রিল্যাক্সেশন অসিলেটর হল একটি অ-রৈখিক ইলেকট্রনিক অসিলেটর সার্কিট যা অ-সাইনোয়েডাল পুনরাবৃত্ত আউটপুট সিগন্যাল উৎপাদন করতে পারে। হেনরি আব্রাহাম এবং ইউজিন ব্লোচ প্রথম বিশ্বযুদ্ধের সময় ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহার করে রিল্যাক্সেশন অসিলেটর উদ্ভাবন করেন।
অসিলেটরগুলি দুইটি বিভিন্ন বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়; রৈখিক অসিলেটর (সাইনোয়েডাল তরঙ্গরূপের জন্য) এবং রিল্যাক্সেশন অসিলেটর (অ-সাইনোয়েডাল তরঙ্গরূপের জন্য)।
এটি ত্রিভুজাকার, বর্গাকার এবং আয়তাকার তরঙ্গ সহ অ-সাইনোয়েডাল তরঙ্গরূপের জন্য পুনরাবৃত্ত ও পর্যায়বৃত্ত সিগন্যাল প্রদান করতে হবে।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের ডিজাইনে ট্রানজিস্টর, অপ-অ্যাম্প, বা MOSFET এবং ক্যাপাসিটর এবং ইনডাক্টর সহ শক্তি সঞ্চয়কারী ডিভাইসগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকতে হবে।
একটি চক্র উৎপাদন করার জন্য, ক্যাপাসিটর এবং ইনডাক্টর প্রতিনিয়ত চার্জ এবং ডিচার্জ হয়। এবং চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি বা দোলনের পর্যায় সময় ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটরে ক্যাপাসিটর এবং ইনডাক্টর সহ শক্তি সঞ্চয়কারী ডিভাইসগুলি রয়েছে। এই ডিভাইসগুলি একটি সোর্স দ্বারা চার্জ হয় এবং একটি লোড দিয়ে ডিচার্জ হয়।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের আউটপুট তরঙ্গরূপের আকৃতি সার্কিটের সময় ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে।
একটি উদাহরণ দিয়ে রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের কাজ বোঝা যাক।
এখানে একটি ক্যাপাসিটর একটি বাতি এবং একটি ব্যাটারির মধ্যে সংযুক্ত হয়। এই সার্কিটটি ফ্ল্যাশার সার্কিট বা RC রিল্যাক্সেশন অসিলেটর নামেও পরিচিত।
ব্যাটারি রেজিস্টর দিয়ে ক্যাপাসিটরটি চার্জ করে। ক্যাপাসিটর চার্জ হওয়ার সময় বাতি বন্ধ থাকে।
যখন ক্যাপাসিটর তার থ্রেশহোল্ড মানে পৌঁছায়, তখন এটি বাতি দিয়ে ডিচার্জ হয়। তাই, ক্যাপাসিটর ডিচার্জ হওয়ার সময় বাতি জ্বলে।
যখন ক্যাপাসিটর ডিচার্জ হয়, তখন এটি আবার সোর্স দিয়ে চার্জ শুরু করে। এবং বাতি বন্ধ থাকে।
তাই, ক্যাপাসিটর চার্জ এবং ডিচার্জ করার প্রক্রিয়া অবিচ্ছিন্ন ও পর্যায়বদ্ধ।
ক্যাপাসিটরের চার্জিং সময় টাইম কনস্ট্যান্ট দ্বারা নির্ধারিত হয়। এবং টাইম কনস্ট্যান্ট RC সার্কিটের রেজিস্টর এবং ক্যাপাসিটরের মানের উপর নির্ভর করে।
তাই, বাতির ফ্ল্যাশিং হার রেজিস্টর এবং ক্যাপাসিটরের মানের উপর নির্ভর করে।
বাতির উপর দিয়ে প্রবাহিত তরঙ্গরূপগুলি নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে।
আউটপুট তরঙ্গরূপ নিয়ন্ত্রণ করতে সার্কিটে অ-রৈখিক উপাদান ব্যবহার করা হয়।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটর সার্কিট ডায়াগ্রামে বিভিন্ন প্রকারের আউটপুট তরঙ্গরূপ তৈরি করতে অ-রৈখিক ডিভাইস ব্যবহার করা হয়। অ-রৈখিক ডিভাইসের ব্যবহার অনুযায়ী, রিল্যাক্সেশন অসিলেটর তিন প্রকারের সার্কিট ডায়াগ্রামে শ্রেণীভুক্ত করা হয়।
ওপ-এম্প রিলাক্সেশন অসিলেটরকে অস্থির মাল্টিভাইব্রেটর হিসেবেও পরিচিত। এটি বর্গাকার তরঙ্গ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। ওপ-এম্প রিলাক্সেশন অসিলেটরের সার্কিট ডায়াগ্রাম নিম্নলিখিত ছবিতে দেখানো হল।
এই সার্কিটটিতে একটি ক্যাপাসিটর, রেজিস্টর এবং একটি ওপ-এম্প রয়েছে।
ওপ-এম্পের নন-ইনভার্টিং টার্মিনালটি একটি RC সার্কিটের সাথে সংযুক্ত। তাই, ক্যাপাসিটর ভোল্টেজ VC ওপ-এম্পের নন-ইনভার্টিং টার্মিনাল V- এর ভোল্টেজের সমান। এবং ইনভার্টিং টার্মিনালটি রেজিস্টরের সাথে সংযুক্ত।
যখন ওপ-এম্প পজিটিভ ফিডব্যাক সহ ব্যবহৃত হয়, যেমন সার্কিট ডায়াগ্রামে দেখানো হয়েছে, তখন সার্কিটটিকে শ্মিট ট্রিগার বলা হয়।
যখন V+ বড় হয় V- এর চেয়ে, তখন আউটপুট ভোল্টেজ +12V। এবং যখন V- বড় হয় V+ এর চেয়ে, তখন আউটপুট ভোল্টেজ -12V।
আদি শর্তে, t=0 সময়ে, ধরা হচ্ছে ক্যাপাসিটরটি সম্পূর্ণ ডিসচার্জ হয়েছে। তাই নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের ভোল্টেজ V-=0। এবং ইনভার্টিং টার্মিনালের ভোল্টেজ V+ বেটা Vout এর সমান।
গণনা সহজ করার জন্য, আমরা ধরে নিচ্ছি যে R2 এবং R3 একই। তাই, β=2 এবং βVout=6V। তাই, ক্যাপাসিটর 6V পর্যন্ত চার্জ এবং ডিচার্জ হবে।
এই শর্তে, V+ V- অপেক্ষা বড়। তাই, আউটপুট ভোল্টেজ Vout=+12V। এবং ক্যাপাসিটর চার্জ শুরু করে।
যখন ক্যাপাসিটর ভোল্টেজ 6V অপেক্ষা বড়, V- V+ অপেক্ষা বড় হয়। তাই, আউটপুট ভোল্টেজ -12V হয়।
এই অবস্থায়, ইনভার্টিং টার্মিনালের ভোল্টেজ তার পোলারিটি পরিবর্তন করে। তাই, V+=-6V।
এখন, ক্যাপাসিটর -6V পর্যন্ত ডিচার্জ হয়। যখন ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ -6V এর চেয়ে কম, তখন আবার V+ এর মান V- এর চেয়ে বড় হয়।
তাই, আবার আউটপুট ভোল্টেজ -12V থেকে +12V পরিবর্তন হয়। এবং আবার, ক্যাপাসিটর চার্জিং শুরু করে।
তাই, ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিচার্জিং চক্র আউটপুট টার্মিনালে একটি পর্যায়ক্রমিক এবং পুনরাবৃত্ত স্কোয়ার ওয়েভ উৎপন্ন করে, যা নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে।
আউটপুট তরঙ্গের কম্পাঙ্ক ধারকের চার্জিং এবং ডিচার্জিং সময়ের উপর নির্ভর করে। এবং ধারকের চার্জিং-ডিচার্জিং সময় RC বর্তনীর টাইম কনস্ট্যান্টের উপর নির্ভর করে।
UJT (unijunction transistor) রিল্যাক্সেশন অসিলেটরে একটি সুইচিং ডিভাইস হিসাবে ব্যবহৃত হয়। UJT রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের সার্কিট ডায়াগ্রাম নিম্নলিখিত ছবিতে দেখানো হল।
UJT-এর ইমিটার টার্মিনালটি একটি রেজিস্টর এবং একটি ধারকের সাথে সংযুক্ত থাকে।
আমরা ধরে নিচ্ছি যে, প্রথমত ধারকটি ডিচার্জড। তাই, ধারকের ভোল্টেজ শূন্য।
এই অবস্থায়, UJT বন্ধ থাকে। এবং ধারকটি নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা R রেজিস্টর দিয়ে চার্জিং শুরু করে।
ক্যাপাসিটর চার্জ হতে থাকে যতক্ষণ না এটি সর্বোচ্চ প্রদত্ত ভোল্টেজ VBB পৌঁছায়।
যখন ক্যাপাসিটরের উপর ভোল্টেজ প্রদত্ত ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয়, তখন UJT অন হয়। তখন ক্যাপাসিটর চার্জ হওয়া থামে এবং R1 রেসিস্টর দিয়ে ডিচার্জ শুরু হয়।
ক্যাপাসিটর ডিচার্জ হতে থাকে যতক্ষণ না ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ UJT-এর ভ্যালি ভোল্টেজ (VV) পৌঁছায়। তারপর, UJT অফ হয় এবং ক্যাপাসিটর চার্জ শুরু হয়।
অতএব, ক্যাপাসিটরের চার্জ ও ডিচার্জ প্রক্রিয়া ক্যাপাসিটরের উপর একটি সাও-টুথ তরঙ্গরেখা তৈরি করে। এবং ক্যাপাসিটর ডিচার্জ হওয়ার সময় R2 রেসিস্টরের উপর ভোল্টেজ প্রদর্শিত হয় এবং চার্জ হওয়ার সময় শূন্য থাকে।
ক্যাপাসিটর এবং R2 রেসিস্টরের উপর ভোল্টেজ তরঙ্গরেখা নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হলো।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সি ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিচার্জিং সময়ের উপর নির্ভর করে। RC সার্কিটে, চার্জিং এবং ডিচার্জিং সময় সময় ধ্রুবক দ্বারা নির্ধারিত হয়।
অপ-এম্প রিল্যাক্সেশন অসিলেটরে, R1 এবং C1 অসিলেশনের ফ্রিকোয়েন্সি প্রদান করে। সুতরাং, কম ফ্রিকোয়েন্সির অসিলেশনের জন্য, আমাদের ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিচার্জিং জন্য একটি দীর্ঘ সময় প্রয়োজন। এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য চার্জিং এবং ডিচার্জিং, আমাদের একটি বড় R1 এবং C1 সেট করতে হবে।
অনুরূপভাবে, R1 এবং C1 এর ছোট মান উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির অসিলেশন ঘটায়।
তবে, ফ্রিকোয়েন্সির গণনায়, রেজিস্টর R2 এবং R3 গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। কারণ এই রেজিস্টরগুলি ক্যাপাসিটরের থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ নির্ধারণ করে, এবং ক্যাপাসিটর এই ভোল্টেজ পর্যন্ত চার্জ হবে।
ধরা যাক থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ কম, তাহলে চার্জিং সময় দ্রুত। অনুরূপভাবে, থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ বেশি; তাহলে চার্জিং সময় ধীর।
সুতরাং, অসিলেশনের ফ্রিকোয়েন্সি R1, R2, R3, এবং C1 এর মানের উপর নির্ভর করে। এবং অপ-এম্প রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সি সূত্র হল;
যেখানে,
অধিকাংশ পরিস্থিতিতে, R2 এবং R3 একই হয় যাতে ডিজাইন এবং গণনা সহজ হয়।
R1 এবং C1 এর মানগুলি বসিয়ে আমরা অপ-অ্যাম্প রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের দোলন ফ্রিকোয়েন্সি খুঁজে পেতে পারি।
UJT রিল্যাক্সেশন অসিলেটরেও ফ্রিকোয়েন্সি RC সার্কিটের উপর নির্ভর করে। UJT রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের সার্কিট ডায়াগ্রামে দেখা যায়, R1 এবং R2 হল বর্তনী সীমাবদ্ধকারী রেসিস্টর। এবং দোলনের ফ্রিকোয়েন্সি R রেসিস্টর এবং C ক্যাপাসিটরের উপর নির্ভর করে।
UJT রিল্যাক্সেশন অসিলেটরের জন্য ফ্রিকোয়েন্সির সূত্র হল;
যেখানে;
n = অন্তর্নিহিত স্ট্যান্ড-অফ অনুপাত। এবং n এর মান 0.51 থেকে 0.82 এর মধ্যে থাকে।
UJT চালু করতে প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন ভোল্টেজ হল;
যেখানে,
VBB = পাওয়ার সরবরাহ ভোল্টেজ
VD = ইমিটার এবং বেস-২ টার্মিনালের মধ্যে আভ্যন্তরীণ ডায়োড ড্রপ
রেজিস্টর R এর মান নিম্নলিখিত পরিসরের মধ্যে থাকে।
এখানে,
VP, IP = পরিমিত ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎপ্রবাহ
VV, IV = উপত্যকা ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎপ্রবাহ
আরামসম্পন্ন অসিলেটরের পরিপথ চিত্রে, রেজিস্টর R2 এবং R3 এর মান সমান। তাই, ভোল্টেজ ডিভাইডার নিয়ম অনুযায়ী;
V– অমূল্যের সূত্র এবং ক্যাপাসিটরের ব্যবকলনীয় সমীকরণ দ্বারা প্রাপ্ত হয়;
এই ব্যবকলনীয় সমীকরণের দুটি সমাধান রয়েছে; বিশেষ সমাধান এবং সমঝোতামূলক সমাধান।
বিশেষ সমাধানের জন্য, V- একটি ধ্রুবক। ধরা যাক V– = A. সুতরাং, ধ্রুবকের অন্তরীকরণ শূন্য,
সমান সমাধানের জন্য, নিম্নলিখিত সমীকরণের লাপ্লাস রূপান্তর ব্যবহার করুন;
V– হল বিশেষ এবং সমান সমাধানের সমষ্টি।
B এর মান খুঁজতে, আমাদের প্রাথমিক শর্ত মূল্যায়ন করা প্রয়োজন।
সুতরাং, V- এর চূড়ান্ত সমাধান হল;
অপ-এম্পের পরিবর্তে কমপেরেটরও ব্যবহার করা হয়। অপ-এম্পের মতোই, কমপেনসেটরগুলি রেল-টু-রেল ড্রাইভ করার জন্য ডিজাইন করা হয়।
অপ-এম্পের তুলনায় কমপেরেটরের উত্থান ও পতনের সময় দ্রুত। তাই, অসিলেটর সার্কিটের জন্য কমপেরেটর অপ-এম্পের চেয়ে বেশি উপযুক্ত।
অপ-এম্পের ক্ষেত্রে, এটি পুশ-পুল আউটপুট রয়েছে। তাই, যদি আপনি অপ-এম্প ব্যবহার করেন, তাহলে পুল-আপ রেজিস্টর ব্যবহার করার প্রয়োজন হয় না। কিন্তু যদি আপনি কমপেরেটর ব্যবহার করেন, তাহলে পুল-আপ রেজিস্টর ব্যবহার করা প্রয়োজন।
রিল্যাক্সেশন অসিলেটরগুলি কোনও ডিজিটাল সার্কিটের জন্য আন্তর্জালিক ঘড়ি সিগনাল উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও নিম্নলিখিত প্রয়োগগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর
মেমরি সার্কিট
সিগন্যাল জেনারেটর (ঘড়ি সিগন্যাল উৎপাদনের জন্য)
স্ট্রোবোস্কোপ
থাইরিস্টর-ভিত্তিক সার্কিট ফায়ারিং
মাল্টি-ভাইব্রেটর
টেলিভিশন রিসিভার
কাউন্টার
বিবৃতি: মূল থেকে সম্মান জানানো, শেয়ার যোগ্য ভালো অনুচ্ছেদ, যদি ইনফ্রিঞ্জমেন্ট থাকে তাহলে যোগাযোগ করুন মুছে ফেলার জন্য।