Oszilatoren: Was sind sie? (Definition, Arten und Anwendungen) 请注意，根据您的要求，目标语言应为达里语（Dari），但提供的翻译结果是德语。由于直接转换成达里语需要特别的语言工具支持，我将基于指示提供正确的达里语翻译如下： اوسیلاتورها: آنچه هستند؟ (تعریف، انواع و کاربردها)
چه چیزی اسیلاتور است؟
اسیلاتور مداری است که بدون هیچ ورودی، موج متناوب پیوسته و تکرار شوندهای را تولید میکند. اسیلاتورها به طور اساسی جریان یکطرفه از منبع DC را به موج متناوب با فرکانس مورد نظر تبدیل میکنند که توسط اجزای مدار تعیین میشود.
اصل کار اسیلاتورها را میتوان با تحلیل رفتار مدار LC نمایش داده شده در شکل ۱ زیر، که شامل سلف L و خازن C کاملاً شارژ شده است، درک کرد. در اینجا، ابتدا خازن شروع به تخلیه از طریق سلف میکند که باعث تبدیل انرژی الکتریکی آن به میدان الکترومغناطیسی میشود که در سلف ذخیره میشود. یکباره خازن کاملاً تخلیه شد، جریان در مدار وجود نخواهد داشت.
با این حال، تا آن زمان، میدان الکترومغناطیسی ذخیره شده یک EMF عقب برگردان ایجاد میکند که باعث جریان در مدار در همان جهت قبلی میشود. این جریان در مدار ادامه مییابد تا زمانی که میدان الکترومغناطیسی انهدام شود و باعث بکارگردانی انرژی الکترومغناطیسی به فرم الکتریکی شود، که باعث تکرار چرخه میشود. اما اکنون خازن با قطبیت مخالف شارژ شده است، بنابراین خروجی موج نوسانی دریافت میکنیم.
با این حال، نوسانات ناشی از تبدیل متقابل بین دو فرم انرژی نمیتوانند برای همیشه ادامه داشته باشند زیرا تحت تأثیر از دست دادن انرژی به دلیل مقاومت مدار قرار میگیرند. در نتیجه، دامنه این نوسانات به تدریج کاهش مییابد تا صفر شود، که آنها را میرا میکند.
این نشان میدهد که برای به دست آوردن نوسانات پیوسته و با دامنه ثابت، باید برای جبران از دست دادن انرژی اقدام کنیم. با این حال، باید توجه داشت که انرژی تامین شده باید به طور دقیق کنترل شده و برابر با انرژی از دست رفته باشد تا نوسانات با دامنه ثابت به دست آید.
این به این دلیل است که اگر انرژی تامین شده بیشتر از انرژی از دست رفته باشد، دامنه نوسانات افزایش مییابد (شکل ۲a) که منجر به خروجی تحریف شده میشود؛ در حالی که اگر انرژی تامین شده کمتر از انرژی از دست رفته باشد، دامنه نوسانات کاهش مییابد (شکل ۲b) که منجر به نوسانات غیرقابل حفظ میشود.
در عمل، اسیلاتورها هیچ چیزی جز مدارهای تقویت کننده که با بازخورد مثبت یا بازخورد تجدیدپذیر فراهم شدهاند، نیستند که بخشی از سیگنال خروجی به ورودی بازخورد داده میشود (شکل ۳). در اینجا تقویت کننده شامل عنصر فعال تقویت کننده مانند ترانزیستور یا Op-Amp است و سیگنال بازخورد در فاز مسئول حفظ (تحکیم) نوسانات با جبران ضررهای مدار است.
هرگاه تامین کننده توان روشن شود، نوسانات در سیستم به دلیل نویز الکترونیکی موجود در آن آغاز میشود. این سیگنال نویز در دوره حرکت میکند، تقویت میشود و به سرعت به موج سینوسی با فرکانس واحد همگرا میشود. عبارت برای کسبوکار حلقه بسته اسیلاتور نشان داده شده در شکل ۳ به صورت زیر است:
که در آن A گین ولتاژ تقویت کننده و β گین شبکه بازخورد است. اینجا، اگر Aβ > 1، نوسانات در دامنه افزایش مییابد (شکل ۲a)؛ در حالی که اگر Aβ < 1، نوسانات میرا میشود (شکل ۲b). از طرف دیگر، Aβ = 1 منجر به نوسانات با دامنه ثابت (شکل ۲c) میشود. به عبارت دیگر، این نشان میدهد که اگر گین حلقه بازخورد کوچک باشد، نوسانات متوقف میشود، در حالی که اگر گین حلقه بازخورد بزرگ باشد، خروجی تحریف میشود؛ و فقط اگر گین بازخورد یکسان باشد، نوسانات با دامنه ثابت خواهد بود که منجر به مدار نوسانی خودپایدار میشود.
نوع اسیلاتور
انواع مختلفی از اسیلاتورها وجود دارد، اما میتوان آنها را به دو دسته اصلی تقسیم کرد – اسیلاتورهای هارمونیک (که همچنین به عنوان اسیلاتورهای خطی نیز شناخته میشوند) و اسیلاتورهای ریلکسیشن.
در اسیلاتور هارمونیک، جریان انرژی همیشه از اجزای فعال به اجزای غیرفعال است و فرکانس نوسانات توسط مسیر بازخورد تعیین میشود.
در حالی که در اسیلاتور ریلکسیشن، انرژی بین اجزای فعال و غیرفعال مبادله میشود و فرکانس نوسانات توسط ثوابت زمانی شارژ و تخلیه در فرآیند تعیین میشود. علاوه بر این، اسیلاتورهای هارمونیک خروجی موج سینوسی با کمترین تحریف را تولید میکنند در حالی که اسیلاتورهای ریلکسیشن موجهای غیرسینوسی (مثل موج دندانهای، مثلثی یا مربعی) تولید میکنند.
نوعهای اصلی اسیلاتورها شامل:
اسیلاتور پل وین
اسیلاتور تغییر فاز RC
اسیلاتور هارتلی
اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ
اسیلاتور کولپیتس
اسیلاتور کلپ
اسیلاتورهای کریستالی
اسیلاتور آرمسترانگ
اسیلاتور جمعکننده تنظیم شده
اسیلاتور گان
اسیلاتورهای متقاطع
اسیلاتورهای حلقهای
اسیلاتورهای دیناترون
اسیلاتورهای مایسنر
اسیلاتورهای نور-الکترونیکی
اسیلاتورهای پیرس
اسیلاتورهای رابینسون
اسیلاتورهای تری-تت
اسیلاتورهای پیرسون-آنسن
اسیلاتورهای خط تأخیر
اسیلاتورهای رویر
اسیلاتورهای جفتشده الکترونیکی
اسیلاتورهای چند موج
اسیلاتورها میتوانند به انواع مختلفی بر اساس پارامتر مورد نظر تقسیمبندی شوند، مانند بر اساس مکانیسم بازخورد، شکل موج خروجی و غیره. این انواع تقسیمبندی در زیر آمده است:
طبقهبندی بر اساس مکانیسم بازخورد: اسیلاتورهای با بازخورد مثبت و اسیلاتورهای با بازخورد منفی.
طبقهبندی بر اساس شکل موج خروجی: اسیلاتورهای موج سینوسی، اسیلاتورهای موج مربعی یا مستطیلی، اسیلاتورهای سوئیپ (که موج خروجی آنها شکل دندانهای است) و غیره.
طبقهبندی بر اساس فرکانس سیگنال خروجی: اسیلاتورهای فرکانس پایین، اسیلاتورهای صوتی (که فرکانس خروجی آنها در محدوده صوتی است)، اسیلاتورهای فرکانس رادیویی، اسیلاتورهای فرکانس بالا، اسیلاتورهای فرکانس بسیار بالا، اسیلاتورهای فرکانس فوق العاده بالا و غیره.
طبقهبندی بر اساس نوع کنترل فرکانس استفاده شده: اسیلاتورهای RC، اسیلاتورهای LC، اسیلاتورهای کریستالی (که از یک کریستال کوارتز استفاده میکنند تا خروجی موج با فرکانس ثابت را به دست آورند) و غیره.
طبقهبندی بر اساس ماهیت فرکانس موج خروجی: اسیلاتورهای فرکانس ثابت و اسیلاتورهای فرکانس متغیر یا تنظیمپذیر.
