Generador de una onda triangular

Generador de una onda triangular

febrero 10, 2021 0 Por Guillermo Huerta

En la figura 10.14 se muestra un generador de onda triangular basado en un integrador y en un disparador de Schmitt. El integrador realiza la siguiente función.

Las formas de onda sinusoidal generadas en el circuito astable del artículo anterior anterior pueden convertirse en una onda triangular reemplazando la red RC por un integrador logrando un generador de onda triangular.

Al ser la salida del disparador Schmitt una onda cuadrada, Vi es constante durante un intervalo de tiempo, y la salida del integrador es una tensión con una pendiente es –VOH/RC o -VOL/RC, en función del estado del disparador. Durante T1 que se verifica que:

Similarmente, durante el intervalo T2

Generador de una onda triangular
Generador de una onda triangular

Otras Referencias de Generador de Señal Triangular

La onda triangular es un tipo de señal periódica que presenta unas velocidades de subida y bajada (Slew Rate) constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, es decir que, los tiempos de subida y bajada son iguales.

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Propiedades

La onda triangular tiene un contenido en armónicos muy bajo, lo que concuerda con su parecido a una onda senoidal. Tanto matemática como físicamente se puede obtener integrando en el tiempo una onda cuadrada: los niveles constantes alto y bajo de dicha onda se convierten en las pendientes (constantes) de los flancos de subida y bajada de la onda triangular.

Armónicos

Es posible aproximar la señal onda triangular con síntesis aditiva sumando los armónicos impares de la fundamental mientras se multiplican cada otros armónicos singulares por -1 (o, equivalente, cambiando su fase por π) y multiplicando la amplitud de los armónicos por uno sobre la raíz de su número modal , n, (la cual es equivalente a unos sobre el cuadrado de su frecuencia relativa a la fundamental).

Lo arriba expuesto puede ser descrito matemáticamente como lo siguiente:

{\displaystyle {\begin{aligned}x_{\mathrm {triangle} }(t)&{}=\sum _{i=0}^{N}(-1)^{i}n^{-2}\left(\sin[nt]\right)\end{aligned}}}

Donde N es el número de armónicos que se incluyen en la aproximación, t es la variable independiente (p.e. tiempo para ondas sonoras), y i es la etiqueta armónica que está relacionada con el número modal por 

{\displaystyle n=2i+1}.

Esta infinita Serie de Fourier converge en la señal onda triangular como N que tiende a infinito.

Aplicaciones

Las ondas triangulares tienen aplicaciones destacadas, tales como:

  • Generación de señales sinusoidales. Se generan ondas sinusoidales conformando la señal triangular con redes de resistencias y diodos. Es el método habitual para producir sinusoides en los generadores de funciones de baja frecuencia (hasta unos 10 MHz).
  • Generación de barridos. En los tubos de rayos catódicos, se aplican tensiones triangulares asimétricas (diente de sierra) a las placas deflectoras, en el caso de osciloscopios, o corrientes de la misma forma a las bobinas deflectoras, en el caso de monitores de televisión, pantallas de ordenador, etc.
  • Osciladores. Como la relación entre el tiempo y la amplitud de una onda triangular es lineal, resulta conveniente para realizar osciladores controlados por tensión, comparando su nivel con la tensión de control.