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ) | ສູງ |
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສ້າງຄື້ນ Sawtooth
ການສ້າງສັນຍານ ແລະ ການທົດສອບ
ໃຊ້ເປັນສັນຍານກວາດແລະອ້າງອີງໃນ oscilloscopes ແລະ function generators. ເສັ້ນທາງ linear ເຮັດໃຫ້ການວິເຄາະສັນຍານຕາມເວລາ, ການສັງເກດເບິ່ງ waveform ແລະ ການປະເມີນລະບົບ.
ລະບົບຄວບຄຸມ, ການປັບປ່ຽນ, ແລະ ເວລາ
ໃຊ້ໃນລະບົບທີ່ສັນຍານທາງດ່ວນມີປະຕິກິລິຍາກັບເຫດຜົນການຄວບຄຸມ. ໃນ PWM, ມັນຖືກປຽບທຽບກັບສັນຍານອ້າງອີງເພື່ອຄວບຄຸມຜົນອອກໃນການຄວບຄຸມເຄື່ອງຈັກ, ລະບົບໄຟຟ້າ ແລະ LED dimming. ມັນຍັງຖືກໃຊ້ໃນຫມວດເວລາສໍາລັບການກະຕຸ້ນແລະການຈັດລໍາດັບທີ່ຄາດການໄດ້.
ການສັງລວມສຽງແລະດົນຕີ
ຜະລິດສຽງທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະມັກໃຊ້ໃນ synthesizer ເພື່ອສ້າງເນື້ອໃນສຽງທີ່ສະຫຼັບຊັບຊ້ອນ.
ລະບົບການສະແດງ ແລະ ການກວດສອບ
ໃຊ້ເປັນສັນຍານກວາດໃນລະບົບ raster display ແລະ positioning. ເສັ້ນທາງ linear ເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການກວດສອບຖືກຕ້ອງແລະຕໍາແຫນ່ງທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ວິທີເລືອກ Sawtooth Waveform Generator ທີ່ຖືກຕ້ອງ
ເຄື່ອງ ສ້າງ ຄື້ນ ແຂ້ວ ທີ່ ຖືກ ຕ້ອງ ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ຄວາມ ຫມັ້ນ ຄົງ ຂອງ frequency, ລາຄາ ແລະ ລະ ດັບ ການ ຄວບ ຄຸມ. ຫມວດ RC ຫຼື 555 ທີ່ໃຊ້ແບບງ່າຍໆແມ່ນເຫມາະສົມເມື່ອມີລາຄາຕໍ່າແລະການສ້າງເສັ້ນທາງພື້ນຖານພຽງພໍ, ແຕ່ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະໃຫ້ຄວາມເປັນເສັ້ນທາງທີ່ຕ່ໍາກວ່າ. ຫມວດ Op-amp integrator ເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າເມື່ອຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະດັບພໍດີແລະການປັບປ່ຽນທີ່ງ່າຍຂຶ້ນ.
ຖ້າຕ້ອງການຄວາມເປັນເສັ້ນທາງສູງ, ການອອກແບບແຫຼ່ງກະແສທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະເຫມາະສົມກວ່າເພາະມັນເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຄ້ອຍທີ່ຫມັ້ນຄົງກວ່າ. ເມື່ອຈໍາເປັນຕ້ອງມີການຄວບຄຸມຄວາມໄວທີ່ຖືກຕ້ອງ, ການຕັ້ງໂປຣແກຣມ ຫຼື ການລວມຕົວແບບ digital, DDS ແລະ ວິທີການທີ່ອີງໃສ່ microcontroller ມັກຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າ.
ການສະຫລຸບ
Sawtooth waveform generators ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກຄວາມງ່າຍດາຍ, ການປັບປ່ຽນ ແລະ ປະສິດທິພາບໃນການຜະລິດສັນຍານທາງດ່ວນ. ປະສິດທິພາບຂອງມັນຂຶ້ນຢູ່ກັບການເລືອກ parameter, ການອອກແບບຫມວດ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງໂປຣແກຣມ. ໂດຍການເລືອກວິທີການສ້າງທີ່ເຫມາະສົມ ແລະ ປັບປຸງຄວາມເປັນເສັ້ນທາງຜ່ານເຕັກນິກການອອກແບບທີ່ເຫມາະສົມ, ສາມາດສ້າງຮູບແບບທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະສອດຄ່ອງກັບໂປຣແກຣມໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ເຈົ້າຈະປັບປຸງຄວາມເປັນເສັ້ນທາງຂອງຄື້ນແຂ້ວເລື່ອຍໄດ້ແນວໃດ?
ໃຊ້ແຫຼ່ງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງແທນທີ່ຈະໃຊ້ RC charging ແບບທໍາມະດາ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າຄວາມຊັດເຈນທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງແລະລົດຄວາມບິດເບືອນ.
ອັນໃດບິດເບືອນຜົນອອກຂອງຮູບຮ່າງແຂ້ວເລື່ອຍ?
ການປ່ອຍຊ້າ, ຜົນກະທົບຂອງນ້ໍາຫນັກ, แรงดันທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງສ່ວນປະກອບສາມາດບິດເບືອນຮູບຮ່າງໄດ້.
ຄື້ນແຂ້ວເລື່ອຍສາມາດປ່ຽນເປັນຄື້ນອື່ນໆໄດ້ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ຜູ້ປະກອບສາມາດຜະລິດຄື້ນສາມຫລ່ຽມໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ຜູ້ປຽບທຽບສາມາດສ້າງຄື້ນສີ່ຫຼ່ຽມໄດ້.
ອັນໃດຈໍາກັດຄວາມໄວສູງສຸດຂອງເຄື່ອງຜະລິດແຂ້ວເລື່ອຍ?
ຄວາມໄວຂອງການປ່ຽນແປງ, ເວລາ charge / discharge capacitor ແລະ frequency ຈໍາກັດຂອບເຂດຂອງຫມວດ. ໃນລະບົບ digital, DAC ແລະ ຄວາມໄວຂອງໂປຣແກຣມກໍໃຊ້ໄດ້.
ອຸນຫະພູມມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ປະສິດທິພາບ?
ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມສາມາດປ່ຽນແປງຄຸນຄ່າຂອງສ່ວນປະກອບ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຄື່ອນເຫນັງແລະຄວາມບໍ່ຫມັ້ນຄົງ. ການໃຊ້ສ່ວນປະກອບທີ່ຫມັ້ນຄົງຈະຫລຸດຜ່ອນຜົນກະທົບນີ້.
