Γενικά, ο ταλαντωτής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ενέργειας συνεχούς ρεύματος σε ενέργεια AC με υψηλή συχνότητα όπου η συχνότητα κυμαίνεται από Hz έως μερικά MHz. Ένας ταλαντωτής δεν χρειάζεται καμία εξωτερική πηγή σήματος, όπως ένας ενισχυτής. Γενικά, ταλαντωτές διατίθενται σε δύο τύπους ημιτονοειδή και μη ημιτονοειδή. Οι ταλαντώσεις που δημιουργούνται από τους ημιτονοειδείς ταλαντωτές είναι ημιτονοειδή κύματα που σχηματίζονται σε σταθερή συχνότητα και πλάτος, ενώ οι ταλαντώσεις που δημιουργούνται από μη ημιτονοειδή είναι σύνθετες κυματομορφές όπως Τριγωνικό, Τετράγωνο κύμα και Πριονοδόντιο. Έτσι, αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση ενός τρανζίστορ ως ταλαντωτή ή ταλαντωτή τρανζίστορ – εργασία με εφαρμογές.

Ορισμός ταλαντωτή τρανζίστορ

Όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί ως ταλαντωτής με σωστή θετική ανάδραση, τότε είναι γνωστό ως ταλαντωτής τρανζίστορ. Αυτός ο ταλαντωτής δημιουργεί ταλαντώσεις χωρίς απόσβεση συνεχώς για οποιαδήποτε επιθυμητή συχνότητα, εάν τα κυκλώματα δεξαμενής και ανάδρασης είναι συνδεδεμένα σωστά σε αυτόν.

Διάγραμμα κυκλώματος ταλαντωτή τρανζίστορ

Το διάγραμμα κυκλώματος του ταλαντωτή τρανζίστορ φαίνεται παρακάτω. Χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα, μπορούμε απλά να εξηγήσουμε πώς να χρησιμοποιήσουμε ένα τρανζίστορ ως ταλαντωτή. Αυτό το κύκλωμα χωρίζεται σε τρία μέρη όπως τα παρακάτω.

Κύκλωμα ταλαντωτή τρανζίστορ

Κύκλωμα δεξαμενής

Το κύκλωμα της δεξαμενής δημιουργεί ταλαντώσεις που αλλάζουν με το τρανζίστορ και παράγει ενισχυμένη έξοδο στην πλευρά του συλλέκτη.

Κύκλωμα ενισχυτή

Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιείται για την ενίσχυση των μικροσκοπικών ημιτονοειδών ταλαντώσεων που είναι διαθέσιμες στο κύκλωμα βάσης-εκπομπού και η έξοδος παράγεται σε ενισχυμένη μορφή.

Κύκλωμα ανατροφοδότησης

Το κύκλωμα ανάδρασης είναι ένα πολύ σημαντικό τμήμα σε αυτό το κύκλωμα επειδή, για έναν ενισχυτή, απαιτεί κάποια ενέργεια για να ενισχυθεί στο κύκλωμα της δεξαμενής. Έτσι, η ενέργεια του κυκλώματος συλλέκτη ανατροφοδοτείται στο κύκλωμα βάσης χρησιμοποιώντας το φαινόμενο της αμοιβαίας επαγωγής. Με τη χρήση αυτού του κυκλώματος, η ενέργεια ανατροφοδοτείται από την έξοδο στην είσοδο.

“πώς να συνδέσετε έναν αμφίδρομο διακόπτη ”

Λειτουργία τρανζίστορ ως ταλαντωτή

Στο παραπάνω κύκλωμα ταλαντωτή τρανζίστορ, το τρανζίστορ χρησιμοποιείται ως κύκλωμα CE (κοινός εκπομπός) όπου ο πομπός είναι κοινός και στους ακροδέκτες βάσης και συλλέκτη. Μεταξύ των ακροδεκτών εισόδου εκπομπού και βάσης, συνδέεται ένα κύκλωμα δεξαμενής. Στο κύκλωμα της δεξαμενής, ο επαγωγέας και ο πυκνωτής συνδέονται παράλληλα για να δημιουργήσουν ταλαντώσεις μέσα στο κύκλωμα.

Λόγω των ταλαντώσεων τάσης και φόρτισης μέσα στο κύκλωμα της δεξαμενής, η ροή του ρεύματος στον ακροδέκτη βάσης κυμαίνεται, επομένως η εμπρόσθια πόλωση του ρεύματος βάσης αλλάζει περιοδικά και το ρεύμα συλλέκτη αλλάζει επίσης περιοδικά.

Οι ταλαντώσεις LC είναι ημιτονοειδής φύσης, επομένως τόσο τα ρεύματα βάσης όσο και τα ρεύματα συλλέκτη ποικίλλουν ημιτονοειδή. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, εάν το ρεύμα στον ακροδέκτη του συλλέκτη αλλάξει ημιτονοειδώς, τότε η τάση εξόδου που επιτυγχάνεται μπορεί απλώς να γραφτεί ως Ic RL. Αυτή η έξοδος θεωρείται ημιτονοειδής έξοδος.

Μόλις σχεδιάσουμε ένα γράφημα μεταξύ του χρόνου και της τάσης εξόδου, τότε η καμπύλη θα είναι ημιτονοειδής. Για να έχουμε συνεχείς ταλαντώσεις εντός του κυκλώματος της δεξαμενής, χρειαζόμαστε λίγη ενέργεια. Αλλά σε αυτό το κύκλωμα, δεν υπάρχει διαθέσιμη πηγή συνεχούς ρεύματος ή μπαταρία.

Έτσι συνδέσαμε τα L1 & L2 επαγωγείς μέσα στα κυκλώματα συλλέκτη & βάσης χρησιμοποιώντας μια μαλακή σιδερένια ράβδο. Έτσι, αυτή η ράβδος θα συνδέσει τον επαγωγέα L2 με τον επαγωγέα L1 λόγω της αμοιβαίας επαγωγής του, ένα μέρος της ενέργειας μέσα στο κύκλωμα συλλέκτη θα συνδεθεί στη βασική πλευρά του κυκλώματος. Έτσι, η ταλάντωση εντός του κυκλώματος της δεξαμενής διατηρείται και ενισχύεται συνεχώς.

Συνθήκες ταλάντωσης

Το κύκλωμα ταλαντωτή τρανζίστορ πρέπει να ακολουθεί τα ακόλουθα

Η μετατόπιση φάσης του βρόχου πρέπει να είναι 0 & 360 μοίρες.
Το κέρδος βρόχου πρέπει να είναι >1.
Εάν ένα ημιτονοειδές σήμα είναι η προτιμώμενη έξοδος, τότε ένα κέρδος βρόχου > 1 θα προκαλέσει γρήγορα κορεσμό του o/p και στις δύο κορυφές κυματομορφής και θα δημιουργήσει απαράδεκτη παραμόρφωση.
Εάν το κέρδος του ενισχυτή είναι >100, τότε ο ταλαντωτής θα περιορίσει και τις δύο κορυφές κυματομορφής. Για να πληρούνται οι παραπάνω συνθήκες, το κύκλωμα ταλαντωτή θα πρέπει να περιλαμβάνει κάποιο τύπο ενισχυτή, καθώς και ένα μέρος της εξόδου του, το οποίο θα πρέπει να τροφοδοτείται πίσω στην είσοδο. Για να ξεπεράσουμε τις απώλειες μέσα στο κύκλωμα εισόδου, χρησιμοποιούμε το κύκλωμα ανάδρασης. Εάν το κέρδος του ενισχυτή είναι <1, τότε το κύκλωμα του ταλαντωτή δεν θα ταλαντωθεί και εάν είναι > 1, τότε το κύκλωμα θα ταλαντωθεί και θα παράγει παραμορφωμένα σήματα.

Τύποι ταλαντωτή τρανζίστορ

Υπάρχουν διαθέσιμα διαφορετικά είδη ταλαντωτών, αλλά κάθε ταλαντωτής έχει την ίδια λειτουργία. Έτσι παράγουν συνεχή μη απόσβεση εξόδου. Αλλά, αλλάζουν στην παροχή ενέργειας στο κύκλωμα ταλάντωσης ή δεξαμενής για να καλύψουν τις περιοχές συχνοτήτων καθώς και τις απώλειες στις οποίες χρησιμοποιούνται.

Οι ταλαντωτές τρανζίστορ που χρησιμοποιούν κυκλώματα LC ως ταλαντωτικά κυκλώματα ή κυκλώματα δεξαμενής είναι εξαιρετικά δημοφιλείς για την παραγωγή εξόδων υψηλής συχνότητας. Οι διάφοροι τύποι ταλαντωτών τρανζίστορ συζητούνται παρακάτω.

Ταλαντωτής Hartley

Ο ταλαντωτής Hartley είναι ένα είδος ηλεκτρονικού ταλαντωτή που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συχνότητας ταλάντωσης μέσω ενός συντονισμένου κυκλώματος. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του ταλαντωτή είναι ότι το συντονισμένο κύκλωμα περιλαμβάνει έναν μόνο πυκνωτή συνδεδεμένο παράλληλα μέσω δύο επαγωγέων σε σειρά και το σήμα ανάδρασης που απαιτείται για την ταλάντωση λαμβάνεται από την κεντρική σύνδεση των δύο πηνίων. Ο ταλαντωτής Hartley είναι κατάλληλος για ταλαντώσεις στην περιοχή ραδιοσυχνοτήτων έως 30 MHz. Για να μάθετε περισσότερα για αυτόν τον ταλαντωτή κάντε κλικ εδώ – Ταλαντωτής Hartley.

“πώς να απλοποιήσετε το άθροισμα των προϊόντων ”

Κρυσταλλικός Ταλαντωτής

Ο ταλαντωτής κρυστάλλου τρανζίστορ είναι εφαρμόσιμος σε διαφορετικούς τομείς της ηλεκτρονικής καθώς και του ραδιοφώνου. Αυτοί οι τύποι ταλαντωτών παίζουν βασικό ρόλο στην παροχή ενός φθηνού σήματος CLK για χρήση σε λογικό ή ψηφιακό κύκλωμα. Σε άλλα παραδείγματα, αυτός ο ταλαντωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή μιας σταθερής και ακριβούς πηγής σήματος RF. Έτσι, αυτοί οι ταλαντωτές χρησιμοποιούνται συχνά από ραδιοερασιτέχνες ή ραδιοερασιτέχνες μέσα σε κυκλώματα ραδιοπομπών, όπου μπορούν να είναι πιο αποτελεσματικοί. Για να μάθετε περισσότερα για αυτόν τον ταλαντωτή κάντε κλικ εδώ – κρυσταλλικός ταλαντωτής.

Ο Ταλαντωτής του Κόλπιτ

Ο ταλαντωτής Colpitts είναι εντελώς αντίθετος από τον ταλαντωτή Hartley εκτός από το ότι οι επαγωγείς και οι πυκνωτές αντικαθίστανται μεταξύ τους μέσα στο κύκλωμα της δεξαμενής. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του είδους ταλαντωτή είναι ότι με λιγότερη αμοιβαία και αυτεπαγωγή στο κύκλωμα της δεξαμενής, βελτιώνεται η σταθερότητα συχνότητας του ταλαντωτή. Αυτός ο ταλαντωτής παράγει πολύ υψηλές συχνότητες με βάση ημιτονοειδή σήματα. Αυτοί οι ταλαντωτές έχουν σταθερότητα σε υψηλές συχνότητες και αντέχουν σε χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες. Για να μάθετε περισσότερα για αυτόν τον ταλαντωτή κάντε κλικ εδώ – Ταλαντωτής Colpitts

Ταλαντωτής Γέφυρας Βιέννης

Ο ταλαντωτής γέφυρας Wien είναι ένας ταλαντωτής συχνότητας ήχου που χρησιμοποιείται συχνά λόγω των σημαντικών χαρακτηριστικών του. Αυτός ο τύπος ταλαντωτή είναι απαλλαγμένος από διακυμάνσεις καθώς και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος του κυκλώματος. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του είδους ταλαντωτή είναι ότι η συχνότητα αλλάζει από το εύρος των 10Hz στο 1MHz. Έτσι αυτό το κύκλωμα ταλαντωτή δίνει καλή σταθερότητα συχνότητας. Για να μάθετε περισσότερα για αυτόν τον ταλαντωτή κάντε κλικ εδώ – Ταλαντωτής γέφυρας Wien.

Ταλαντωτής μετατόπισης φάσης

Ο ταλαντωτής μετατόπισης φάσης RC είναι ένα είδος ταλαντωτή όπου χρησιμοποιείται ένα απλό δίκτυο RC για να παρέχει την απαραίτητη μετατόπιση φάσης προς το σήμα ανάδρασης. Παρόμοια με τον ταλαντωτή Hartley & Colpitts, αυτός ο ταλαντωτής χρησιμοποιεί ένα δίκτυο LC για να παρέχει την απαιτούμενη θετική ανάδραση. Αυτός ο ταλαντωτής έχει εξαιρετική σταθερότητα συχνότητας και παράγει καθαρά ημιτονοειδή κύματα σε ένα εκτεταμένο εύρος φορτίων. Για να μάθετε περισσότερα για αυτόν τον ταλαντωτή κάντε κλικ εδώ – Ταλαντωτής μετατόπισης φάσης RC

Εύρος συχνοτήτων διαφορετικών ταλαντωτών τρανζίστορ είναι:

γέφυρα της Βιέννης (1Hz έως 1MHz),
ταλαντωτής μετατόπισης φάσης (1Hz έως 10MHz),
Ταλαντωτής Hartley (10kHz έως 100MHz),
Colpitts (10kHz έως 100MHz) &
Ταλαντωτής αρνητικής αντίστασης >100MHz

Ταλαντωτής τρανζίστορ με χρήση κυκλώματος συντονισμού

Ένας ταλαντωτής τρανζίστορ που χρησιμοποιεί ένα κύκλωμα συντονισμού που περιλαμβάνει έναν επαγωγέα και έναν πυκνωτή σε μια σειρά θα δημιουργήσει ταλαντώσεις συχνότητας. Εάν ένας επαγωγέας διπλασιαστεί και ο πυκνωτής αλλάξει σε 4C, τότε η συχνότητα δίνεται από

Η παραπάνω έκφραση συχνότητας χρησιμοποιείται για τη συχνότητα των ταλαντώσεων LC σε ένα κύκλωμα σειράς LC. Μετά από αυτό, βρίσκοντας τις δύο συχνότητες όπως ο λόγος f1 & f2, και αντικαθιστώντας τις αλλαγές εντός της επαγωγής και των τιμών χωρητικότητας, η συχνότητα «f2» μπορεί να βρεθεί ως «f1».

Ο λόγος των δύο συχνοτήτων (f1&f2).

“πώς να κάνετε μεταβλητό τροφοδοτικό DC ”

Εδώ το 'L' διπλασιάζεται και το 'C' αλλάζει σε 4C

Αντικαταστήστε αυτές τις τιμές στην παραπάνω εξίσωση, τότε μπορούμε να πάρουμε

Αν βρούμε τη συχνότητα «f2» ως προς τη συχνότητα «f1» τότε μπορούμε να πάρουμε την ακόλουθη εξίσωση

Εφαρμογές

ο εφαρμογές ενός τρανζίστορ ως ταλαντωτή περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Ένας ταλαντωτής τρανζίστορ χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σταθερών ταλαντώσεων χωρίς απόσβεση για οποιαδήποτε επιθυμητή συχνότητα, εάν τα κυκλώματα ταλάντωσης και ανάδρασης είναι σωστά συνδεδεμένα σε αυτόν.
Ο ταλαντωτής γέφυρας Wien χρησιμοποιείται ιδιαίτερα σε δοκιμές ήχου, δοκιμές παραμόρφωσης ενισχυτών ισχύος και επίσης χρησιμοποιείται για τη διέγερση γέφυρας AC.
Ο ταλαντωτής Hartley χρησιμοποιείται σε ραδιοφωνικούς δέκτες.
Ο ταλαντωτής Colpitt χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ημιτονοειδών σημάτων εξόδου με εξαιρετικά υψηλές συχνότητες.
Αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως σε όργανα, υπολογιστές, μόντεμ, ψηφιακά συστήματα, ναυτικά συστήματα, σε συστήματα βρόχου κλειδώματος φάσης, αισθητήρες, μονάδες δίσκου και τηλεπικοινωνίες.

Επομένως, πρόκειται για όλα μια επισκόπηση του τρανζίστορ ταλαντωτής – τύποι και εφαρμογές τους. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία ενός ταλαντωτή;