Was ist ein guter Rechteckgenerator?

Was ist eine gute Schaltung, um eine Rechteckwelle zu erzeugen? Die genaue Wellenform ist nicht so wichtig - ich möchte nur einen Piezo-Summer mit 150 kHz starten lassen. Ich möchte auch Effizienz und einstellbare Amplitude.

(Motivation: Ich möchte etwas Öl verdampfen, um es zu verbrennen. Ich wähle 150 kHz nach dem in Make gehackten Glade Wisp.)

Das einfachste, was ich gefunden habe, war dieses, das aus einem Kondensator, 3 Widerständen und einem Operationsverstärker und einem Komparator bestand. Ist dieses Design ein guter Weg zu gehen?

Vorausgesetzt, es hat laut derselben Seite eine Periode von

$T = 2RC ln \dfrac{1+L}{1-L}$ wobei$L = \dfrac{R1}{R1+R2}$

Die Wahl von R1 = R2 ergibt L = 1/2, was (1 + L) / (1-L) = ungefähr e ergibt, was das Einfachere ergibt

T = 2RC

Ich bin hier im Wald, aber ich nehme an, dass R1 = R2 = R eine gute Wahl ist.

Der TI-Wert beträgt 1 / 150kHz. also RC = 3,33e-6

Eine andere Wahlmöglichkeit bietet sich an. Sagen wir, ein 100 Ohm Widerstand und ein 0,033 uF Kondensator? Ist diese Wahl wichtig? Ist die Wahl des Operationsverstärkers wichtig?

Entschuldigung für die lange Frage, aber wenn jemand, der weiß, was er tut, mit mir hierher laufen könnte, würde ich es sicherlich schätzen.

Wenn Sie für einen 555-Rechteckwellengenerator googeln, erhalten Sie Tausende Treffer für Schaltungen, die auf einem 555-Chip basieren und eine Rechteckwelle erzeugen. Es gibt eine Rechteckwelle Rechner hier , die Sie mit den Berechnungen experimentieren ermöglichen sollen.

Als zusätzlichen Bonus sind 555 Chips spottbillig.

Oder sehen Sie sich 556 Chips an, bei denen es sich im Grunde genommen um zwei 555 auf demselben Chip handelt.

Für einen einfachen Oszillator denken die Leute oft sofort an einen 555-Timer-IC. Diese Schaltung ist noch einfacher:

Der 74HC1G14 ist die Single-Gate-Version des gängigeren 74HC14 im SOT-23-Gehäuse.

Bitte beachten Sie: Die Schaltung, mit der Sie verbunden sind, verwendet einen Komparator , keinen Operationsverstärker. Sie können Operationsverstärker in Komparatorschaltungen verwenden, diese sind jedoch aus verschiedenen Gründen nicht für den Einsatz geeignet: Operationsverstärker sind für Verstärkungsanwendungen optimiert, bei denen die Eingänge durch Rückkopplung auf die gleiche Spannung gebracht werden und die Wiederherstellung möglicherweise lange dauert von der Sättigung, wenn ihre Eingänge durch positive Rückkopplung auseinander zoomen, wie in dieser Schaltung. Ein Komparator wird schneller sein und das Richtige tun.

Bezüglich der Schaltungen: Ich würde entweder einen LM393- Komparator oder einen 555-Komparator (schwer zu übertreffen: viele Hersteller und Sie können ihn von Radio Shack oder in großen Mengen von Digikey bei 11c erhalten) oder einen 74xx123-Komparator ( dieser von TI ist 16c) verwenden in großer Menge). Der Komparator benötigt ein paar Teile mehr als die beiden anderen.

Wenn Sie einen A-stabilen Vibrator bauen möchten, ist die gewählte Schaltung in Ordnung. Sie möchten, dass der R-Wert den Operationsverstärker nicht lädt. Dies bedeutet, dass Sie R so auswählen, dass kein Operationsverstärker geladen wird. Wenn Sie einen Basisband-Operationsverstärker wie einen TL072 (FET) oder einen LM358 (BJT) verwenden, sollten Sie sich im Widerstandsbereich von 10 bis 100.000 bewegen.

Mit Ihrer Schaltung benötigen Sie Trimmwiderstände, um das Ding richtig aufzuladen. Ein Potentiometer in Übereinstimmung mit R (Ihr Rückkopplungswiderstand) wird wahrscheinlich für die Abstimmung erforderlich sein.

Ich denke, Sie werden feststellen, dass es eine Menge Mühe ist, eine Oszillatorschaltung auf diese Weise herzustellen. Ich würde es nur tun, wenn Sie einen sehr zwingenden Grund haben, keinen Mikrocontroller zu verwenden. Ein einfacher Stempel-, Propeller- oder Atmel-basierter MCU-Schaltkreis könnte diese Rechteckwelle viel genauer erzeugen. Ein 555-Timer würde auch funktionieren, aber ich würde nur die MCU-Route gehen, ein ATtiny 8-Pin ist 3 Dollar, also warum nicht einfach das verwenden.

Aber es macht Spaß, mit Multivibratoren zu spielen, wenn Sie nur spielen. Denken Sie daran, die Ausgabe zu puffern, damit Sie das Ding nicht laden! Viel Glück.

Können Sie nicht einfach eine Standard- Quarzoszillatorschaltung wie den Pierce-Oszillator verwenden und den Piezo mit seiner natürlichen Resonanzfrequenz ansteuern?

Hier ist eine Schaltung für einen Ultraschallreiniger , die anscheinend dem Prinzip Ihres Verdampfers entspricht. Sie können sich auch Patente für Ultraschallbefeuchter, Zerstäuber, Zerstäuber usw. ansehen .

Egal, was Sie verwenden, Sie sollten einen Resonanzinduktor in Reihe mit dem Piezo schalten, damit Hunderte von Volt ihn antreiben. http://www.techmind.org/sl/#electric

Sicherlich ist ein Mikrocontroller zu viel des Guten, wenn das Mikro genau diese Art von Oszillator enthält, um die Uhr laufen zu lassen. Sie würden einen Quarzoszillator verwenden, um einen Computer zu betreiben, um einen Quarzoszillator zu betreiben.

Wie von @Scott Murphy und @Lou empfohlen, werde ich dies mit einem Arduino (mit dem ich vertraut bin) implementieren, der auf einen Verstärker stößt. Abhängig vom Stromverbrauch kann es sinnvoll sein, später auf einen anderen Stromkreis umzuschalten, aber ich werde diese Brücke überqueren, wenn ich dazu komme - wenn das Öl brennt und der Stromverbrauch höher ist als es sein könnte. In diesem Fall probiere ich eine 555-Schaltung aus oder modifiziere den erwähnten astabilen Multivibrator, wie empfohlen.

Für die Verstärkung verwende ich zunächst einen Kopfhörerverstärker und stelle bei Bedarf eine Operationsverstärkerschaltung zusammen.

Wird hier aktualisiert, wenn die Implementierung zusammenkommt (oder auseinanderfällt).

Ich stimme oben mit Scott überein: Ein Mikro ist der Weg hierher, es sei denn, Sie spielen nur mit der speziellen Absicht, Oszillatoren zu lernen. Das Einstellen der Amplitude kann jedoch etwas schwierig sein. Kannst du uns mehr darüber erzählen? Muss es zu Kalibrierungszwecken einmalig (oder sehr selten) angepasst werden, oder muss es häufig geändert werden können? Muss es vom Benutzer einstellbar sein oder wird es auf der Grundlage von Parametern in der Schaltung eingestellt? Welchen Amplitudenbereich benötigen Sie und welche Auflösung (bzw. wie viele Schritte) benötigen Sie in diesem Bereich?

Am einfachsten ist es, einen Verstärker mit einstellbarer Verstärkung mit einem Potentiometer für die Einstellung zu bauen, wenn Sie die Amplitude nur für Kalibrierungszwecke oder für seltene manuelle Einstellungen einstellen müssen.

Eine andere Möglichkeit, es einstellbar zu machen, besteht darin, den PWM-Ausgang des Mikros zu verwenden und diesen einem Filter zuzuführen. Sie müssen jedoch einen Filter erstellen, der 150 kHz durchläuft und alles bei Ihrer PWM-Frequenz (die von Ihrer Mikrofrequenz abhängt) glättet ). Dies ist schwierig und schränkt Ihre Auflösung streng ein.

Wenn Sie eine Rechteckwelle über der Mikrospannung benötigen, benötigen Sie auf jeden Fall eine Verstärkerschaltung, und Sie können die Verstärkung des Verstärkers wahrscheinlich auch mit dem Mikro steuern.

Denken Sie mal darüber nach, sind Sie sicher, dass Sie die Amplitude steuern müssen? Sie können wahrscheinlich alles, was Sie zu kontrollieren versuchen, auch durch andere Tricks steuern. Wenn Sie weitere Informationen austauschen könnten, könnten wir Ihnen wahrscheinlich andere Steuerungsideen geben.

Wenn Sie nur eine einfache Verstärkungseinstellung wünschen, würde ich den 555-Timer verwenden. Verwenden Sie dann ein Potentiometer parallel zu einem Widerstand am Ausgang, um einen Log-Poti zu erstellen -> https://sound-au.com/project01.htm

Wenn Sie eine genaue Steuerung wünschen, würde ich den anderen Antworten zustimmen, ein Arduino-Board oder eine MCU wären viel besser.

Vergiss nicht, das Volumen ist nicht linear!

Ich habe einen Open-Source-Taschenoszillator namens Posc entwickelt, der zwei Rechteckwellen enthält, die von zwei 555-Timern erzeugt werden . html Auf dieser Seite befinden sich einige PDF-Dateien, die das Layout der Schaltung und der Komponenten zeigen.