ఒసిలేటర్లు: వాటికి ఎందుకు? (వ్యాఖ్యానం, రకాలు, & అనువర్తనాలు)

ఒసిలేటర్ ఏంటి?

ఒసిలేటర్ అనేది కోణమైన, పునరావృత, వికల్ప వేవ్ ని ఎటువంటి ఇన్‌పుట్ లేకుండా ఉత్పత్తి చేసే సర్క్యూట్. ఒసిలేటర్లు ప్రాథమికంగా DC సోర్స్ నుండి ఒక దిశలో ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహంను ఆ సర్క్యూట్ కాంపోనెంట్లు నిర్ధారించిన కాంతీయ తరంగద్రుతి గల వికల్ప వేవ్ కు మార్చుతాయి.

ఒసిలేటర్ల పనిచేయడం యొక్క ప్రాథమిక ప్రమాణం LC ట్యాంక్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రవర్తనను విశ్లేషించడం ద్వారా అర్థం చేయవచ్చు, ఇది చిత్రం 1 లో చూపించబడింది, ఇది L ఇండక్టర్ మరియు పూర్తిగా ప్రారంభంలో చార్జ్ చేయబడిన C కెప్సిటర్ ను దాని కాంపోనెంట్లుగా ఉపయోగిస్తుంది. ఇక్కడ, మొదట, కెప్సిటర్ ఇండక్టర్ ద్వారా డిస్చార్జ్ ప్రారంభించుతుంది, ఇది దాని విద్యుత్ శక్తిని ఇండక్టర్ లో స్థాపించబడుతుంది. కెప్సిటర్ పూర్తిగా డిస్చార్జ్ అయినప్పుడు, సర్క్యూట్లో ప్రవాహం ఉండదు.

కానీ, అప్పుడే, స్థాపించబడిన విద్యుమాగ్నేటిక్ క్షేత్రం బ్యాక్-ఎంఎఫ్ ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ప్రారంభంలో సరే దిశలో సర్క్యూట్ యొక్క ప్రవాహం ప్రవహించడం వల్ల కొనసాగుతుంది. ఈ ప్రవాహం సర్క్యూట్లో ప్రవహించడం విద్యుమాగ్నేటిక్ క్షేత్రం ప్రసరించేవరకూ కొనసాగుతుంది, ఇది విద్యుమాగ్నేటిక్ శక్తిని విద్యుత్ రూపంలో పునర్విక్షేపణ చేస్తుంది, ఇది చక్రాన్ని పునరావృతం చేస్తుంది. కానీ, ఇప్పుడు కెప్సిటర్ వ్యతిరేక పోలారిటీతో చార్జ్ అవుతుంది, ఇది ఒక ఒసిలేటింగ్ వేవ్ ఫలితంగా వస్తుంది.

కానీ, రెండు శక్తి రూపాల మధ్య పరస్పర మార్పు ద్వారా ఉత్పత్తించబడుతున్న ఒసిలేషన్లు చాలా కాలం కొనసాగలేవు, ఇవి సర్క్యూట్ యొక్క రెండు శక్తి నష్టం యొక్క ప్రభావం కారణంగా కొనసాగడం వల్ల అమ్మిన ప్రమాణం తగ్గిపోతాయి, ఇవి డాంప్డ్ ప్రకృతి కలిగి ఉంటాయి.

ఇది సూచిస్తుంది, కొనసాగుతున్న మరియు స్థిర అంప్లిటూడ్ గల ఒసిలేషన్లను పొందడానికి శక్తి నష్టాన్ని పూర్తి చేయాలి. అయితే, ఇది గుర్తించాల్సిన విషయం యెంతకుంటే ఇవిధంగా పూర్తి చేయబడాల్సిన శక్తి స్థిరంగా ఉండాలి, ఇది స్థిర అంప్లిటూడ్ గల ఒసిలేషన్లను పొందడానికి సమానంగా ఉండాలి.

ఇది కారణం, ప్రాప్తమైన శక్తి నష్టం కన్నా ఎక్కువ ఉంటే, అంప్లిటూడ్ పెరిగి వస్తుంది (చిత్రం 2a) వికృత ఫలితం వస్తుంది; అయితే, ప్రాప్తమైన శక్తి నష్టం కన్నా తక్కువ ఉంటే, అంప్లిటూడ్ తగ్గి వస్తుంది (చిత్రం 2b) అందుకే అస్థిరమైన ఒసిలేషన్లు వస్తాయి.

ప్రాథమికంగా, ఒసిలేటర్లు అనేవి అమ్ప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లు మాత్రమే, ఇవి ఇన్‌ఫీడ్ లేదా పునర్జనన ఫీడ్బ్యాక్ తో ప్రదానం చేయబడతాయి, ఇక్కడ ఫలిత సిగ్నల్ యొక్క భాగం ఇన్‌పుట్‌కు ప్రతిదానంగా ప్రదానం చేయబడుతుంది (చిత్రం 3). ఇక్కడ అమ్ప్లిఫైయర్ ఒక ట్రాన్సిస్టర్ లేదా ఓప్-అంప్ అనే అమ్ప్లిఫైయింగ్ ఆక్టివ్ ఎలిమెంట్ ను కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఇన్-ఫేజ్ సిగ్నల్ ప్రతిదానంగా ప్రదానం చేయబడుతుంది, ఇది సర్క్యూట్లో నష్టాలను పూర్తి చేయడం ద్వారా ఒసిలేషన్లను నిలిపి ఉంచడానికి దాయిత్వం ఉంటుంది.

పవర్ సప్లై ఆన్ చేయబడినప్పుడు, సిస్టమ్లో ఉన్న ఇలక్ట్రానిక్ నాయ్జ్ కారణంగా ఒసిలేషన్లు ప్రారంభమవుతాయి. ఈ నాయ్జ్ సిగ్నల్ లూప్ చుట్టూ ప్రవహిస్తుంది, అమ్ప్లిఫై చేయబడుతుంది, మరియు త్వరగా ఒక ఫ్రీక్వెన్సీ సైన్ వేవ్ లో కంవర్జ్ అవుతుంది. చిత్రం 3 లో చూపించబడిన ఒసిలేటర్ యొక్క క్లోజ్డ్-లూప్ గెయిన్ యొక్క వ్యక్తీకరణ ఇలా ఇవ్వబడుతుంది:

ఇక్కడ A అనేది అమ్ప్లిఫైయర్ యొక్క వోల్టేజ్ గెయిన్ మరియు β అనేది ఫీడ్బ్యాక్ నెట్వర్క్ యొక్క గెయిన్. ఇక్కడ, మీరు Aβ > 1, అయితే ఒసిలేషన్ల అంప్లిటూడ్ పెరిగి వస్తుంది (చిత్రం 2a); అయితే Aβ < 1, అయితే ఒసిలేషన్లు డాంప్డ్ అవుతాయి (చిత్రం 2b). మరియు Aβ = 1 అయితే, ఒసిలేషన్లు స్థిర అంప్లిటూడ్ గలవి (చిత్రం 2c). ఇతర వాదాల్లో, ఇది సూచిస్తుంది, మీరు ఫీడ్బ్యాక్ లూప్ గెయిన్ చాలా తక్కువ ఉంటే, ఒసిలేషన్లు మరిపోతాయి, అయితే ఫీడ్బ్యాక్ లూప్ గెయిన్ చాలా ఎక్కువ ఉంటే, ఫలితం వికృతం అవుతుంది; మరియు ఫీడ్బ్యాక్ గెయిన్ యూనిటీ ఉంటే, ఒసిలేషన్లు స్థిర అంప్లిటూడ్ గలవి, ఇది స్వయం-నిలిపి ఉంచబడుతుంది.