Oscillatorê Bistireh: Eya çi ye? (U Seran Diyeke)

qalab: بەشی بنەڕەتی برق

China

Relaxation Oscillator çi ye?

Relaxation oscillator dijî heye bir nek-linear elektronik osilatör devresê ji bo destnêsandina sinyalê yekdeng û tekrarî yên non-sinusoidal. Relaxation oscillator Henrî Abraham û Eugène Bloch an hilûsê vacum bi karibîn dixwazên Cîhanê Yekem hatin çêkirin.

Osilatör di du kategoriyan de nirxandin; linear osilatör (ji bo sinyalên sinusoidal) û relaxation osilatör (ji bo sinyalên non-sinusoidal).

Divê li serê li serê sinyalên yekdeng û tekrarî yên non-sinusoidal, wêyî sinyalên triangular, square, û rectangular bide.

Destnêsandina relaxation oscillator divê elementên non-linear wan hene, wêyî transistor, Op-Amp, an MOSFET û pêşveberên têkiliya enerji, wêyî kapasitor an induktor.

Ji bo daneyê kapasitor û induktor dike şaraz û derbas bêtir. Û freqans daneyê an dema osilasyonê piştre zimanê taybetmendiyê.

Relaxation Oscillator Çim Kerde?

Relaxation oscillator pêşveberên têkiliya enerji, wêyî kapasitor û induktor hene. Ev pêşveberan ji malperê şaraz dike û bi serbarê derbas dikin.

Forma sinyalê yekdeng relaxation oscillator piştre zimanê taybetmendiyê.

Bibînin mînak ji bo fahmidana kerdiya relaxation oscillators.

Lê hîna, yek capacitor dikekirîn e di nav lampê û bateriyeyê de. Ev cihaz da jî hatî çi wergerandin flasher circuit an RC relaxation oscillator.

Bateriya capacitor dike kirin ji bo resistor. Di demê capacitor dikekirinê de, lamp dabeş li OFF ya.

Ko kapasitor bigere ve diketin, ew dike karin bi lampê. Naha, di demê capacitor diketinê de, lamp rojik e.

Ko kapasitor diketin be, ew dike kirin bi nivîsara din. Û lamp dabeş li OFF ya.

Naha, pêwistina capacitor dikekirin û diketin taybet û devmend e.

Demê capacitor dikekirin hatî çi taybetî ye. Û taybetî têkildar ê ye di dema resistor û capacitor de yên RC circuit.

Naha, herêmê lamp flasher têkildar ê ye di dema resistor û capacitor de.

Formên vala li ser lamp wê ne ku şewitîn di lêgerandina weha de.

rc relaxation oscillator waveform — RC Relaxation Oscillator Waveform

Bi rêya kontrolkirina formên vala, elementên non-linear bikar înin di cihazê de.

Relaxation Oscillator Circuit Diagram

Cihaza relaxation oscillator diagram dike nivîsandin bi elementên non-linear bi rêya çi formên vala. Bi rêya bikaranîna elementên non-linear, relaxation oscillator têkildar ê ye sê cûreyan di cihazan de.

Op-Amp Relaxation Oscillator

Op-Amp relaxation oscillator di nav denê astable multivibrator de hatîne. Li vir û reyîn da ku sinyalên square waves biafirîne. Schemaya elektrîkî ya Op-Amp relaxation oscillator li ser wekheya tê dehatî ye.

Li vir û reyîn da capacitor, resistors, û Op-Amp ne.

Terminala non-inverting ya Op-Amp bi circuita RC pişte kirin. Naverok, gerêya capacitor VC wek gerêya terminala non-inverting V- ya Op-Amp e. Terminala inverting bi resistors pişte kirin.

Heta ku Op-Amp bi feedback positive pişte kirin, wekî ku di schemaya elektrîkî de nîşan didin, li vir û reyîn da Schmitt trigger de hatîne.

Gava V+ pi vê V- be, gerêya derketî +12V e. û gava V- pi vê V+ be, gerêya derketî -12V e.

Ji bo şertên îro, lê zeman t=0, hewl dikin ku capacitor tamamên discharged e. Naverok, gerêya terminala non-inverting V-=0 e. û gerêya terminala inverting V+ wekî βVout e.

$\beta = \frac{R_2}{R_2+R_3}$

Kalkülasyonê hilbijêr bikin, bizim R2 û R3 yekbûyîn in derbas bikişînin. Naha, β=2 û βVout=6V. Ber vê yekê, kâpasîtora dacek û bicîhek derbas bibe 6V.

$t=0; \quad V- = 0V; \quad V+=+6V; \quad V_{OUT}=+12V$

Li vir bi vê şertê, V+ çendiktar e ku V-. Ber vê yekê, berdewamên cihê Vout=+12V. û kâpasîtora destpêk dacek bide.

Heta di demê de ku nivîsa kâpasîtora çendik e ku 6V, V- çendiktar e ku V+. Ber vê yekê, berdewamên cihê biguheztin ji +12V bibe -12V.

$V- > 6V, \quad V+=6V, \quad V_{OUT}=-12V$

Lê yî rojanîn, nîşana invîrzan de berdeyî çendîne. Buna, V+ = -6V.

Niha, kapasitîr disçargîna derkeve tay -6V. Her dem û kapasitîr voltajek bi -6V zanikere, V+ di V- de bûyer e.

$V+ = -6V; \quad V-<-6V, \quad V+>V-$

Buna, voltajek çavkaniyê ji -12V ve biguhere +12V. Niha, kapasitîr dîsa chargîna destpê kirin.

Buna, çarka chargîn û disçargîn kapasitîrê çavkanî û tekrarî ek deyînî square wave yên di çavkaniyê de bikin, wêger ên di vê şekilda nîşan didin.

op amp relaxation oscillator waveform — Forma çavkaniyê ya Op-Amp Relaxation Oscillator

Deyişan dalgayê de rêja ber bi dema şarî û serkirina kapasitora dike. û dema şarî û serkirina kapasitora bi taybetmendiyê ya RC qurûpê re bexwestin dike.

UJT Relaxation Oscillator

UJT (unijunction transistor) wek cihazê serkirina da dar deyîşan dalgayê bikar e. Şekla qurûpê ya UJT deyîşan dalgayê li jor dibaxt e.

Terminala emîter ê ya UJT bi rezistora û kapasitora vegirin e.

We çewtiya ku kapasitora paş ver kiribû. Dema ku gerê kapasitora sifir e.

$V_C = 0$

Li vê şertê, UJT bixwe. û kapasitora destpê dikare bi rezistora R bi tevnahiyê ya jêrîn.

$V = V_0 (1-e^\frac{-t}{RC})$

Kapasitör, maksimum tedarik edilen gerilim VBB ne kadar olana kadar şarj devam eder.

Kapasitördeki gerilim, tedarik edilen gerilimden daha büyük olduğunda, UJT'yi açmaya yarar. Daha sonra kapasitör şarj durur ve direnç R1 üzerinden boşalmaya başlar.

Kapasitör, kapasitör geriliminin UJT'nin vadisi gerilimi (VV)'na ulaşana kadar boşalma devam eder. Bunu takiben, UJT kapanır ve kapasitör şarjına başlar.

Böylece, kapasitörün şarj ve boşalma süreci, kapasitörde bir testere dişi dalga oluşturur. Ve kapasitör boşalırken direnç R2 üzerinden gerilim görünür ve kapasitör şarjlanırken sıfır kalır.

Kapasitör ve direnç R2 arasındaki gerilim dalga şekli aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

ujt relaxation oscillator waveform — UJT Rahatlama Oskilatörü Dalga Şekli

Rahatlama Oskilatörü Frekansı

Dalgêrên relaxasyonê di vê tevlê de bi destûrên dargeha û bışkaşina kapasitora têkildar e. Di serketina RC de, dema dargirina û bışkirtina kapasitora bi destûrên pêwistîya dema hate têkildar e.

Bilindayê ya Dalgêra Relaxasyonê ya Op-Amp

Di dalgêra relaxasyonê ya Op-Amp de, R1 û C1 bibin ku bilindayê ya dalgêrê hilbijêrin. Demek, ji bo dalgêrên bilindayê yê biçûk, hewceyek dê ye ke dema giran bikin da ku kapasitora darge û bışke. Ji bo dema giranê ya dargirina û bışkirtina, hewceyek dê ye ke R1 û C1 bikin da ku bi mezin an jêr bikin.

Bersivîs, girêja nêzîkî yên R1 û C1 dalgêrên mezin an jêr hilbijêrin.

Lê, di hesabkirina bilindayê de, rezistandan R2 û R3 rolê bîgav herkî dikin. Çünki ên rezistandan dibin da ku gerîla qederbendê ya kapasitora têkildar e, û kapasitora werdigire da ku werdigere derbas bibe.

Ger qederbendê ya gerîla nêzîk bibe, dema dargirina çêker bibe. Bersivîs, ger qederbendê ya gerîla mezin bibe, dema dargirina dilger bibe.

Demek, bilindayê ya dalgêrê bi girêjeyên R1, R2, R3, û C1 têkildar e. û formûla ya bilindayê ya dalgêra relaxasyonê ya Op-Amp;

$f = \frac{1}{2 \times R_1 \times C_1 \times ln (\frac{1+k}{1-k})}$

Ku,

$k = \frac{R_2}{R_2+R_3}$

Di hêman zanînên din, R2 û R3 yekî ne ji bo êzkirina veşartî û hesabkirina rahat.

$R_2 = R_3 = R$

$k = \frac{R}{2R} = \frac{1}{2}$

$f = \frac{1}{2 \times R_1 \times C_1 \times ln (\frac{1+\frac{1}{2} }{1-\frac{1}{2} })}$

$f = \frac{1}{2 \times R_1 \times C_1 \times ln (3)}$

$f = \frac{1}{2.2 \times R_1 \times C_1}$

R1 û û C1 de nirxan daxil bikar bina, Op-Amp relaxation oscillator-ê teqeşên teqeşeyî bibînim.

Teqeşeyî UJT Relaxation Oscillator

Di UJT relaxation oscillator-ê de, teqeşeyî wekhevalyê ji alîneka RC dipendike ye. Wê di şema cihanî ya UJT relaxation oscillator-ê de, rezîstor R1 û R2 rezeên kêm kirina amperan ne. û teqeşeyî teqeşeyî ji rezîstor R û kapasîtor C dipendike ye.

Formulay teqeşeyî ji bo UJT relaxation oscillator-ê wekhe:

$f = \frac{1}{RC ln(\frac{1}{1-n})}$

Lê:

n = Intrinsic stand-off ratio. û n dikare were be 0.51 derava 0.82.

$n = \frac{R_1}{R_1 + R_2}$

Bir UJT'yi açmak için gerekli minimum gerilim şudur;

$V = n V_{BB} + V_D$

Yê dihê,

VBB = berzê destûrê

VD = derketina dioda derve yên emîter û base-2 de

Nirxa reyistan R di navbera herdemê de hatîn.

$max = \frac{V_{BB}-V_P}{I_P} \quad min=\frac{V_{BB}-V_V}{I_V}$

Ku:

VP, IP = biniyên çepî û amper

VV, IV = biniyên derê û amper

Berhemekariya Oscillator an Jimarî

Di şema cihazê de ya oscillator, peyvanên R2 û R3 da nirxên wekîn hene. Buna, li gorî rêzikên berhemê;

$V_+ = \frac{V_{out}}{2}$

V– bi û dîsa hûn hatine û ewergera capacitor ê dihêle bike;

$\frac{V_{out}-V_-}{R} = C \frac{dV_-}{dt}$

Bi tevahî divê wekheviya ji bo ewergera difrensîyal ê bê; wekhevî ya taybetmend û wekhevî homojen.

Ji bo wekhevîya taybetmend, V- yek constante ye. Bi tevahî V– = A. Nîna, derîvaşeya constante sifir e,

$\frac{dV_-}{dt} = \frac{dA}{dt} = 0$

$\frac{A}{RC} = \frac{V_{out}}{RC}$

$V_{out} = A$

Bir homojen çaresê bikar bînîne, Laplace transform de wekhevin;

$\frac{dV_-}{dt} +\frac{V_-}{RC} = 0$

$V_- = Be^{\frac{-1}{RC}t}$

V– di navbera çaresên partikular û homojenan de ye.

$V_- = A + Be^{\frac{-1}{RC}t}$

B degerini çinek, başlangıç şertını hesaplamamız gerekir.

$t=0; \quad V_{out} = V_{dd}; \quad V_-=0$

$0 = V_{dd} + Be^0$

$B = -V_{dd}$

Nimûna, V- di çareserkirî ye;

$V_- = V_{out} - V_{dd} e^{\frac{-1}{RC}t}$

Perhezka vs Op-Amps

Perhezka hêžî û têkî Op-Amp bikar ênî. Berî Op-Amp, perhezkan ji bo derketina rail-to-rail dizayn kirin.

Perhezka dibêjî zanîn û serî bêtirî hatîye nîşankirî yên Op-Amp. Ji ber vê yekê, perhezka ji bo sîstemê oscillatorê piştguhatar ê.

Di navbera Op-Amp de, li gorî outputên push-pull heye. Ji ber vê yekê, ji bo bikaranîna Op-Amp, nekin ku resistorê pull-up bikar bînin. Lakin, ji bo bikaranîna perhezka, divê resistorê pull-up bikar bînin.