Meten Elektronische golven: golfvormen te zien op een oscilloscoop - dummies

Er zijn vier basistypen golfvormen waarover je zult stoten en opnieuw als je met elektronische schakelingen werkt. Golfvormen zijn de karakteristieke patronen die oscilloscoopsporen gewoonlijk nemen. Deze patronen geven aan hoe de spanning in het signaal verandert in de loop van de tijd - stijgt en daalt langzaam of snel, is de spanning stabiel of onregelmatig, enzovoort.

Ze hebben vier soorten golfvormen:

• Sinusgolf: De spanning neemt toe en af ​​in een gestage curve. Als je je trigonometriefles van de middelbare school onthoudt, herinner je je misschien een trig-functie genaamd sine , die te maken heeft met hoeken gemeten in rechter driehoeken.

  Weinig mensen willen teruggaan naar trigonometrie op de middelbare school, dus dat is alles wat ik ga zeggen over de wiskunde achter sinusgolven. Het volstaat echter te zeggen dat sinusgolven overal in de natuur te vinden zijn. Sinusgolven kunnen bijvoorbeeld worden gevonden in geluidsgolven, lichtgolven, oceaangolven - zelfs het stuiteren van een slinky is een sinusgolf.

  En, belangrijker nog, vanuit het oogpunt van elektronica, is de wisselstroomspanning die wordt aangeboden in het openbare elektriciteitsnet in de vorm van een sinusgolf. In een sinusgolf met wisselstroom neemt de spanning gestaag toe totdat een piekspanning wordt bereikt. Vervolgens begint de spanning af te nemen totdat deze nul bereikt. Op dat moment wordt de spanning negatief, waardoor de stroom in omgekeerde richting gaat.

  Zodra het negatief is, blijft de spanning veranderen totdat deze zijn piek negatieve spanning bereikt, en dan begint hij te stijgen totdat hij weer nul bereikt. De spanning wordt dan positief, de stroom keert om en de sinusgolfcyclus wordt herhaald.

  Het aantal keren dat een sinusgolf (of welke andere golf dan ook) zichzelf herhaalt, wordt zijn frequentie genoemd. De frequentie wordt gemeten in eenheden met de naam hertz , afgekort Hz . De wisselstroom die beschikbaar is via een standaard stopcontact, verandert zestig keer per seconde. Dus de frequentie van huishoudelijke wisselstroom is 60 Hz.

  De meeste golfvormen in elektronische circuits hebben een veel hogere frequentie dan huishoudelijke wisselstroom, meestal in het bereik van enkele duizenden hertz ( kilohertz, of kHz ) of miljoenen hertz ( megahertz of MHz ).

  

• Vierkante golf: Vertegenwoordigt een signaal waarbij een spanning eenvoudig wordt ingeschakeld, een tijdje blijft staan, wordt uitgeschakeld, een tijdje blijft staan ​​en zich vervolgens herhaalt.De grafiek van zo'n golf toont scherpe, haakse bochten, daarom heet het een blokgolf.

  In de praktijk blijken de meeste circuits die proberen om vierkante golven te maken hun werk niet perfect te doen. Het gevolg is dat de spanning vrijwel nooit direct optreedt en vrijwel nooit helemaal wordt uitgeschakeld. De verticale delen van de blokgolf zijn dus niet echt verticaal in de echte wereld.

  Bovendien overschrijdt de initiële spanning soms een klein beetje boven de doelspanning, dus de initiële verticale opname gaat een beetje te hoog gedurende een zeer kort moment en regelt vervolgens de juiste spanning.

  Vierkante golven worden in veel elektronische schakelingen gevonden.

• Driehoeksgolf: Het voltage neemt toe in een rechte lijn totdat het een piekwaarde bereikt, en vervolgens neemt het af in een rechte lijn. Als de spanning nul bereikt en dan weer begint te stijgen, is de driehoeksgolf een vorm van gelijkstroom. Als de spanning nul passeert en negatief wordt voordat deze weer begint te stijgen, is de driehoeksgolf een vorm van wisselstroom.

• Zaagtandgolf: Deze is een hybride van een driehoeksgolf en een blokgolf. Bij de meeste zaagtandgolven neemt de spanning in een rechte lijn toe totdat deze zijn piekspanning bereikt, en dan daalt de spanning direct (of zo dicht mogelijk bij direct als mogelijk) tot nul en wordt onmiddellijk herhaald.