Parasti oscilators ir elektroniska ierīce, ko izmanto, lai mainītu līdzstrāvas enerģiju maiņstrāvas enerģijā ar augstu frekvenci, kur frekvence svārstās no Hz līdz dažiem MHz. Oscilatoram nav nepieciešams nekāds ārējais signāla avots, piemēram, pastiprinātājam. Kopumā oscilatori ir pieejami divu veidu sinusoidāli un nesinusoidāli. Sinusoidālo oscilatoru radītās svārstības ir sinusoidālie viļņi, kas veidojas ar stabilu frekvenci un amplitūdu, turpretim svārstības, ko rada nesinusoidālās, ir sarežģītas viļņu formas, piemēram, trīsstūrveida, kvadrātviļņu un zāģzobu. Tātad šajā rakstā ir aplūkots pārskats par tranzistoru kā oscilatoru vai tranzistora oscilators – darbs ar aplikācijām.
Definējiet tranzistora oscilatoru
Ja tranzistors darbojas kā oscilators ar pareizu pozitīvu atgriezenisko saiti, to sauc par tranzistora oscilatoru. Šis oscilators nepārtraukti ģenerē neslāpētas svārstības jebkurai vēlamajai frekvencei, ja tam ir pareizi pievienotas tvertnes un atgriezeniskās saites ķēdes.
Tranzistora oscilatora shēmas shēma
Tranzistora oscilatora shēmas shēma ir parādīta zemāk. Izmantojot šo shēmu, mēs varam vienkārši izskaidrot, kā izmantot tranzistoru kā oscilatoru. Šī ķēde ir sadalīta trīs daļās, piemēram, tālāk.
Tvertnes ķēde
Tvertnes ķēde ģenerē svārstības, kas tiek mainītas ar tranzistoru, un ģenerē pastiprinātu izvadi kolektora pusē.
Pastiprinātāja ķēde
Šo ķēdi izmanto, lai pastiprinātu sīkās sinusoidālās svārstības, kas pieejamas bāzes emitētāja ķēdē, un izvade tiek ražota pastiprinātā formā.
Atsauksmes ķēde
Atgriezeniskās saites ķēde ir ļoti nozīmīga sadaļa šajā ķēdē, jo pastiprinātājam tā pastiprināšanai tvertnes ķēdē ir nepieciešama zināma enerģija. Tātad kolektora ķēdes enerģija tiek atgriezta bāzes ķēdē, izmantojot savstarpējās indukcijas fenomenu. Izmantojot šo ķēdi, enerģija tiek atgriezta no izejas uz ieeju.
Tranzistora kā oscilatora darbība
Iepriekš minētajā tranzistora oscilatora shēmā tranzistors tiek izmantots kā CE (kopējā emitētāja) ķēde, kur emitētājs ir kopīgs gan bāzes, gan kolektora spailēm. Starp emitētāja un bāzes ievades spailēm ir pievienota tvertnes ķēde. Tvertnes ķēdē induktors un kondensators ir paralēli savienoti, lai ķēdē radītu svārstības.
Sprieguma un lādiņa svārstību dēļ tvertnes ķēdē strāvas plūsma bāzes spailē svārstās, tāpēc bāzes strāvas novirze uz priekšu periodiski mainās, tad periodiski mainās arī kolektora strāva.
LC svārstībām ir sinusoidāls raksturs, tāpēc gan bāzes, gan kolektora strāvas sinusoidāli atšķiras. Kā parādīts diagrammā, ja strāva kolektora spailē sinusoidāli mainās, tad sasniegto izejas spriegumu var vienkārši uzrakstīt kā Ic RL. Šo izvadi uzskata par sinusoidālu izvadi.
Kad mēs uzzīmēsim grafiku starp laiku un izejas spriegumu, līkne būs sinusoidāla. Lai nodrošinātu nepārtrauktas svārstības tvertnes ķēdē, mums ir nepieciešama zināma enerģija. Bet šajā shēmā nav pieejams līdzstrāvas avots vai akumulators.
Tātad mēs savienojām L1 un L2 induktori kolektora un bāzes ķēdēs, izmantojot mīkstu dzelzs stieni. Tātad šis stienis savienos L2 induktors ar L1 induktors tā savstarpējās indukcijas dēļ. Daļa enerģijas kolektora ķēdē tiks savienota ar ķēdes pamatnes pusi. Tādējādi svārstības tvertnes ķēdē tiek uzturētas un nepārtraukti pastiprinātas.
Svārstību apstākļi
Tranzistora oscilatora ķēdei jāievēro sekojošais
- Cilpas fāzes nobīdei jābūt 0 un 360 grādiem.
- Cilpas pastiprinājumam jābūt >1.
- Ja vēlamā izeja ir sinusoidāls signāls, cilpas pastiprinājums > 1 ātri izraisīs o/p piesātinājumu abās viļņu formas virsotnēs un radīs nepieņemamus kropļojumus.
- Ja pastiprinātāja pastiprinājums ir> 100, tas liks oscilatoram ierobežot abus viļņu formas maksimumus. Lai izpildītu iepriekš minētos nosacījumus, oscilatora ķēdē jāiekļauj kāda veida pastiprinātājs, kā arī daļa no tā izejas, kas jāvada atpakaļ uz ieeju. Lai pārvarētu zudumus ievades ķēdē, mēs izmantojam atgriezeniskās saites ķēdi. Ja pastiprinātāja pastiprinājums ir <1, tad oscilatora ķēde nesvārstīsies un, ja tā ir > 1, tad ķēde svārstās un ģenerēs izkropļotus signālus.
Tranzistoru oscilatoru veidi
Ir pieejami dažādi oscilatoru veidi, taču katram oscilatoram ir viena un tā pati funkcija. Tātad tie rada nepārtrauktu neslāpētu izvadi. Taču tie mainās, piegādājot enerģiju oscilācijas vai tvertnes ķēdei, lai atbilstu frekvenču diapazoniem, kā arī zudumiem, kuros tie tiek izmantoti.
Tranzistoru oscilatori, kas izmanto LC ķēdes kā oscilācijas vai tvertnes ķēdes, ir ļoti populāri augstfrekvences izvadu radīšanai. Tālāk ir apskatīti dažādi tranzistoru oscilatoru veidi.
Hārtlija oscilators
Hārtlija oscilators ir viena veida elektroniskais oscilators, ko izmanto, lai noteiktu svārstību frekvenci, izmantojot noregulētu ķēdi. Šī oscilatora galvenā iezīme ir tāda, ka noregulētajā ķēdē ir viens kondensators, kas paralēli savienots caur diviem virknes induktoriem, un svārstībām nepieciešamais atgriezeniskās saites signāls tiek iegūts no divu induktoru centra savienojuma. Hārtlija oscilators ir piemērots svārstībām RF diapazonā līdz 30MHz. Lai uzzinātu vairāk par šo oscilatoru, noklikšķiniet šeit - Hārtlija oscilators.
Kristāla oscilators
Tranzistoru kristāla oscilators ir izmantojams dažādās elektronikas jomās, kā arī radio. Šiem oscilatoru veidiem ir galvenā loma, nodrošinot lētu CLK signālu, ko izmantot loģikas vai digitālajā shēmā. Citos piemēros šo oscilatoru var izmantot pastāvīga un precīza RF signāla avota nodrošināšanai. Tāpēc šos oscilatorus bieži izmanto radio amatieri vai radio šķiņķi radio raidītāju ķēdēs, kur tie var būt visefektīvākie. Lai uzzinātu vairāk par šo oscilatoru, noklikšķiniet šeit - kristāla oscilators.
Kolpita oscilators
Colpitts oscilators ir diezgan pretējs Hārtlija oscilatoram, izņemot to, ka induktori un kondensatori tvertnes ķēdē tiek aizstāti viens ar otru. Šāda veida oscilatoru galvenais ieguvums ir tas, ka ar mazāku savstarpējo un pašinduktivitāti tvertnes ķēdē tiek uzlabota oscilatora frekvences stabilitāte. Šis oscilators ģenerē ļoti augstas frekvences, pamatojoties uz sinusoidāliem signāliem. Šiem oscilatoriem ir augstfrekvences stabilitāte un tie var izturēt zemu un augstu temperatūru. Lai uzzinātu vairāk par šo oscilatoru, noklikšķiniet šeit - Kolpita oscilators
Vīnes tilta oscilators
Wien tilta oscilators ir audio frekvences oscilators, ko bieži izmanto tā nozīmīgo īpašību dēļ. Šāda veida oscilatori ir brīvi no svārstībām, kā arī no ķēdes apkārtējās vides temperatūras. Šāda veida oscilatoru galvenā priekšrocība ir tā, ka frekvence tiek mainīta no 10Hz uz 1MHz diapazonu. Tātad šī oscilatora ķēde nodrošina labu frekvences stabilitāti. Lai uzzinātu vairāk par šo oscilatoru, noklikšķiniet šeit - Vīnes tilta oscilators.
Fāzes maiņas oscilators
RC fāzes nobīdes oscilators ir viena veida oscilators visur, kur tiek izmantots vienkāršs RC tīkls, lai nodrošinātu nepieciešamo fāzes nobīdi pret atgriezeniskās saites signālu. Līdzīgi kā Hartley & Colpitts oscilators, šis oscilators izmanto LC tīklu, lai nodrošinātu nepieciešamo pozitīvu atgriezenisko saiti. Šim oscilatoram ir izcila frekvences stabilitāte, un tas rada tīrus sinusoidālos viļņus plašā slodžu diapazonā. Lai uzzinātu vairāk par šo oscilatoru, noklikšķiniet šeit - RC fāzes nobīdes oscilators
Dažādu tranzistoru oscilatoru frekvenču diapazoni ir:
- Vīnes tilts (1Hz līdz 1MHz),
- fāzes nobīdes oscilators (1Hz līdz 10MHz),
- Hārtlija oscilators (10kHz līdz 100MHz),
- Kolpits (10kHz līdz 100MHz) un
- negatīvās pretestības oscilators >100MHz
Tranzistoru oscilators, izmantojot rezonanses ķēdi
Tranzistora oscilators, kas izmanto rezonanses ķēdi, kurā ir induktors un kondensators virknē, radīs frekvences svārstības. Ja induktors tiek dubultots un kondensators tiks mainīts uz 4C, tad frekvenci nosaka
Iepriekš minētā frekvences izteiksme tiek izmantota LC svārstību frekvencei virknes LC ķēdē. Pēc tam, atrodot divas frekvences, piemēram, f1 un f2 attiecību, un aizstājot izmaiņas induktivitātes un kapacitātes vērtībās, “f2” frekvenci var atrast kā “f1”.
Divu frekvenču (f1 un f2) attiecība
Šeit “L” tiek dubultots un “C” tiek mainīts uz 4C
Aizstājiet šīs vērtības iepriekš minētajā vienādojumā, tad mēs varam iegūt
Ja mēs atrodam “f2” frekvenci attiecībā uz “f1” frekvenci, mēs varam iegūt šādu vienādojumu 
Lietojumprogrammas
The tranzistora kā oscilatora pielietojumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Tranzistora oscilatoru izmanto, lai radītu pastāvīgas neslāpētas svārstības jebkurai vēlamajai frekvencei, ja tam ir pareizi pievienotas svārstību un atgriezeniskās saites ķēdes.
- Wien tilta oscilatoru plaši izmanto audio testēšanā, jaudas pastiprinātāju kropļojumu testēšanā un arī maiņstrāvas tilta ierosmei.
- Hārtlija oscilatoru izmanto radio uztvērējos.
- Kolpita oscilatoru izmanto, lai ģenerētu sinusoidālus izejas signālus ar ārkārtīgi augstām frekvencēm.
- Tos plaši izmanto instrumentos, datoros, modemos, digitālajās sistēmās, jūras, fāzes bloķēšanas cilpas sistēmās, sensoros, diskdziņos un telekomunikācijās.
Tādējādi tas viss ir par tranzistora pārskats oscilators – veidi un to pielietojumi. Šeit ir jautājums jums, kāda ir oscilatora funkcija?
