Općenito, oscilator je elektronički uređaj koji se koristi za promjenu istosmjerne energije u izmjeničnu energiju visoke frekvencije gdje se frekvencija kreće od Hz do nekih MHz. Oscilator ne treba nikakav vanjski izvor signala, poput pojačala. općenito, oscilatori dostupni su u dvije vrste sinusoidni i nesinusoidalni. Oscilacije koje generiraju sinusoidni oscilatori su sinusni valovi formirani sa stabilnom frekvencijom i amplitudom, dok su oscilacije koje generiraju nesinusoidni složeni valni oblici poput trokutastog, kvadratnog vala i pilastog. Dakle, ovaj članak raspravlja o pregledu tranzistora kao oscilatora ili tranzistorski oscilator – rad s aplikacijama.
Definirajte tranzistorski oscilator
Kada tranzistor djeluje kao oscilator s odgovarajućom pozitivnom povratnom spregom, tada je poznat kao tranzistorski oscilator. Ovaj oscilator kontinuirano generira neprigušene oscilacije za bilo koju željenu frekvenciju ako su spremnik i povratni krugovi pravilno spojeni na njega.
Dijagram strujnog kruga tranzistorskog oscilatora
Dijagram strujnog kruga tranzistorskog oscilatora prikazan je u nastavku. Koristeći ovaj sklop, možemo jednostavno objasniti kako koristiti tranzistor kao oscilator. Ovaj krug je podijeljen u tri dijela kao što je sljedeće.
Krug spremnika
Krug spremnika generira oscilacije koje se mijenjaju s tranzistorom i generira pojačani izlaz unutar kolektorske strane.
Krug pojačala
Ovaj krug se koristi za pojačavanje sićušnih sinusoidnih oscilacija dostupnih unutar kruga baza-emiter i izlaz se proizvodi u pojačanom obliku.
Krug povratne veze
Povratni krug je vrlo značajan dio u ovom krugu jer, za pojačalo, zahtijeva nešto energije za pojačanje u krugu spremnika. Dakle, energija kolektorskog kruga vraća se natrag u osnovni krug pomoću fenomena uzajamne indukcije. Korištenjem ovog kruga, energija se vraća s izlaza na ulaz.
Rad tranzistora kao oscilatora
U gornjem tranzistorskom oscilatorskom krugu, tranzistor se koristi kao CE (zajednički emiter) krug gdje je emiter zajednički za terminale baze i kolektora. Između ulaznih terminala emitera i baze spojen je krug spremnika. U krugu spremnika, induktor i kondenzator su paralelno povezani kako bi generirali oscilacije unutar kruga.
Zbog oscilacija napona i naboja unutar kruga spremnika, tok struje na terminalu baze fluktuira, tako da se prednapon struje baze povremeno mijenja, a zatim se povremeno mijenja i struja kolektora.
LC oscilacije su sinusoidalne prirode tako da i baza i struja kolektora sinusoidno variraju. Kao što je prikazano na dijagramu, ako se struja na terminalu kolektora sinusoidno mijenja, tada se postignuti izlazni napon može jednostavno napisati kao Ic RL. Ovaj izlaz se smatra sinusoidnim izlazom.
Nakon što nacrtamo graf između vremena i izlaznog napona tada će krivulja biti sinusoidalna. Za kontinuirano osciliranje unutar kruga spremnika potrebna nam je određena energija. Ali u ovom krugu nema izvora istosmjerne struje niti baterije.
Tako smo spojili L1 i L2 induktori unutar krugova kolektora i baze pomoću šipke od mekog željeza. Dakle, ova šipka će povezati induktor L2 s induktorom L1 zbog međusobne indukcije. Dio energije unutar kolektorskog kruga bit će spojen na stranu baze kruga. Stoga se oscilacija unutar kruga spremnika kontinuirano održava i pojačava.
Uvjeti osciliranja
Krug tranzistorskog oscilatora mora slijediti sljedeće
- Fazni pomak petlje trebao bi biti 0 & 360 stupnjeva.
- Dobitak petlje mora biti >1.
- Ako je sinusoidalni signal preferirani izlaz, tada će pojačanje petlje > 1 brzo uzrokovati zasićenje o/p na oba vrha valnog oblika i generirati neprihvatljivo izobličenje.
- Ako je pojačanje pojačala >100, tada će oscilator ograničiti oba vrha valnog oblika. Da bi se ispunili gornji uvjeti, oscilatorni krug treba sadržavati neku vrstu pojačala, kao i dio njegovog izlaza, koji se treba vratiti na ulaz. Da bismo prevladali gubitke unutar ulaznog kruga, koristimo povratni krug. Ako je pojačanje pojačala <1, oscilatorski krug neće oscilirati, a ako je > 1, krug će oscilirati i generirati izobličene signale.
Vrste tranzistorskih oscilatora
Dostupne su različite vrste oscilatora, ali svaki oscilator ima istu funkciju. Stoga generiraju kontinuirani neprigušeni izlaz. No, oni mijenjaju opskrbu energijom oscilatornog ili spremničkog kruga kako bi zadovoljili frekvencijske raspone kao i gubitke preko kojih se koriste.
Tranzistorski oscilatori koji koriste LC krugove kao svoje oscilatorne ili tank krugove iznimno su popularni za proizvodnju visokofrekventnih izlaza. U nastavku se raspravlja o različitim tipovima tranzistorskih oscilatora.
Hartleyjev oscilator
Hartleyjev oscilator je jedna vrsta elektroničkog oscilatora koji se koristi za određivanje frekvencije osciliranja kroz podešeni krug. Glavna značajka ovog oscilatora je da podešeni krug uključuje jedan kondenzator spojen paralelno kroz dva induktora u seriju, a povratni signal potreban za oscilaciju dobiva se iz središnje veze dvaju induktora. Hartley oscilator je prikladan za oscilacije u RF području do 30MHz. Za više informacija o ovom oscilatoru kliknite ovdje – Hartleyev oscilator.
Kristalni oscilator
Tranzistorski kristalni oscilator primjenjiv je u različitim područjima elektronike kao i radija. Ovi tipovi oscilatora igraju ključnu ulogu u pružanju jeftinog CLK signala za korištenje u logičkom ili digitalnom krugu. U drugim primjerima, ovaj oscilator se može koristiti za osiguravanje stalnog i preciznog izvora RF signala. Stoga ove oscilatore često koriste radioamateri ili radioamateri unutar krugova radio odašiljača, gdje god mogu biti najučinkovitiji. Za više informacija o ovom oscilatoru kliknite ovdje – kristalni oscilator.
Colpittov oscilator
Colpittsov oscilator sasvim je suprotan Hartleyjevom oscilatoru osim što su induktori i kondenzatori međusobno zamijenjeni unutar kruga spremnika. Glavna prednost ove vrste oscilatora je da se manjom međusobnom i samoinduktivnošću u krugu spremnika poboljšava stabilnost frekvencije oscilatora. Ovaj oscilator generira vrlo visoke frekvencije na temelju sinusoidalnih signala. Ovi oscilatori imaju visokofrekventnu stabilnost i mogu izdržati niske i visoke temperature. Za više informacija o ovom oscilatoru kliknite ovdje – Colpittsov oscilator
Oscilator Bečkog mosta
Wien bridge oscilator je audiofrekvencijski oscilator koji se često koristi zbog svojih značajnih karakteristika. Ova vrsta oscilatora je bez fluktuacija, kao i temperature okoline kruga. Glavna prednost ove vrste oscilatora je da se frekvencija mijenja s 10Hz na 1MHz. Dakle, ovaj oscilatorni krug daje dobru stabilnost frekvencije. Za više informacija o ovom oscilatoru kliknite ovdje – Oscilator Bečkog mosta.
Oscilator faznog pomaka
RC oscilator faznog pomaka jedna je vrsta oscilatora gdje god se koristi jednostavna RC mreža za osiguravanje potrebnog faznog pomaka prema povratnom signalu. Slično Hartley & Colpitts oscilatoru, ovaj oscilator koristi LC mrežu za pružanje potrebne pozitivne povratne sprege. Ovaj oscilator ima izvanrednu stabilnost frekvencije i generira čiste sinusne valove u širokom rasponu opterećenja. Za više informacija o ovom oscilatoru kliknite ovdje – RC oscilator faznog pomaka
Frekvencijska područja različitih tranzistorskih oscilatora su:
- bečki most (1Hz do 1MHz),
- oscilator faznog pomaka (1Hz do 10MHz),
- Hartleyjev oscilator (10kHz do 100MHz),
- Colpitts (10kHz do 100MHz) &
- oscilator negativnog otpora >100MHz
Tranzistorski oscilator koji koristi rezonantni krug
Tranzistorski oscilator koji koristi rezonantni krug koji uključuje induktor i kondenzator unutar niza će generirati frekvencijske oscilacije. Ako se induktor udvostruči i kondenzator se promijeni na 4C, tada je frekvencija dana s
Gornji izraz frekvencije koristi se za frekvenciju LC oscilacija unutar serijskog LC kruga. Nakon toga, pronalaženjem dviju frekvencija poput omjera f1 i f2 i zamjenom promjena unutar vrijednosti induktiviteta i kapacitivnosti, frekvencija 'f2' može se pronaći u smislu 'f1'.
Omjer dviju frekvencija (f1&f2).
Ovdje se 'L' udvostručuje, a 'C' se mijenja u 4C
Zamijenite ove vrijednosti u gornju jednadžbu, tada možemo dobiti
Ako nađemo frekvenciju 'f2' u smislu frekvencije 'f1' tada možemo dobiti sljedeću jednadžbu 
Prijave
The primjene tranzistora kao oscilatora uključuju sljedeće.
- Tranzistorski oscilator koristi se za generiranje konstantnih neprigušenih oscilacija za bilo koju željenu frekvenciju ako su oscilatorni i povratni krugovi ispravno spojeni na njega.
- Oscilator Wien mosta često se koristi u audio testiranju, ispitivanju izobličenja pojačala snage, a također se koristi za pobudu AC mosta.
- Hartleyjev oscilator se koristi u radio prijemnicima.
- Colpittov oscilator se koristi za generiranje sinusoidnih izlaznih signala s ekstremno visokim frekvencijama.
- Oni se intenzivno koriste u instrumentaciji, računalima, modemima, digitalnim sustavima, pomorstvu, u sustavima s fazno zaključanom petljom, senzorima, diskovnim pogonima i telekomunikacijama.
Dakle, ovo je sve o tome pregled tranzistora oscilator – vrste i njihova primjena. Evo pitanja za vas, koja je funkcija oscilatora?
