Rechteckgeneratoren (REG)
Rechteckgeneratoren braucht man als Tongenerator,
Blinker, Intervallschalter, zur Energiedrosselung in Strom- und
Spannungswandlern bzw.
Wechselrichtern und vieles mehr.
Ein Rechteckgenerator ist ein rückgekoppelter Verstärker mit phasenmäßig voreilender
Mitkopplung bzw. nacheilender Gegenkopplung oder beides.
Phasenmäßig voreilende Spannungen werden dabei von
Hochpässen erzeugt, nacheilende von Tiefpässen.
Eine
Rechteckschwingung
kennt theoretisch nur die Zustände "Ein"
und "Aus". Jene ist gekennzeichnet durch den Tastgrad
(theoretisch 0...1), die Frequenz und die Flankensteilheit. Bei Bedarf kann man den Tastgrad einstellbar machen. Bei mittlerer Einstellung ist t=0,5 typisch. Mit NF-Transistoren lassen
sich brauchbare Rechteckschwingungen von 1mHz bis 100kHz
erzeugen. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Typen von
REG,
nämlich solche mit komplementären (z.B. NPN+PNP) oder gleichartigen
Transistoren.
Häufig werden REG auch mit CMOS-Gattern, mit denen sehr hohe
Frequenzen erreicht werden können, oder dem sehr
populären Timer-IC 555
gebaut. Ein diskreter Aufbau bietet aber großen
Entwicklungsspielraum für Betriebsspannung,
Ausgangsstrom und Energieverbrauch.
Die mathematische Entwicklung einer Rechteckschwingung, genannt
Fouriersynthese, erzeugt Umschaltspitzen. Diese gehen auch nicht durch
beliebig viele Therme der Gleichung weg, sondern sie verschwinden in der Natur erst
durch einen Tiefpaß, welcher sich bei Rechteckgeneratoren
sowieso durch
die endliche Übertragungsbandbreite ergibt.