Ứng dụng sóng vuông trong công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm

Sóng vuông là gì?

Sóng vuông là một dạng sóng tuần hoàn xen kẽ giữa hai trạng thái và không có dạng hình sin. Trong sóng vuông lý tưởng, sự chuyển đổi giữa hai trạng thái là tức thời, nhưng trong thế giới thực thì điều này rõ ràng không phải như vậy và thời gian tăng và giảm rất được quan tâm.Mặc dù thuật ngữ sóng vuông được sử dụng cho nhiều dạng của dạng sóng hai trạng thái, nhưng nói một cách chính xác thì sóng vuông là một sóng vuông và có thời gian bằng nhau trên một trong hai trạng thái, tức là nó có tỷ lệ dấu trên không gian là 1: 1. Dạng sóng hình chữ nhật là dạng sóng hai trạng thái tuần hoàn có tỷ lệ dấu trên không gian không bằng nhau.

Dạng hình thù của sóng vuông

Sóng vuông có âm thanh xuyên hơn nhiều so với sóng sin. Điều này dẫn đến thực tế là nó có các cạnh sắc nét do các cạnh bình phương nhanh trên dạng sóng. Sóng vuông có nhiều hài âm và điều này mang lại cho nó một giai điệu khá thú vị từ quan điểm âm nhạc.

Các đặc điểm cơ bản của sóng vuông

Sóng vuông xuất hiện trong nhiều loại thiết kế mạch điện tử và các lĩnh vực khác của điện tử. Chúng đặc biệt phổ biến trong các mạch logic hoặc kỹ thuật số, nơi hệ thống xử lý dữ liệu kỹ thuật số và dạng sóng.

Có nhiều khía cạnh của sóng vuông thường cần được chỉ rõ.

Khoảng thời gian: Khoảng thời gian của sóng vuông là một trong những thông số quan trọng mô tả dạng sóng. Vì các đặc điểm chính của sóng vuông là các cạnh tăng và giảm, đây là các khu vực chính được sử dụng cho các điểm đánh dấu để xác định khoảng thời gian. Phép đo có thể được thực hiện từ một cạnh tăng này sang cạnh tiếp theo hoặc một cạnh giảm xuống cạnh tiếp theo.Cùng một điện áp kích hoạt được sử dụng hết chu kỳ này đến chu kỳ tiếp theo trong trường hợp có bất kỳ độ dốc nào trong các cạnh tăng hoặc giảm. Tuy nhiên đối với bất kỳ công cụ đo lường nào, điểm kích hoạt sẽ giống nhau từ lần đo này sang lần đo tiếp theo nên đây không phải là vấn đề.
Tần số: Giống như sóng hình sin, tần số của sóng vuông là số lần dạng sóng thay đổi trong một giây. Tần số từng được đo bằng chu kỳ trên giây, nhưng bây giờ đơn vị Hertz được sử dụng trong đó một Hertz bằng một chu kỳ trên giây.Nếu biết tần số của sóng vuông thì có thể tính được khoảng thời gian và ngược lại.

$f = \frac{1}{T}$

Tương tự bằng cách thao tác với phương trình, chúng ta có thể thấy rằng:

$T = \frac{1}{f}$

Trong đó:
f = tần số tính bằng Hz
T = khoảng thời gian của một chu kỳ tính bằng giây
Biên độ: Biên độ của sóng vuông có thể được xác định theo một trong số các cách. Rõ ràng là có thể đo và xác định điện áp của dạng sóng là điện áp đỉnh hoặc đỉnh tới đỉnh. Điều này có thể được sử dụng bởi sóng vuông đang được sử dụng với một hệ thống tương tự cùng với các dạng sóng khác như sóng sin hoặc các dạng sóng khác. Tuy nhiên sóng vuông được sử dụng rộng rãi nhất với các thiết kế kỹ thuật số cho các hệ thống điện tử hoặc các hệ thống logic khác. Với thiết kế kỹ thuật số, các giá trị cho trạng thái thấp và cao được quan tâm.Thông thường, trạng thái thấp là từ 0 V đến 0,4V và trạng thái cao là giữa 2V và đường ray cung cấp, thường là 5,0V cho TTL tiêu chuẩn. Các gia đình logic hiện đại hơn sử dụng điện áp thấp hơn nhiều, nhưng các nguyên tắc tương tự vẫn đúng, mặc dù điện áp sẽ hơi khác một chút.