เครื่องขยายสัญญาณการทำงาน LM358 มีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะกำหนดค่าให้สร้างเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมได้

LM358 IC เป็นเครื่องขยายสัญญาณการทำงานอเนกประสงค์ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายซึ่งมีการใช้งานในวงจรต่าง ๆ รวมถึงตัวเปรียบเทียบ เครื่องกำเนิดคลื่น เครื่องขยายสัญญาณ และอื่น ๆ อีกมากมาย

เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยม เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมที่ใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการเป็นวงจรตรงไปตรงมาที่มักใช้ในเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน วงจรสำหรับเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมได้รับการออกแบบโดยใช้ op amp LM358

รายการวัสดุ

ต่อไปนี้คือส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการสร้างวงจรนี้

ไอซีออปแอมป์ LM358

LM358 คือ IC ขยายสัญญาณแบบคู่ที่มีขีดความสามารถหลากหลาย IC นี้มีแพ็คเกจให้เลือกหลายแบบ จึงสามารถปรับใช้กับการใช้งานต่างๆ ได้ วงจรภายในของ LM358 ได้รับการออกแบบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนมากเพื่อจัดการกับงานแอนะล็อกที่หลากหลายอย่างมีประสิทธิภาพ

LM358 เหมาะเป็นพิเศษสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ เนื่องจากมีค่าเกนสูงกินไฟน้อย และทำงานจากแหล่งจ่ายไฟเพียงตัวเดียวภายใต้แรงดันไฟที่หลากหลาย นอกจากนี้ IC ยังติดตั้งระบบป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรทั้งในขั้นตอนอินพุตและเอาต์พุต ซึ่งช่วยปกป้องส่วนประกอบภายในจากความเสียหายจากการโอเวอร์โหลด ทำให้ LM358 เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับวงจรแอนะล็อกจำนวนมากที่ต้องการความทนทานในการใช้งาน

ตรวจสอบแผ่นข้อมูล IC LM358

แผนผังวงจรกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมโดยใช้ IC LM358

ลองดูแผนผังวงจรนี้ ซึ่งเป็นการติดตั้งเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมโดยใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ LM358 ซึ่งกำหนดค่าเป็นทริกเกอร์ชิมิตต์ ส่วนประกอบหลักของวงจรประกอบด้วย LM358 op-amp เอง พร้อมด้วยตัวต้านทานคงที่สามตัว (R1, R2 และ R3) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (RV1) และตัวเก็บประจุ (C1)

ในแง่ของเค้าโครง มีวงจรป้อนกลับอยู่ เอาต์พุตจากออปแอมป์จะวนกลับไปยังอินพุตที่ไม่กลับขั้วผ่าน R2 วงจรนี้คือสิ่งที่ให้ฮิสเทอรีซิสที่จำเป็นสำหรับการทำงานของทริกเกอร์ชิมิตต์ที่เสถียร ตัวต้านทาน R1 และ R2 สร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดระดับเกณฑ์วิกฤตที่อินพุตที่ไม่กลับขั้ว เกณฑ์เหล่านี้ช่วยกำหนดว่าออปแอมป์จะเปลี่ยนเอาต์พุตเมื่อใด ในขณะเดียวกัน ตัวเก็บประจุ C1 จะเชื่อมโยงกับอินพุตที่กลับขั้วและมีบทบาทสำคัญในการจับเวลาของวงจร เนื่องจากจะชาร์จและคายประจุตามการตั้งค่าของตัวต้านทานที่อยู่ใกล้เคียง

การตั้งค่านี้ไม่เพียงแต่จะสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมอย่างมีประสิทธิภาพผ่าน LM358 เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ปรับความถี่ได้อย่างง่ายดายผ่านตัวต้านทานแบบแปรผัน RV1 อีกด้วย

การทำงานของเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมโดยใช้ Op-Amp 741

วงจรกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมที่ใช้ op-amp LM358 ทำงานบนหลักการของ Schmitt trigger ซึ่งเป็นวงจรเปรียบเทียบประเภทหนึ่งที่มีฮิสเทรีซิส

1. เงื่อนไขเริ่มต้นและการชาร์จ:
2. เมื่อวงจรมีไฟ ตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน R3 และตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ RV1 สถานะเริ่มต้นของเอาต์พุตของออปแอมป์ (พิน 1) ถูกกำหนดโดยระดับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตแบบไม่กลับขั้ว (พิน 3) และแบบกลับขั้ว (พิน 2) ในตอนแรก อินพุตแบบไม่กลับขั้วซึ่งได้รับอิทธิพลจากตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดย R1 และ R2 จะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าอินพุตแบบกลับขั้ว
3. การบรรลุถึงเกณฑ์สูงสุด:
4. เมื่อ C1 ชาร์จ แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตอินเวิร์ตติ้ง (พิน 2) จะเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่อินเวิร์ตติ้ง (พิน 3) เอาต์พุตของออปแอมป์จะเปลี่ยนจากต่ำไปสูง จุดเปลี่ยนนี้เป็นเกณฑ์สูงสุดของทริกเกอร์ชิมิตต์ ซึ่งตั้งค่าโดยอัตราส่วนของ R1 และ R2
5. การตอบรับและการปฏิบัติ:
6. เมื่อเอาต์พุตสูงขึ้น การตอบรับผ่าน R2 จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับขั้ว โดยกำหนดเกณฑ์ใหม่ที่สูงขึ้นสำหรับอินพุตที่กลับขั้วเพื่อย้อนกลับ ในขณะเดียวกัน ตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มคายประจุผ่าน R3 และ RV1
7. การบรรลุถึงเกณฑ์ล่าง:
8. แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตอินเวิร์ตติ้งจะลดลงเมื่อ C1 ถูกคายประจุ เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าเกณฑ์สูงที่อินพุตที่ไม่อินเวิร์ตติ้ง เอาต์พุตของออปแอมป์จะสลับกลับจากสูงเป็นต่ำ เกณฑ์ที่ต่ำกว่านี้มีความสำคัญต่อลักษณะฮิสเทอรีซิสของทริกเกอร์ชิมิตต์ โดยป้องกันสัญญาณรบกวนจากการทริกเกอร์สวิตช์เท็จ
9. การวนซ้ำของรอบ:
10. หลังจากเอาต์พุตเปลี่ยนเป็นระดับต่ำ ข้อเสนอแนะผ่าน R2 จะลดแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับขั้วอีกครั้ง โดยกำหนดเงื่อนไขสำหรับรอบการชาร์จและการปล่อย C1 อีกครั้ง รอบนี้จะทำซ้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคลื่นสี่เหลี่ยมที่เสถียรที่เอาต์พุต
11. การปรับความถี่:
12. สามารถปรับความถี่ของคลื่นสี่เหลี่ยมเอาต์พุตได้โดยการเปลี่ยนค่าความต้านทานของ RV1 การเพิ่มค่า RV1 จะเพิ่มค่าความต้านทานรวมในเส้นทางการชาร์จและการปล่อยของ C1 ซึ่งจะทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตอินเวิร์ตช้าลง จึงทำให้ความถี่ของคลื่นสี่เหลี่ยมเอาต์พุตลดลง

วงจรนี้ใช้การตั้งค่าแบบง่ายๆ โดยที่ตัวเก็บประจุจะชาร์จและคายประจุผ่านตัวต้านทานกลุ่มหนึ่ง และ LM358 op-amp ทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ที่สลับไปมาระหว่างสองสถานะ การตั้งค่านี้ช่วยสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่คงที่และสะอาด ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์หลายๆ ประเภท

การจำลองวงจร

สามารถจำลองวงจรได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ Proteus การจำลองวงจรด้านล่างนี้ให้ผลลัพธ์ที่สมบูรณ์แบบบนออสซิลโลสโคป คุณสามารถเปลี่ยนค่าตัวต้านทานเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นได้

คุณสามารถสร้างวงจรกำเนิดคลื่นสามเหลี่ยมโดยใช้เครื่องกำเนิดพัลส์ที่ใช้ IC 741 หรือ 741 ของ Op Amp และเพื่อดูรูปคลื่น คุณสามารถออกแบบออสซิลโลสโคปแบบ DIY ของคุณเอง ที่บ้านได้

‍