Yleensä oskillaattori on elektroninen laite, jota käytetään DC-energian muuttamiseksi AC-energiaksi korkealla taajuudella, jossa taajuus vaihtelee Hz:stä muutamiin MHz:iin. Oskillaattori ei tarvitse ulkopuolista signaalilähdettä, kuten vahvistin. Yleisesti, oskillaattorit on saatavana kahta tyyppiä sinimuotoisena ja ei-sinimuotoisena. Sinimuotoisten oskillaattorien synnyttämät värähtelyt ovat siniaaltoja, jotka on muodostettu vakaalla taajuudella ja amplitudilla, kun taas ei-sinimuotoisten värähtelyt ovat monimutkaisia aaltomuotoja, kuten kolmio-, neliöaalto- ja sahahammas. Joten tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta transistorista oskillaattorina tai transistorioskillaattori – sovellusten parissa työskenteleminen.
Määrittele transistorioskillaattori
Kun transistori toimii oskillaattorina, jolla on oikea positiivinen takaisinkytkentä, sitä kutsutaan transistorioskillaattoriksi. Tämä oskillaattori tuottaa vaimentamattomia värähtelyjä jatkuvasti millä tahansa halutulla taajuudella, jos säiliö- ja takaisinkytkentäpiirit on kytketty siihen oikein.
Transistorioskillaattorin piirikaavio
Transistorioskillaattorin piirikaavio on esitetty alla. Käyttämällä tätä piiriä voimme yksinkertaisesti selittää, kuinka transistoria käytetään oskillaattorina. Tämä piiri on jaettu kolmeen osaan, kuten seuraava.
Tankin piiri
Säiliöpiiri synnyttää värähtelyjä, jotka muuttuvat transistorin mukana ja muodostaa vahvistetun lähdön kollektorin puolella.
Vahvistinpiiri
Tätä piiriä käytetään vahvistamaan pieniä sinimuotoisia värähtelyjä, jotka ovat käytettävissä kanta-emitteripiirissä, ja ulostulo tuotetaan vahvistetussa muodossa.
Palautepiiri
Takaisinkytkentäpiiri on erittäin tärkeä osa tässä piirissä, koska vahvistimelle se vaatii jonkin verran energiaa vahvistaakseen säiliöpiirissä. Joten kollektoripiirin energia syötetään takaisin peruspiiriin käyttämällä Mutual-induktioilmiötä. Tätä piiriä käyttämällä energia syötetään takaisin lähdöstä sisääntuloon.
Transistorin toiminta oskillaattorina
Yllä olevassa transistorioskillaattoripiirissä transistoria käytetään CE (common emitter) -piirinä, jossa emitteri on yhteinen sekä kanta- että kollektoriliittimille. Emitterin ja tukiaseman tuloliittimien väliin on kytketty säiliöpiiri. Säiliöpiirissä induktori ja kondensaattori on kytketty rinnakkain värähtelyjen tuottamiseksi piirissä.
Säiliöpiirin jännitteen ja varauksen heilahtelujen vuoksi virran virtaus kantapään liittimessä vaihtelee, joten perusvirran esijännitys muuttuu ajoittain, jolloin myös kollektorivirta muuttuu ajoittain.
LC-värähtelyt ovat luonteeltaan sinimuotoisia, joten sekä kanta- että kollektorivirrat vaihtelevat sinimuotoisesti. Kuten kaaviosta näkyy, jos virta kollektoriliittimessä muuttuu sinimuotoisesti, saavutettu lähtöjännite voidaan yksinkertaisesti kirjoittaa muodossa Ic RL. Tätä lähtöä pidetään sinimuotoisena ulostulona.
Kun piirrämme kaavion ajan ja lähtöjännitteen välille, käyrä on sinimuotoinen. Tarvitsemme jonkin verran energiaa saadaksemme värähtelyjä jatkuvasti säiliön piirissä. Mutta tässä piirissä ei ole saatavilla tasavirtalähdettä tai akkua.
Joten liitimme L1:n ja L2:n induktorit kollektori- ja pohjapiireissä käyttämällä pehmeää rautaa. Joten tämä sauva yhdistää L2 induktorin L1 induktoriin sen keskinäisen induktion vuoksi. Osa kollektoripiirin energiasta kytketään piirin pohjapuolelle. Siten värähtely säiliöpiirin sisällä säilyy ja vahvistuu jatkuvasti.
Värähtelyolosuhteet
Transistorioskillaattoripiirin on noudatettava seuraavaa
- Silmukan vaihesiirron tulee olla 0 & 360 astetta.
- Silmukan vahvistuksen on oltava >1.
- Jos sinimuotoinen signaali on edullinen lähtö, silmukan vahvistus > 1 saa nopeasti o/p:n kyllästymään molemmissa aaltomuodon huipuissa ja synnyttää kelpaamattomia vääristymiä.
- Jos vahvistimen vahvistus on >100, se saa oskillaattorin rajoittamaan molempia aaltomuotohuippuja. Yllä olevien ehtojen täyttämiseksi oskillaattoripiirin tulisi sisältää jonkin tyyppinen vahvistin sekä osa sen lähdöstä, joka tulee syöttää takaisin tuloon. Hyödynnämme takaisinkytkentäpiiriä tulopiirin häviöiden voittamiseksi. Jos vahvistimen vahvistus on <1, oskillaattoripiiri ei värähtele ja jos se on > 1, piiri värähtelee ja tuottaa vääristyneitä signaaleja.
Transistorioskillaattorityypit
Oskillaattorit ovat erilaisia, mutta jokaisella oskillaattorilla on sama toiminto. Joten ne tuottavat jatkuvaa vaimentamatonta tehoa. Mutta ne muuttuvat syöttäessään energiaa värähtelevään tai säiliöpiiriin vastaamaan taajuusalueita sekä häviöitä, joilla niitä käytetään.
Transistorioskillaattorit, jotka käyttävät LC-piirejä värähtely- tai säiliöpiireinä, ovat erittäin suosittuja korkeataajuisten lähtöjen tuottamisessa. Alla käsitellään erilaisia transistorioskillaattorityyppejä.
Hartley Oskillaattori
Hartley-oskillaattori on eräänlainen elektroninen oskillaattori, jota käytetään värähtelytaajuuden määrittämiseen viritetyn piirin kautta. Tämän oskillaattorin pääominaisuus on, että viritetty piiri sisältää yhden kondensaattorin, joka on kytketty rinnan kahden induktorin kautta sarjaan ja värähtelyyn tarvittava takaisinkytkentäsignaali saadaan kahden induktorin keskikytkennästä. Hartley-oskillaattori soveltuu värähtelyihin RF-alueella aina 30 MHz:iin asti. Saat lisätietoja tästä oskillaattorista napsauttamalla tätä - Hartley oskillaattori.
Kristallioskillaattori
Transistorikideoskillaattori soveltuu elektroniikan ja radion eri osa-alueille. Tämän tyyppisillä oskillaattorilla on keskeinen rooli halvan CLK-signaalin tarjoamisessa käytettäväksi logiikassa tai digitaalisessa piirissä. Muissa esimerkeissä tätä oskillaattoria voidaan käyttää tarjoamaan vakio ja tarkka RF-signaalilähde. Siksi radioamatöörit tai radiohams käyttävät usein näitä oskillaattoreita radiolähetinpiireissä, missä ne voivat olla tehokkaimpia. Saat lisätietoja tästä oskillaattorista napsauttamalla tätä - kristallioskillaattori.
Colpittin oskillaattori
Colpitts-oskillaattori on täysin päinvastainen kuin Hartley-oskillaattori, paitsi että induktorit ja kondensaattorit korvataan keskenään säiliön piirissä. Tämän tyyppisen oskillaattorin tärkein etu on, että oskillaattorin taajuuden vakaus paranee, kun säiliöpiirin keskinäinen ja itseinduktanssi vähenee. Tämä oskillaattori tuottaa erittäin korkeita taajuuksia sinimuotoisten signaalien perusteella. Näillä oskillaattorilla on korkeataajuinen vakaus ja ne kestävät alhaisia ja korkeita lämpötiloja. Saat lisätietoja tästä oskillaattorista napsauttamalla tätä - Colpitts oskillaattori
Wienin sillan oskillaattori
Wien-siltaoskillaattori on äänitaajuusoskillaattori, jota käytetään usein merkittävien ominaisuuksiensa vuoksi. Tämän tyyppisessä oskillaattorissa ei ole vaihteluita eikä piirin ympäristön lämpötilaa. Tämän tyyppisen oskillaattorin tärkein etu on, että taajuutta muutetaan 10Hz:stä 1MHz:iin. Joten tämä oskillaattoripiiri antaa hyvän taajuuden vakauden. Saat lisätietoja tästä oskillaattorista napsauttamalla tätä - Wienin siltaoskillaattori.
Vaiheensiirtooskillaattori
RC-vaihesiirtooskillaattori on eräänlainen oskillaattori, jossa käytetään yksinkertaista RC-verkkoa tarvittavan vaihesiirron aikaansaamiseksi takaisinkytkentäsignaalia kohti. Kuten Hartley & Colpitts -oskillaattori, tämä oskillaattori käyttää LC-verkkoa tarvittavan positiivisen palautteen saamiseksi. Tällä oskillaattorilla on erinomainen taajuuden vakaus ja se tuottaa puhtaita siniaaltoja laajalla kuormitusalueella. Saat lisätietoja tästä oskillaattorista napsauttamalla tätä - RC-vaihesiirtooskillaattori
Erilaisten transistorioskillaattorien taajuusalueet ovat:
- wien-silta (1Hz - 1MHz),
- vaihesiirtooskillaattori (1Hz - 10MHz),
- Hartley-oskillaattori (10kHz - 100MHz),
- Colpitts (10kHz - 100MHz) &
- negatiivinen resistanssi oskillaattori >100MHz
Transistorioskillaattori käyttäen resonanssipiiriä
Transistorioskillaattori, joka käyttää resonanssipiiriä, joka sisältää induktorin ja kondensaattorin sarjassa, tuottaa taajuusvärähtelyjä. Jos kela kaksinkertaistuu ja kondensaattori muutetaan 4C:ksi, taajuus on annettu
Yllä olevaa taajuuslauseketta käytetään LC-värähtelyjen taajuudelle sarja-LC-piirissä. Sen jälkeen, kun löydetään kaksi taajuutta, kuten f1- ja f2-suhde, ja korvataan muutokset induktanssi- ja kapasitanssiarvoissa, 'f2'-taajuus voidaan löytää 'f1'-arvona.
Kahden taajuuden (f1 ja f2) suhde
Tässä 'L' kaksinkertaistuu ja 'C' muutetaan 4C:ksi
Korvaa nämä arvot yllä olevassa yhtälössä, niin voimme saada
Jos löydämme 'f2'-taajuuden 'f1'-taajuudella, voimme saada seuraavan yhtälön 
Sovellukset
The transistorin sovellukset oskillaattorina Sisällytä seuraavat.
- Transistorioskillaattoria käytetään tuottamaan jatkuvia vaimentamattomia värähtelyjä mille tahansa halutulle taajuudelle, jos värähtely- ja takaisinkytkentäpiirit on kytketty oikein siihen.
- Wien-siltaoskillaattoria käytetään paljon audiotestauksessa, tehovahvistimien särötestauksessa ja sitä käytetään myös AC-sillan herättämiseen.
- Hartley-oskillaattoria käytetään radiovastaanottimissa.
- Colpittin oskillaattoria käytetään tuottamaan sinimuotoisia lähtösignaaleja erittäin korkeilla taajuuksilla.
- Näitä käytetään laajasti instrumenteissa, tietokoneissa, modeemeissa, digitaalisissa järjestelmissä, merenkulussa, vaihelukittuissa silmukkajärjestelmissä, antureissa, levyasemissa ja tietoliikenteessä.
Tästä siis kaikesta on kyse yleiskatsaus transistoreista oskillaattori – tyypit ja niiden sovellukset. Tässä on kysymys sinulle, mikä on oskillaattorin tehtävä?
