ආරාමීක තරඟය: එය කුමක්ද? (හා එය කෙසේ ක්‍රියා කරන්නේද)

කොටස: මුල් ප්‍රදාන උත්තරීය ප්‍රකාශය

China

විශ්‍රාම තරඟකයා කුමන්ද?

විශ්‍රාම තරඟකයා යනු සයිනෝසියල් නොවන ප්‍රතිද්වන්ද නිශ්චිත උප්පුටු ලබා දෙන අනුක්‍රමීය නොවන ජාල ප්‍රදේශයකි. හෙන්රි ඇබ්‍රහම් සහ එයිජෙන් බ්ලොක් විසින් ප්‍රථම ලෝක යුද්ධයේදී වැකුම් ටූබයකින් භාවිතා කර විශ්‍රාම තරඟකයා නිර්මාණය කරන ලදී.

තරඟකයන් සයිනෝසියල් උප්පුටු සහ සයිනෝසියල් නොවන උප්පුටු වලට පිළිවෙලින් යුගල ප්‍රකාරයක් ලෙස බෙදා ඇත; අනුක්‍රමීය තරඟක (සයිනෝසියල් උප්පුටු සඳහා) සහ විශ්‍රාම තරඟක (සයිනෝසියල් නොවන උප්පුටු සඳහා).

එය ත්‍රිකෝණීය, ධෛර්යකාර, සහ රේඛීය උප්පුටු වැනි සයිනෝසියල් නොවන උප්පුටු සඳහා නිශ්චිත සහ නියත උප්පුටු ලබා දෙනු ඇත.

විශ්‍රාම තරඟකයාගේ නිර්මාණය ත්‍රාණෝස්ක්‍රේය මූලද්‍රව්‍ය වශයෙන් ලෙස ථ්‍රාන්සිස්ටරය, ආප්-අම්ප්, හෝ මොස්ෆෙට් සහ ඉන්ඩක්ටරය සහ කපාසිටරය වැනි බලය ගබඩා කරන දේව ඇති යුතු ය.

කපාසිටරය සහ ඉන්ඩක්ටරය පිළිවෙලින් පුරවී සහ නිවැරදි කරනු ලබන අතර, චක්‍රයේ හෝ තරඟනයේ කාලය කාලයේ සාම්ප්‍රදායික අගයට බෙදා ඇත.

විශ්‍රාම තරඟකයා කෙසේ ක්‍රියා කරන්නේද?

විශ්‍රාම තරඟකයා කපාසිටරය සහ ඉන්ඩක්ටරය වැනි බලය ගබඩා කරන දේව ඇත. මෙම දේව ප්‍රතිස්ථාපනයේදී පුරවී සහ නිවැරදි කරනු ලබන අතර, තරඟකයාගේ උප්පුටු වැළැක්කේ ප්‍රකාරය තරඟකයාගේ කාලයේ සාම්ප්‍රදායික අගයට බෙදා ඇත.

විශ්‍රාම තරඟකයාගේ ක්‍රියාකාරීත්වය පිළිබඳව අපි උදාහරණයක් මගින් පිළිගැනීමට යන්න.

rc relaxation oscillator — RC විශ්‍රාම තරඟකයා

මෙහිදී, පැයේ සහ බැටරියක් අතර කාපසිටරයක් සම්බන්ධ කර ඇත. මෙම උපක්‍රමය නුදුරු උපක්‍රමය හෝ RC රිලැක්සේෂන් ආස්වාදකයෙහිදීද දැක්වේ.

බැටරිය පොත්සිය ටෝයාඩ් මගින් කාපසිටරය පුරණය කරයි. කාපසිටරය පුරණය වීමේදී, පැය ඉල්ලා පවතී.

කාපසිටරය එහි පරිමිත අගයට එරෙහිව පැය අතර පිහිටා ඇති පැය තුරු පිහිටා ඇති පැය යොදා නැවත පුරණය කරයි. මෙම අවස්ථාවේදී, කාපසිටරය තුරු පිහිටා ඇති පැය පිහිටා ඇති පැය සිංහාසන් කරයි.

කාපසිටරය තුරු පිහිටා ඇති පැය පිහිටා ඇති පැය යොදා නැවත පුරණය කරන ලදී. මෙම අවස්ථාවේදී, පැය ඉල්ලා පවතී.

එබැවින්, කාපසිටරය පුරණය සහ තුරු පිහිටා ඇති පැය යොදා නැවත පුරණය කිරීම නිරන්තර සහ නියත වේ.

කාපසිටරයේ පුරණය කිරීමේ කාලය කාලික අගය මගින් පිළිබඳ කෙරේ. කාලික අගය RC උපක්‍රමය සඳහා පොත්සිය සහ කාපසිටරයේ අගය මත නිර්ණය වේ.

එබැවින්, පැයේ අන්තර්ගත නියත අගය පොත්සිය සහ කාපසිටරයේ අගය මත නිර්ණය වේ.

පැය අතර විස්තාර පිහිටා ඇති පැය පහත දැක්වෙන පිටුවෙහිදී දැක්වේ.

rc relaxation oscillator waveform — RC රිලැක්සේෂන් ආස්වාදක විස්තාර

උපක්‍රමයේ අන්තර්ගත නියත අගය පිළිබඳ කිරීම සඳහා, උපක්‍රමයේ අන්තර්ගත නියත අගයන් භාවිතා කරයි.

රිලැක්සේෂන් ආස්වාදක උපක්‍රම පිටුව

රිලැක්සේෂන් ආස්වාදක උපක්‍රම පිටුවේ අන්තර්ගත නියත අගයන් භාවිතා කරමින් විවිධ අන්තර්ගත නියත අගයන් ලබා දෙයි. අන්තර්ගත නියත අගයන් භාවිතා කිරීමට පමණක් පිළිබඳ ලෙස, රිලැක්සේෂන් ආස්වාදක තුන් ප්‍රකාර උපක්‍රම පිටුවන් බෙදා බැලීමෙහි භාවිතා කළ යුතුය.

ඔප් ඇම්ප් රිලේක්සේෂන් ඔස්සිලේටරය

ඔප් ඇම්ප් රිලේක්සේෂන් ඔස්සිලේටරය වෙනත් නම් ලෙස අස්ථාබිල් මූල්ටිවයිබ්‍රේටරය ලෙසද හැඳින්වෙයි. එය සෘණ වේලා තීරු ප්‍රතිඵල උත්පාදනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරනු ලබන අතර එහි ප්‍රස්තාර දැක්විය හැකිය. ඔප් ඇම්ප් රිලේක්සේෂන් ඔස්සිලේටරයේ ප්‍රස්තාර පහත දැක්වේ.

op amp relaxation oscillator — ඔප් ඇම්ප් රිලේක්සේෂන් ඔස්සිලේටරය

මෙම ප්‍රස්තාරය ගැලීම් ආකාරයක් ලෙස යොදා ගන්නා කාප්චරයක්, රෝස්ටරයන් සහ ඔප් ඇම්ප් ඇතිය.

ඔප් ඇම්ප්ගේ නොවෙනස්කරණිය අවලිය RC ප්‍රස්තාරයෙන් සම්බන්ධ කර ඇත. එබැවින් කාප්චරයේ විදුලි VC ඔප් ඇම්ප්ගේ නොවෙනස්කරණිය අවලියේ විදුලි V- සමාන වේ. වෙනස්කරණිය අවලිය රෝස්ටරයන් සමඟ සම්බන්ධ කර ඇත.

ප්‍රස්තාර දැක්වෙන පරිදි ඔප් ඇම්ප් පිළිගැනීම් උපකාරයක් සමඟ භාවිතා කරන විට එය ශ්මිට් ට්‍රිගරය ලෙස හැඳින්වෙයි.

V+ එකතුව V- වැඩි විට උත්පාදන විදුලිය +12V වේ. සහ V- එකතුව V+ වැඩි විට උත්පාදන විදුලිය -12V වේ.

මුල් අවස්ථාවේදී, t=0 විට, කාප්චරය පුරා පිහිටුවා ඇති බව උපකල්පනය කරන්න. එබැවින් නොවෙනස්කරණිය අවලියේ විදුලිය V-=0 වේ. වෙනස්කරණිය අවලියේ විදුලිය V+ βVout වේ.

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

ගණනය කිරීමට සුලු කිරීම සඳහා, අපි R2 සහ R3 එකතුවක් ලෙස නිරූපණය කරන්න. එබැවින්, β=2 සහ βVout=6V. එබැවින්, කැපැසිටරය 6V දක්වා පුරවනු වේ.

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

මෙම පිළිවෙලෙහි, V+ යනු V- වෙනුවට වඩා විශාල වේ. එබැවින්, ප්‍රතිදාන ධාරාව Vout=+12V. එහිදී, කැපැසිටරය පුරවී අරඹනු වේ.

කැපැසිටරයේ ධාරාව 6V වඩා විශාල වූ විට, V- යනු V+ වෙනුවට වඩා විශාල වේ. එබැවින්, ප්‍රතිදාන ධාරාව -12V වෙනුවට වෙනස් වේ.

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

මෙම තත්ත්වයේදී, නිලෝපන පරාසයේ බාටුවේ විදුලි මට්ටම එහි ධාරාවීඩිය වෙනස් කරයි. එබැවින්, V+=-6V.

දැන්, කැපැසිටරය -6V දක්වා අවිනිශ්චිත කරයි. කැපැසිටරයේ විදුලි මට්ටම -6V ට අඩු වූ විට, නැවත V+ එහිදී V- ට වඩා විශාලයි.

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

එබැවින්, නැවත ඉවත්කිරීමේ විදුලි මට්ටම -12V ට වෙන් යොමු වේ +12V. දැන්, කැපැසිටරය නැවත අවිනිශ්චිත කරයි.

එබැවින්, කැපැසිටරයේ අවිනිශ්චිත සහ අවිනිශ්චිත චක්‍රය ඉල්ලීමේ අවසානයේ රේඛීය විදුලි ප්‍රතිදානයේදී, පහත දැක්වෙන ස්කේචයේදී පෙන්වා ඇති පරිදි, නිලෝපන පරාසයේ බාටුවේ රේඛීය හා නිරන්තර රේඛීය විදුලි ජනනය කරයි.

op amp relaxation oscillator waveform — OP-අම්ප් ආරාධනා ප්‍රතිවිඩාන විදුලි ලේඛණය

ප්‍රතිඵලයේ විස්තාර ප්‍රස්තාරයේ සැකිල්ල වෙනුවට කැපැසිටරයේ පූරණය සහ අවශීර්ෂණයේ කාලය පරිදි මිණුම් කරයි. කැපැසිටරයේ පූරණය-අවශීර්ෂණ කාලය එහි RC ප්‍රක්ෂේපයේ කාල නියතය පරිදි මිණුම් කරයි.

UJT Relaxation Oscillator

UJT (unijunction transistor) යනු ප්‍රස්තාරයේ ප්‍රක්ෂේප ප්‍රබන්ධකයකි. UJT ප්‍රස්තාරයේ ප්‍රක්ෂේප ප්‍රබන්ධයේ ප්‍රක්ෂේප රූපය පහත දැක්වේ.

UJTගේ ඉමිටර් තීරුව රෝස්ටරයක් සහ කැපැසිටරයක් සමඟ සම්බන්ධ කර ඇත.

පළමුව කැපැසිටරය අවශීර්ෂණය කර ඇති බව අපි උපකල්පනය කරමු. එබැවින්, කැපැසිටරයේ විද්‍යුත් තාවකය ශුන්‍යයි.

$V_C = 0$

මෙම පිළිවෙලින්, UJT නොක්‍රිය වේ. එහිදී, කැපැසිටරය R රෝස්ටරය මගින් පූරණය ආරම්භ කරයි. පහත සමීකරණය පරිදි.

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

කැපසිටරය පිහිටුවන විට එය අවශ්‍ය මාර්ගයේ උත්තරම ආපසු රීතිය දෙයි VBB.

කැපසිටරය පිහිටුවන විට එය අවශ්‍ය මාර්ගයේ උත්තරම ආපසු රීතිය දෙයි VBB ලෙස කැපසිටරය පිහිටුවන විට UJT ප්‍රදේශයේ උත්තරම ආපසු රීතිය දෙයි. එවිට කැපසිටරය පිහිටුවන්නේ නොහොත් එය R1 තෝරාගැනීම මගිනි.

කැපසිටරය UJT ප්‍රදේශයේ උත්තරම ආපසු රීතිය (VV) ලෙස කැපසිටරය පිහිටුවන විට එය නොහොත් UJT ප්‍රදේශය පිහිටුවන්නේ නොහොත් කැපසිටරය පිහිටුවන්නේ යැයි පිළිගැනීම.

එබැවින්, කැපසිටරය පිහිටුවන සහ ඉවත් කිරීමේ උත්තරම ආපසු රීතිය කැපසිටරය පිහිටුවන විට එය ඇති වන පූර්ණ ප්‍රදේශය පිහිටුවන්නේ යැයි පිළිගැනීම. එවිට R2 ප්‍රදේශය ඉවත් කිරීමේ විට එය පිහිටුවන විට එය බිඳුනි.

කැපසිටරය සහ R2 ප්‍රදේශය පිහිටුවන විට එය පහත දැක්වෙන පිටුවෙන් දැක්වේ.

ujt relaxation oscillator waveform — UJT Relaxation Oscillator Waveform

Relaxation Oscillator Frequency

විරාම තරඟයේ සැබෑක්කීමේ අනුපාතය කැපසිටරයේ පූරණය සහ ඉදිරියේ යැයි වෙන් කිරීමේ කාලයෙන් නිර්ණය වේ. RC රේඛාවේදී, පූරණය සහ ඉදිරියේ යැයි වෙන් කිරීමේ කාලය කාල නියතය නිසා නිර්ණය වේ.

ඔප් ඇම්ප් විරාම තරඟයේ සැබෑක්කීමේ අනුපාතය

ඔප් ඇම්ප් විරාම තරඟයේදී, R1 සහ C1 සැබෑක්කීමේ අනුපාතයට දායක වේ. එබැවින්, අඩු සැබෑක්කීමේ අනුපාතය සඳහා, කැපසිටරය පූරණය සහ ඉදිරියේ යැයි වෙන් කිරීමට පිළිගැනීමට අඩු කාලයක් අවශ්‍ය වේ. එහිදී, පූරණය සහ ඉදිරියේ යැයි වෙන් කිරීමට පිළිගැනීමට පොළොස් කාලයක් ලබා ගැනීමට, අපි වඩා විශාල R1 සහ C1 සකසා ගත යුතුය.

슷ුවින්, R1 සහ C1 විශාල අගයක් නැති නම්, සැබෑක්කීමේ අනුපාතය වැඩි වේ.

නමුත්, සැබෑක්කීමේ අනුපාතය ලැයිස්තු කිරීමේදී, රේඛාවන් R2 සහ R3 ද සැබෑක්කීමේ අනුපාතයට බොහෝ උපකාරක ලෙස ක්‍රියා කරයි. එය මෙම රේඛාවන් කැපසිටරයේ උපරිම ධාරාව නිර්ණය කරන අතර, කැපසිටරය මෙම ධාරා මට්ටම දක්වා පූරණය වේ.

යම් උපරිම ද්‍රායිය අඩු නම්, පූරණය කිරීමේ කාලය වේගවත් වේ. සෙවුම් උපරිම ධාරාව වැඩි නම්, පූරණය කිරීමේ කාලය පොළොස් වේ.

එබැවින්, සැබෑක්කීමේ අනුපාතය R1, R2, R3, සහ C1 අගයන් නිසා නිර්ණය වේ. එහිදී, ඔප් ඇම්ප් විරාම තරඟයේ සැබෑක්කීමේ අනුපාතය සූත්‍රය පහත පරිදියි;

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

යන්න,

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

මොස්තර සහතික තත්වයන් පිළිබඳව, R2 සහ R3 එකම කිරීම නිර්මාණය සහ ගණනය සරල කිරීමට කෙරෙයි.

$R_2 = R_3 = R$

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

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

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

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

R1 මින් සහ C1 යන අගයන් ලබාදීමෙන් අපි Op-Amp ප්‍රසාරණ උත්සේරකයේ කඩුලු සංඛ්‍යාව සොයා ගත හැකිය.

UJT ප්‍රසාරණ උත්සේරකයේ කඩුලු සංඛ්‍යාව

UJT ප්‍රසාරණ උත්සේරකයේදී, කඩුලු සංඛ්‍යාව RC රේඛාවට ප්‍රතිවිරුද්ධව නිර්ණය වේ. UJT ප්‍රසාරණ උත්සේරකයේ ධාරා පිළිබඳ දෘශ්‍යය පෙන්වා දී ඇත්තේ, R1 සහ R2 යන එක්සත් ධාරා ප්‍රතිරෝධකයන් යැයි. කඩුලු සංඛ්‍යාව R ධාරා ප්‍රතිරෝධකය සහ C බාර තාරකය මත ප්‍රතිවිරුද්ධව නිර්ණය වේ.

UJT ප්‍රසාරණ උත්සේරකයේ කඩුලු සංඛ්‍යාව සඳහා සමීකරණය පහත පරිදියි;

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

යන්නේ;

n = ආන්තරික නිර්වාඩ අනුපාතය. n අගය 0.51 සිට 0.82 ට පමණ වේ.

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

UJT එකට ON කිරීමට අවශ්‍ය වන අඩුම විද්‍යුත් තාවකය පහත පරිදියි;

$V = n V_{BB} + V_D$

යන්නේ,

VBB = පිපීඩා විද්‍යුත් තාවකය

VD = ඉලෙක්ට්‍රොඩ් සහ බේස්-2 රැගෙන පිටුව අතර අන්තර්ජාලිය දෝලා ප්‍රමාණය

R ප්‍රතිරෝධයේ අගය පහත පරාසය තුළ වේ.

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

යන්න,

VP, IP = උත්තම ධාරාව සහ විදුලි තාවක

VV, IV = අඩි ධාරාව සහ විදුලි තාවක

සැපීමේ නිලයෙහි වෙනස්කරණ සමීකරණය

සැපීමේ නිලයේ සහිත ප්‍රස්ථාරයේ, රෝග් R2 සහ R3 සමාන අගයන් ඇත. එබැවින්, විදුලි බෙදීමේ නියමයට අනුව;

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

V– යන්න ඔම්ගේ නියමයෙන් සහ කැපසිටර් විශේෂණ සමීකරණයෙන් ලබා ගත හැකිය;

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

මෙම විශේෂණ සමීකරණයට දෙකම විසඳුම් ඇත; විශේෂ විසඳුම සහ සමාන විසඳුම.

විශේෂ විසඳුම සඳහා, V- යන්න නියතයකි. V– = A ලෙස උපකල්පනය කරන්න. මෙම නියතයේ අවකලනය ශුන්‍යයි,

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

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

$V_{out} = A$

සමාන විසඳුම සඳහා, පහත සමීකරණයේ Laplace පරිවර්තනය භාවිතා කරන්න;

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

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

V– යනු විශේෂ හා සමාන විසඳුම්ගෙන් සමන්විත සම්පූර්ණ විසඳුමයි.

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

B අගය සොයා ගැනීමට, ආරම්භික සැලකිය යුතුය.

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

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

$B = -V_{dd}$

ඉතින් අවසානයේ V- හි විසඳුමක්;

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

සම්පූරකයින් vs ආපාම්

සම්පූරකයින්ද ආපාම් වෙනුවට භාවිතා කළ හැකිය. ආපාම් වශයෙන් දී ඇත්තේ මෙන්ම සම්පූරකයින්ද ප්‍රවාහනය කළ හැකි ලෙස නිර්මාණය කොට ඇත.

සම්පූරකයින්ගේ ප්‍රතිඵල සහ බාග්‍ය කාලය ආපාම් වෙනුවෙන් වඩා ඉහළ ය. එබැවින් සම්පූරකයින් ආපාම් වෙනුවට උත්තරීකරණ ප්‍රතිපාලක වලදී ප්‍රයෝජනය කළ හැකිය.

ආපාම් වශයෙන් දී ඇත්තේ පිළිබඳ ප්‍රතිඵලයක් පවතී. එබැවින් ආපාම් භාවිතා කරන විට පුල් කළමනාකරණ රෝස්ටරයක් භාවිතා කළ යුතු නොවේ. නමුත් සම්පූරකයින් භාවිතා කරන විට එය භාවිතා කළ යුතුය.

ආරාමික උත්තරීකරණ ප්‍රතිපාලකයන්ගේ භාවිතය

ආරාමික උත්තරීකරණ ප්‍රතිපාලකයන් භාවිතා කර කිසියම් දිජිටල් ප්‍රතිපාලකයක් සඳහා අන්තර්ජාල ගණනය නිර්මාණය කළ හැකිය. එය පහත දැක්වෙන භාවිතා කිරීම් සඳහාද භාවිතා කළ හැකිය.