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2025-10-17T14:43:46Z

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Ein '''Rechteckgenerator''' ist eine [[elektronische Schaltung]] zur Erzeugung einer rechteckigen [[Schwingung]] (siehe [[Rechteckschwingung]]). Die Bezeichnung wird sowohl für Geräte als auch für Schaltungsteile beziehungsweise [[Baugruppe#Elektronische Baugruppe|Elektronik-Baugruppen]] verwendet. Rechteckgeneratoren gehören zur Gruppe der [[Signalgenerator]]en.

== Merkmale ==
Rechteckgeneratoren sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
* [[Frequenz]] bzw. [[Periode (Physik)|Periodendauer]] und deren Konstanz (siehe auch [[Jitter]])
* [[Tastgrad]] ({{enS|duty cycle}}), oft einstellbar oder veränderlich
* [[Flankensteilheit]]; für [[Messtechnik|Mess]]zwecke und in [[Digitaltechnik|Digital]]<nowiki />schaltungen sind oft [[Anstiegs- und Abfallzeit]]en im Sub-Nanosekundenbereich erforderlich
* Oberer und unterer Pegel (bei Laborgeräten oft unabhängig voneinander einstellbar, bei Digitalschaltungen idealerweise der [[masse (Elektronik)|Masse]]- und der Betriebs[[Elektrische Spannung|spannung]]s-Pegel)
* Bei Laborgeräten der [[Ausgangswiderstand]] bzw. die Quell[[impedanz]] (oft 50 [[Ohm]], um das Rechtecksignal verzerrungsarm über [[Koaxialleitung]]en übertragen zu können)

== Anwendung ==
; Laborgeräte
* Speisung [[Analogtechnik|analoger]] und digitaler Schaltungen zu Testzwecken
* Erzeugung von Impulsfolgen mit definierter Frequenz, Pegeln und Tastgrad
* Justage von [[Frequenzgang]]-[[Kompensation (Technik)|kompensierten]] [[Spannungsteiler]]n in [[Tastkopf|Tastköpfen]]
; Elektronische Schaltungen (Beispiele)
* Bestandteil von [[Sensor]]en, [[Schaltregler]]n und [[Schaltnetzteil]]en zur Darstellung, [[Regelungstechnik|Regelung]] oder Veränderung einer analogen Größe (z. B. [[Temperatur]], Ausgangsspannung, [[Beleuchtungsstärke]]) anhand der Frequenz oder des Tastgrads
* meist [[Schwingquarz|Quarz]]-gesteuerter [[Taktgenerator]] für [[Quarzuhr]]en, [[Prozessor]]en und [[Mikrocontroller]] (siehe [[Quarzoszillator]])
* Signalgeneratoren für optische oder akustische [[Anzeige (Technik)#Elektrische und elektronische Anzeigen|Anzeige]]n
* [[Impulsgenerator (Elektronik)|Impulsgenerator]]en unter anderem in [[Radargerät]]en und Laser-Entfernungsmessgeräten

== Beispiel ==
[[Bild:Oszi 555-1-Pfade.svg|mini|300px|right|Rechteckgenerator mit [[NE555]]]]
Die nebenstehende Schaltung ist ein Rechteckgenerator ([[Kippschwinger]], [[Astabile Kippstufe|astabiler Multivibrator]]) für Frequenzen im Bereich von etwa 0,1 [[Hertz (Einheit)|Hz]] bis 500 kHz. Die erzeugte Frequenz ist etwa 1 % stabil und kann durch Wahl von ''C'' und ''R'' beziehungsweise mit dem [[Potentiometer]] stark variiert werden. Die Schaltung arbeitet mit dem [[Timer]]-Baustein [[NE555]]. Die Funktion lässt sich folgendermaßen beschreiben: Solange die Spannung am [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]] ''C'' kleiner ist als {{Bruch|2|3}} (66 %) der Betriebsspannung, wird er über den [[Elektrischer Widerstand|elektrischen Widerstand]] ''R'' (= [[Reihenschaltung]] von Potentiometer und 1-kOhm-[[Widerstand (Bauelement)|Widerstand]]) aufgeladen. Die Ausgangsspannung an Pin 3 ist während dieser Zeit etwa die Betriebsspannung. Wird der 66-%-Wert überschritten, kippt intern ein [[Flipflop]], die Ausgangsspannung sinkt auf 0 [[Volt]] und der Kondensator ''C'' wird über ''R'' entladen. Sobald {{Bruch|3}} (33 %) der Betriebsspannung unterschritten werden, kippt das Flipflop in den ursprünglichen Zustand und der Ablauf beginnt von vorn. Die Spannung am Kondensator ''C'' hat annähernd die Form eines [[Kippschwingung|Dreiecks]].

Mit einem Potentiometer von 20 kOhm lässt sich die erzeugte Frequenz etwa im Verhältnis 1:20 ändern. Sie ist [[Reziproke Proportionalität|umgekehrt proportional]] zur [[Elektrische Kapazität|Kapazität]] ''C'' und zum Widerstand ''R''.
Der NE555 stellt die Schaltschwellen von {{Bruch|3}} und {{Bruch|2|3}} intern mit einem Spannungsteiler aus drei Widerständen bereit. Einer der Verbindungspunkte ist herausgeführt (Pin 5). Durch eine Änderung der Spannung an Pin 5 (unbeschaltet: {{Bruch|2|3}} der Betriebsspannung) kann man die Frequenz elektronisch ändern ([[spannungsgesteuerter Oszillator]]). Durch eine [[Wechselspannung]] an diesem Anschluss kann man eine [[Frequenzmodulation]] erzielen („[[Kojak – Einsatz in Manhattan|Kojak]]-Sirene“).

[[Kategorie:Elektrischer Oszillator]]

Rechteckgenerator - Versionsgeschichte

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