Օսցիլյատորները. Ում են (Սահմանում, Տեսակներ և Հավելվածներ)

Ինչ է Օսցիլյատորը?

Օսցիլյատորը կուռնական է, որը առանց մուտքային ազդեցության հաստատուն և կրկնվող ալտերնացի ալիք ենթարկում է արտածում։ Օսցիլյատորները հիմնականում փոխում են միակողմանի հոսանքը DC աղբյուրից ալտերնացի ալիքի, որը ունի անհրաժեշտ հաճախություն, որը որոշվում է կուռնական կազմակերպության բաղադրիչներով։

Օսցիլյատորների աշխատանքի հիմնական սկզբունքը կարող է հասկացվել անալիզելով LC տանկային կուռնականի վարքը, որը ցուցադրված է գծապատկեր 1-ում, որը օգտագործում է L ինդուկտոր և C լիովին նախակառավորված կոնդենսատոր։ Այստեղ, սկզբում կոնդենսատորը սկսում է ներկայացնել հոսանքը ինդուկտորի միջոցով, որը հանգեցնում է իր էլեկտրական էներգիան էլեկտրոմագնիսական դաշտի մեջ փոխակերպվելու, որը կարող է պահվել ինդուկտորում։ Երբ կոնդենսատորը լիովին ներկայացվում է, կուռնականում հոսանքի հոսքը կլինի բացակայող։

Այնուամենայնիվ, դրա առաջ պահանջվող էլեկտրոմագնիսական դաշտը կստեղծի հետադիր էՄՖ, որը կառաջացնի հոսանքի հոսքը կուռնականում նույն ուղղությամբ, ինչպես նախորդում էր։ Այս հոսանքի հոսքը կուռնականում շարունակվում է մինչև էլեկտրոմագնիսական դաշտը կոլապսանում է, որը հետևանք է էլեկտրոմագնիսական էներգիայի հետադիր փոխակերպումը էլեկտրական ձևի մեջ, ինչը հաջորդաբար կարող է կրկնվել։ Այնուամենայնիվ, այժմ կոնդենսատորը կլինի լինած հակառակ բոլորությամբ լիցքավորված, ինչը հետևանք է ոսցիլյատոր ալիքի ստեղծումը արտածումում։

Այնուամենայնիվ, երկու էներգիայի ձևերի միջև փոխակերպման հետևանքով ստացված ոսցիլյացիաները չեն կարող շարունակվել անվերջության վրա, քանի որ նրանք կենթարկվում են կուռնականի դիմադրության էֆեկտին էներգիայի կորստի հետևանքով։ Արդյունքում, այդ ոսցիլյացիաների ամպլիտուդը ստացիոնար կրկնվող և հաստատուն ամպլիտուդ ունեցող ոսցիլյացիաներ ստանալու համար անհրաժեշտ է կորստի էներգիայի համար հավասարակշռում ստեղծել։ Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտ է նշել, որ առաջացող էներգիան պետք է ճշգրիտ կառավարվի և պետք է հավասար լինի կորստի էներգիային, որպեսզի ստացվեն հաստատուն ամպլիտուդ ունեցող ոսցիլյացիաներ։

Սա потому что, если поставленная энергия больше, чем потерявшаяся энергия, то амплитуда колебаний увеличится (Рисунок 2a), приводя к искаженному выходу; в то время как, если поставленная энергия меньше, чем потерявшаяся, то амплитуда колебаний уменьшится (Рисунок 2b), приводя к непродолжительным колебаниям.

Համարժեքորեն, օսցիլյատորները այլ ոչ են, քան լարման շղթաներ, որոնք առաջացնում են դրական կամ վերականգնող հետադիր կերպար, որտեղ արտածումի մի մասը կրկին ներկայացվում է մուտքի հետ (Գծապատկեր 3)։ Այստեղ լարման շղթան կազմակերպված է լարման ակտիվ տարրով, որը կարող է լինել տրանզիստոր կամ Օպ-Ամպ, և հետադիր ին-ֆազ սիգնալը պահանջվում է պահպանել (ստացունացնել) ոսցիլյացիաները, կորստի էներգիայի համար հավասարակշռում ստեղծելով կուռնականում։

Երբ էլեկտրական էներգիայի աղբյուրը միացվում է, համակարգում կսկսվեն ոսցիլյացիաները ներկայացված էլեկտրոնային նախապայմանավորման հետևանքով։ Այս նախապայմանավորման սիգնալը շարժվում է շղթայում, մեծացնում և շատ արագ հավասարակշռվում է մի միակ հաճախության սինուսային ալիքին։ Գծապատկեր 3-ում ցուցադրված օսցիլյատորի փակ շղթայի գնահատականը տրվում է հետևյալ արտահայտությամբ.

Որտեղ A-ն լարման գնահատականն է, իսկ β-ն հետադիր շղթայի գնահատականն է։ Այստեղ, եթե Aβ > 1, ապա ոսցիլյացիաների ամպլիտուդը կմեծանա (Գծապատկեր 2a); իսկ եթե Aβ < 1, ապա ոսցիլյացիաները կարճանան (Գծապատկեր 2b)։ Մինչդեռ, Aβ = 1 հանգեցնում է հաստատուն ամպլիտուդ ունեցող ոսցիլյացիաների (Գծապատկեր 2c)։ Այլ կերպ ասած, դա ցույց է տալիս, որ եթե հետադիր շղթայի գնահատականը փոքր է, ապա ոսցիլյացիաները կարճանան, իսկ եթե հետադիր շղթայի գնահատականը մեծ է, ապա արտածումը կարող է կորում լինել; և միայն եթե հետադիր շղթայի գնահատականը միավորն է, ապա ոսցիլյացիաները կունենան հաստատուն ամպլիտուդ և այդ արդյունքով կստացվի ինքնակառավարվող ոսցիլյացիայի շղթա։

Օսցիլյատորների տիպերը

Օսցիլյատորների շատ տիպեր կան, բայց կարող են լայնորեն դասակարգվել երկու գլխավոր կատեգորիաներով - Համակի Օսցիլյատորներ (նաև անվանում են Գծային Օսցիլյատորներ) և Արգանդային Օսցիլյատորներ։

Համակի օսցիլյատորում էներգիայի հոսքը միշտ է ակտիվ կոմպոնենտներից պասիվ կոմպոնենտների դիմաց և ոսցիլյացիաների հաճախությունը որոշվում է հետադիր ուղիով։

Մինչդեռ արգանդային օսցիլյատորում էներգիան փոխանցվում է ակտիվ և պասիվ կոմպոնենտների միջև և ոսցիլյացիաների հաճախությունը որոշվում է լիցքավորման և լիցքանցման ժամանակահատվածներով գործընթացում։ Ավելին, համակի օսցիլյատորները պատահում են ցածր կորում սինուսային ալիքները, իսկ արգանդային օսցիլյատորները ստեղծում են ոչ սինուսային (սուրանային, եռանկյունային կամ քառակուսային) ալիքային ձևեր։

Օսցիլյատորների գլխավոր տիպերը ներառում են.

• Վինի Միացման Օսցիլյատոր

• RC Ֆազային Շրջանակ Օսցիլյատոր

• Հարթլի Օսցիլյատոր

• Նապատակային Կոնտրոլավորվող Օսցիլյատոր