अनुसरणकारी: उनीहरू के हुन्छन्? (परिभाषा, प्रकार, र अनुप्रयोग)

क्या है ओसिलेटर?

एक ओसिलेटर एक सर्किट है जो किसी इनपुट के बिना एक निरंतर, दोहराता, वैकल्पिक वेवफार्म उत्पन्न करता है। ओसिलेटर मूल रूप से एक DC स्रोत से एकदिशीय धारा प्रवाह को अपने सर्किट घटकों द्वारा निर्धारित वांछित आवृत्ति के एक वैकल्पिक वेवफार्म में परिवर्तित करते हैं।

ओसिलेटरों के काम के पीछे का मूल सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र 1 में दिखाए गए एक LC टैंक सर्किट के व्यवहार के विश्लेषण से समझा जा सकता है, जिसमें एक इंडक्टर L और एक पूरी तरह से पूर्व चार्ज किया गया कैपेसिटर C शामिल हैं। यहाँ, पहले, कैपेसिटर इंडक्टर के माध्यम से डिस्चार्ज होना शुरू करता है, जिसके परिणामस्वरूप इसकी विद्युत ऊर्जा इंडक्टर में संग्रहित विद्युत चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित हो जाती है। जब कैपेसिटर पूरी तरह से डिस्चार्ज हो जाता है, तो सर्किट में कोई धारा प्रवाह नहीं होता।

हालांकि, तब तक, संग्रहित विद्युत चुंबकीय क्षेत्र ने एक बैक-इमार्फ उत्पन्न किया होगा जो सर्किट में धारा का प्रवाह इसके पहले की दिशा में जारी रखता है। यह सर्किट में धारा का प्रवाह तब तक जारी रहता है जब तक विद्युत चुंबकीय क्षेत्र ढह नहीं जाता, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत चुंबकीय ऊर्जा विद्युत रूप में पुनः-परिवर्तित हो जाती है, जिससे चक्र दोहराता है। हालांकि, अब कैपेसिटर विपरीत ध्रुवित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक ओसिलेटिंग वेवफार्म आउटपुट के रूप में प्राप्त होता है।

हालांकि, दो ऊर्जा-रूपों के बीच अंतर-परिवर्तन के कारण उत्पन्न ओसिलेशन चिरकालिक नहीं जारी रह सकते क्योंकि वे सर्किट के प्रतिरोध के प्रभाव से ऊर्जा नुकसान का अधीन होंगे। इस परिणामस्वरूप, इन ओसिलेशनों की आयाम निरंतर घटती जाती है और शून्य हो जाती है, जिससे वे डैंप्ड हो जाते हैं।

यह संकेत देता है कि निरंतर और स्थिर आयाम के ओसिलेशन प्राप्त करने के लिए, एक को ऊर्जा नुकसान के लिए प्रतिस्थापन करना चाहिए। हालांकि, यह ध्यान में रखना चाहिए कि आपूर्ति की गई ऊर्जा को ठीक-ठीक नियंत्रित किया जाना चाहिए और नुकसान हुई ऊर्जा के बराबर होना चाहिए ताकि स्थिर आयाम के साथ ओसिलेशन प्राप्त किए जा सकें।

यह इसलिए है, क्योंकि यदि आपूर्ति की गई ऊर्जा नुकसान हुई ऊर्जा से अधिक हो, तो ओसिलेशनों का आयाम बढ़ेगा (चित्र 2a) जिससे विकृत आउटपुट होगा; जबकि यदि आपूर्ति की गई ऊर्जा नुकसान हुई ऊर्जा से कम हो, तो ओसिलेशनों का आयाम घटेगा (चित्र 2b) जिससे अस्थायी ओसिलेशन होंगे।

व्यावहारिक रूप से, ओसिलेटर केवल एम्प्लिफायर सर्किट हैं जिन्हें एक सकारात्मक या पुनर्जननीय प्रतिक्रिया प्रदान की जाती है जिसमें आउटपुट सिग्नल का एक हिस्सा इनपुट पर वापस भेजा जाता है (चित्र 3)। यहाँ, एम्प्लिफायर में एक एम्प्लिफायिंग एक्टिव तत्व होता है जो एक ट्रांजिस्टर या एक ऑप-ऐम्प हो सकता है और वापस भेजा गया इन-फेज सिग्नल सर्किट में नुकसान को भरने के लिए जिम्मेदार होता है जिससे ओसिलेशन निरंतर रहते हैं।

जब पावर सप्लाई ऑन की जाती है, तो सिस्टम में उपस्थित इलेक्ट्रोनिक शोर के कारण ओसिलेशन शुरू हो जाते हैं। यह शोर सिग्नल लूप के चारों ओर घूमता है, एम्प्लिफाय होता है और बहुत जल्दी एक एकल आवृत्ति साइन वेव में एकीकृत हो जाता है। चित्र 3 में दिखाए गए ओसिलेटर के बंद लूप गेन का व्यंजक इस प्रकार दिया गया है:

जहाँ A एम्प्लिफायर का वोल्टेज गेन है और β प्रतिक्रिया नेटवर्क का गेन है। यहाँ, यदि Aβ > 1, तो ओसिलेशनों का आयाम बढ़ेगा (चित्र 2a); जबकि यदि Aβ < 1, तो ओसिलेशन डैंप होंगे (चित्र 2b)। दूसरी ओर, Aβ = 1 स्थिर आयाम के साथ ओसिलेशन (चित्र 2c) का संकेत देता है। दूसरे शब्दों में, यह संकेत देता है कि यदि प्रतिक्रिया लूप गेन छोटा हो, तो ओसिलेशन लुप्त हो जाएगा, जबकि यदि प्रतिक्रिया लूप का गेन बड़ा हो, तो आउटपुट विकृत होगा; और केवल यदि प्रतिक्रिया का गेन एक तो ओसिलेशन स्थिर आयाम के साथ होंगे जो स्व-संतुलित ओसिलेटरी सर्किट का निर्माण करते हैं।

ओसिलेटर के प्रकार

कई प्रकार के ओसिलेटर हैं, लेकिन उन्हें दो मुख्य श्रेणियों में व्यापक रूप से वर्गीकृत किया जा सकता है - हार्मोनिक ओसिलेटर (जिन्हें लिनियर ओसिलेटर भी कहा जाता है) और रिलैक्सेशन ओसिलेटर।

एक हार्मोनिक ओसिलेटर में, ऊर्जा का प्रवाह हमेशा सक्रिय घटकों से निष्क्रिय घटकों की ओर होता है और ओसिलेशन की आवृत्ति प्रतिक्रिया पथ द्वारा निर्धारित की जाती है।

जबकि एक रिलैक्सेशन ओसिलेटर में, ऊर्जा सक्रिय और निष्क्रिय घटकों के बीच आदान-प्रदान होती है और ओसिलेशन की आवृत्ति प्रक्रिया में शामिल चार्जिंग और डिस्चार्जिंग टाइम-कांस्टेंट्स द्वारा निर्धारित की जाती है। इसके अलावा, हार्मोनिक ओसिलेटर निम्न-विकृत साइन वेव आउटपुट उत्पन्न करते हैं जबकि रिलैक्सेशन ओसिलेटर गैर-साइनसोइडल (सॉ टूथ, ट्रायंगुलर या स्क्वायर) वेव-फार्म्स उत्पन्न करते हैं।

ओसिलेटर के मुख्य प्रकार शामिल हैं:

• वियन ब्रिज ओसिलेटर

• आरसी फेज शिफ्ट ओसिलेटर

• हार्टले ओसिलेटर

• वोल्टेज कंट्रोल्ड ओसिलेटर

• कोल्पिट्स ओसिलेटर

• क्लैप ओसिलेटर

• क्रिस्टल ओसिलेटर

• आर्मस्ट्रांग ओसिलेटर

• ट्यून्ड कले