În general, oscilatorul este un dispozitiv electronic folosit pentru a schimba energia DC în energie AC cu o frecvență înaltă, unde frecvența variază de la Hz la câțiva MHz. Un oscilator nu are nevoie de nicio sursă de semnal exterioară, cum ar fi un amplificator. În general, oscilatoare sunt disponibile în două tipuri sinusoidal și non-sinusoidal. Oscilațiile generate de oscilatoarele sinusoidale sunt unde sinusoidale formate la frecvență și amplitudine stabile, în timp ce oscilațiile generate de oscilatorii non-sinusoidale sunt forme de undă complexe, cum ar fi triunghiulară, pătrată și dinte de fierăstrău. Deci, acest articol discută o privire de ansamblu asupra unui tranzistor ca oscilator sau oscilator tranzistor – lucrul cu aplicații.
Definiți oscilator tranzistor
Când un tranzistor acționează ca un oscilator cu feedback pozitiv adecvat, atunci este cunoscut ca un oscilator tranzistor. Acest oscilator generează oscilații neamortizate în mod continuu pentru orice frecvență dorită dacă rezervorul și circuitele de feedback sunt conectate corect la el.
Diagrama circuitului oscilatorului tranzistorului
Schema de circuit a oscilatorului tranzistor este prezentată mai jos. Folosind acest circuit, putem explica pur și simplu cum să folosim un tranzistor ca oscilator. Acest circuit este separat în trei părți, cum urmează.
Circuitul rezervorului
Circuitul rezervorului generează oscilații care sunt modificate cu tranzistorul și generează o ieșire amplificată în partea colectorului.
Circuit amplificator
Acest circuit este folosit pentru a amplifica micile oscilații sinusoidale disponibile în circuitul bază-emițător și ieșirea este produsă sub formă amplificată.
Circuitul de feedback
Circuitul de feedback este o secțiune foarte semnificativă în acest circuit, deoarece, pentru un amplificator, necesită ceva energie pentru a se amplifica la circuitul rezervorului. Deci, energia circuitului colector este alimentată înapoi la circuitul de bază folosind fenomenul de inducție reciprocă. Prin utilizarea acestui circuit, energia este alimentată înapoi de la ieșire la intrare.
Funcționarea tranzistorului ca oscilator
În circuitul oscilator tranzistor de mai sus, tranzistorul este utilizat ca circuit CE (emițător comun) în care emițătorul este comun atât la bornele de bază, cât și la cele ale colectorului. Între bornele de intrare emițător și bază, este conectat un circuit rezervor. În circuitul rezervorului, inductorul și condensatorul sunt conectate paralel pentru a genera oscilații în circuit.
Din cauza oscilațiilor tensiunii și sarcinii din circuitul rezervorului, fluxul de curent la terminalul de bază fluctuează, astfel încât polarizarea directă a curentului de bază se schimbă periodic, apoi curentul colectorului se schimbă periodic.
Oscilațiile LC sunt de natură sinusoidală, astfel încât atât curenții de bază, cât și curenții colectorului variază sinusoidal. După cum se arată în diagramă, dacă curentul la terminalul colectorului se modifică sinusoidal, atunci tensiunea de ieșire atinsă poate fi pur și simplu scrisă ca Ic RL. Această ieșire este considerată o ieșire sinusoidală.
Odată ce desenăm un grafic între timp și tensiunea de ieșire, curba va fi sinusoidală. Pentru a obține oscilații continue în circuitul rezervorului, avem nevoie de puțină energie. Dar în acest circuit, nu este disponibilă nicio sursă de curent continuu sau baterie.
Așa că am conectat L1 și L2 inductori în circuitele colectorului și bazei folosind o tijă de fier moale. Deci, această tijă va conecta inductorul L2 la inductorul L1 datorită inducției sale reciproce. O parte a energiei din circuitul colector va fi conectată la partea de bază a circuitului. Astfel, oscilația din circuitul rezervorului este susținută și amplificată continuu.
Condiții de oscilație
Circuitul oscilatorului tranzistorului trebuie să urmeze următoarele
- Schimbarea de fază a buclei ar trebui să fie de 0 și 360 de grade.
- Câștigul buclei trebuie să fie >1.
- Dacă un semnal sinusoidal este o ieșire preferată, atunci un câștig de buclă > 1 va determina rapid o/p saturarea la ambele vârfuri ale formei de undă și va genera o distorsiune inacceptabilă.
- Dacă câștigul amplificatorului este >100, atunci oscilatorul va limita ambele vârfuri ale formei de undă. Pentru a îndeplini condițiile de mai sus, circuitul oscilatorului ar trebui să includă un anumit tip de amplificator, precum și o parte din ieșirea acestuia, care ar trebui să fie alimentată înapoi la intrare. Pentru a cuceri pierderile din circuitul de intrare, folosim circuitul de feedback. Dacă câștigul amplificatorului este <1, atunci circuitul oscilatorului nu va oscila și dacă este > 1, atunci circuitul va oscila și va genera semnale distorsionate.
Tipuri de oscilator tranzistor
Există diferite tipuri de oscilatoare disponibile, dar fiecare oscilator are aceeași funcție. Deci generează o ieșire continuă neamortizată. Dar, se modifică în furnizarea de energie circuitului oscilator sau rezervor pentru a îndeplini intervalele de frecvență, precum și pierderile peste care sunt utilizate.
Oscilatoarele cu tranzistori care utilizează circuite LC ca circuite oscilatoare sau rezervor sunt extrem de populare pentru producerea de ieșiri de înaltă frecvență. Diferitele tipuri de oscilatoare cu tranzistori sunt discutate mai jos.
Oscilator Hartley
Oscilatorul Hartley este un tip de oscilator electronic care este folosit pentru a determina frecvența de oscilație printr-un circuit reglat. Caracteristica principală a acestui oscilator este că circuitul reglat include un singur condensator conectat în paralel prin două inductori în serie, iar semnalul de feedback necesar pentru oscilație este obținut din conexiunea centrală a celor două inductori. Oscilatorul Hartley este potrivit pentru oscilații în domeniul RF de până la 30MHz. Pentru a afla mai multe despre acest oscilator faceți clic aici - oscilator Hartley.
Oscilator de cristal
Oscilatorul cu tranzistor cu cristal este aplicabil în diferite domenii ale electronicii, precum și radio. Aceste tipuri de oscilatoare joacă un rol cheie în furnizarea unui semnal CLK ieftin de utilizat în circuitul logic sau digital. În alte exemple, acest oscilator poate fi utilizat pentru a furniza o sursă de semnal RF constantă și precisă. Așadar, acești oscilatori sunt folosiți frecvent de amatorii de radio sau radioamatorii în circuitele emițătoare radio, oriunde pot fi cele mai eficiente. Pentru a afla mai multe despre acest oscilator faceți clic aici - Oscilator de cristal.
Oscilatorul lui Colpitt
Oscilatorul Colpitts este destul de opus oscilatorului Hartley, cu excepția că inductoarele și condensatorii sunt înlocuite între ele în circuitul rezervorului. Principalul beneficiu al acestui tip de oscilator este că prin mai puțină inductanță reciprocă și auto-inductantă în circuitul rezervorului, stabilitatea frecvenței oscilatorului este îmbunătățită. Acest oscilator generează frecvențe foarte înalte pe baza semnalelor sinusoidale. Aceste oscilatoare au stabilitate de înaltă frecvență și pot rezista la temperaturi scăzute și ridicate. Pentru a afla mai multe despre acest oscilator faceți clic aici - Oscilator Colpitts
Oscilator pod Wien
Oscilatorul Wien bridge este un oscilator de frecvență audio care este folosit frecvent datorită caracteristicilor sale semnificative. Acest tip de oscilator este lipsit de fluctuații, precum și de temperatura ambiantă a circuitului. Principalul beneficiu al acestui tip de oscilator este că frecvența este schimbată de la 10Hz la 1MHz. Deci, acest circuit oscilator oferă o bună stabilitate a frecvenței. Pentru a afla mai multe despre acest oscilator faceți clic aici - Oscilator pod Wien.
Oscilator cu schimbare de fază
Oscilatorul cu schimbare de fază RC este un fel de oscilator oriunde este utilizată o rețea RC simplă pentru a furniza defazajul necesar către semnalul de feedback. Similar cu oscilatorul Hartley & Colpitts, acest oscilator folosește o rețea LC pentru a oferi feedback-ul pozitiv necesar. Acest oscilator are o stabilitate remarcabilă a frecvenței și generează unde sinusoidale pure pe o gamă extinsă de sarcini. Pentru a afla mai multe despre acest oscilator faceți clic aici - Oscilator cu defazare RC
Gamele de frecvență ale diferitelor oscilatoare cu tranzistori sunteți:
- pod Wien (1Hz la 1MHz),
- oscilator cu defazare (1Hz la 10MHz),
- oscilator Hartley (10 kHz până la 100 MHz),
- Colpitts (10 kHz până la 100 MHz) și
- oscilator cu rezistență negativă >100MHz
Oscilator cu tranzistor folosind un circuit rezonant
Un oscilator tranzistor care utilizează un circuit rezonant care include un inductor și un condensator într-o serie va genera oscilații de frecvență. Dacă un inductor este dublat și condensatorul va fi schimbat la 4C, atunci frecvența este dată de
Expresia frecvenței de mai sus este utilizată pentru frecvența oscilațiilor LC într-un circuit LC în serie. După aceea, găsind cele două frecvențe, cum ar fi raportul f1 și f2, și înlocuind modificările dintre valorile inductanței și capacității, frecvența „f2” poate fi găsită în termeni de „f1”.
Raportul celor două frecvențe (f1&f2).
Aici „L” este dublat și „C” este schimbat la 4C
Înlocuiți aceste valori în ecuația de mai sus, apoi putem obține
Dacă găsim frecvența „f2” în termeni de frecvență „f1”, atunci putem obține următoarea ecuație 
Aplicații
The aplicații ale unui tranzistor ca oscilator includ următoarele.
- Un oscilator tranzistor este utilizat pentru a genera oscilații constante neamortizate pentru orice frecvență dorită dacă circuitele oscilatorii și de feedback sunt conectate corect la acesta.
- Oscilatorul pod Wien este foarte utilizat în testarea audio, testarea distorsiunii amplificatoarelor de putere și, de asemenea, folosit pentru excitarea podului AC.
- Oscilatorul Hartley este folosit la receptoarele radio.
- Oscilatorul lui Colpitt este folosit pentru a genera semnale de ieșire sinusoidale cu frecvențe extrem de înalte.
- Acestea sunt utilizate pe scară largă în instrumentație, computere, modemuri, sisteme digitale, marine, în sisteme de buclă blocată în fază, senzori, unități de disc și telecomunicații.
Astfel, despre asta este vorba o privire de ansamblu asupra tranzistorului oscilator – tipuri și aplicații ale acestora. Iată o întrebare pentru tine, care este funcția unui oscilator?
