Elettronica applicata/Generatori di onda quadra

CopertinaElettronica applicata/Copertina
  1. Circuiti digitali
    1. Circuiti logiciElettronica applicata/Circuiti logici
    2. Circuiti sequenziali IElettronica applicata/Circuiti sequenziali I
    3. Circuiti sequenziali IIElettronica applicata/Circuiti sequenziali II
    4. Logiche programmabiliElettronica applicata/Logiche programmabili
    5. Comparatori di sogliaElettronica applicata/Comparatori di soglia
    6. Generatori di onda quadraElettronica applicata/Generatori di onda quadra
  2. Bus e interconnessioni
    1. InterconnessioniElettronica applicata/Interconnessioni
    2. Modelli a linea di trasmissioneElettronica applicata/Modelli a linea di trasmissione
    3. Pilotaggio di lineeElettronica applicata/Pilotaggio di linee
    4. Cicli di trasferimento baseElettronica applicata/Cicli di trasferimento base
    5. Protocolli di busElettronica applicata/Protocolli di bus
    6. Collegamenti serialiElettronica applicata/Collegamenti seriali
    7. Collegamenti seriali sincroniElettronica applicata/Collegamenti seriali sincroni
    8. Integrità di segnaleElettronica applicata/Integrità di segnale
  3. Sistemi di acquisizione dati
    1. Sistemi di conversione A/D e D/AElettronica applicata/Sistemi di conversione A/D e D/A
    2. Convertitori D/AElettronica applicata/Convertitori D/A
    3. Conversione A/DElettronica applicata/Conversione A/D
    4. Convertitori pipeline e differenzialiElettronica applicata/Convertitori pipeline e differenziali
    5. Condizionamento del segnaleElettronica applicata/Condizionamento del segnale
    6. FiltriElettronica applicata/Filtri
  4. Alimentatori e regolatori
    1. Sistemi di alimentazioneElettronica applicata/Sistemi di alimentazione
    2. Regolatori a commutazioneElettronica applicata/Regolatori a commutazione

Generatore di onda quadraModifica

L'uscita di un comparatore invertente con isteresi pilota una rete RC passa-basso.

Il condensatore si carica e scarica tra le soglie   e  :

Carica tra   e  
 
 
        
Scarica tra   e  
 
 

Limiti operativiModifica

Resistenza   di reazione
  • limite massimo: in   deve circolare una corrente maggiore della corrente di ingresso   e   del comparatore;[non chiaro]
  • limite minimo: in   deve circolare una corrente minore della corrente di uscita   e   del comparatore.
Condensatore  

Va evitato il condensatore elettrolitico poiché la sua corrente di perdita si somma alla corrente di ingresso   e   del comparatore.

Frequenza
  • limite massimo: il tempo di salita   e il tempo di discesa   dell'uscita devono essere molto minori del tempo di propagazione;
  • limite minimo: imposto dal condensatore e dal resistore.

Generatore di onda quadra e triangolareModifica

L'uscita di un comparatore non invertente con isteresi pilota un integratore attivo, che integra un'onda quadra in un'onda triangolare:

 
Carica tra   e  
 
 
        
Scarica tra   e  
 
 

Controllo dei parametriModifica

È possibile variare la frequenza   dell'onda quadra variando la capacità  , la resistenza   (potenziometro), le tensioni di soglia   e   e la tensione di uscita  :[1]

 
 

Un duty cycle diverso dal 50% si può ottenere:

  • creando un'assimetria tra i valori di tensione in uscita   e  ;
  • usando alternativamente le resistenze   e   tramite dei diodi:

OscillatoriModifica

Oscillatori sinusoidaliModifica

Gli oscillatori sinusoidali sono composti da un blocco di amplificazione   e un blocco di reazione positiva   e devono soddisfare le condizioni di Barkhausen:

 

dove   è la frequenza di oscillazione.

Oscillatori a quarzoModifica

Alla frequenza di risonanza, il cristallo di quarzo piezoelettrico posto in reazione ha delle lievi vibrazioni meccaniche che producono delle vibrazioni elettriche con brusche variazioni dell'impedenza  .[non chiaro]

Oscillatori con reti RC e porteModifica

Due inverter e RC

La frequenza è legata agli elementi passivi:

Anello di inverter

La frequenza è legata ai tempi di propagazione attraverso gli inverter (in numero dispari):

Oscillatori sincronizzatiModifica

Gli anelli ad aggancio di fase (PLL) sono dei moltiplicatori di frequenza con questo funzionamento: data una frequenza fissa di riferimento, l'oscillatore è in grado di generare una nuova forma d'onda con una certa frequenza specificata tramite la programmazione di un circuito composto da divisori di frequenza (es. contatori).

NoteModifica

  1. Si suppone:  .