Generellt är oscillatorn en elektronisk enhet som används för att ändra DC-energin till AC-energi med en hög frekvens där frekvensen sträcker sig från Hz till några MHz. En oscillator behöver ingen yttre signalkälla, som en förstärkare. Rent generellt, oscillatorer finns i två typer sinusformad och icke sinusformad. Oscillationerna som genereras av sinusformade oscillatorer är sinusvågor som bildas vid stabil frekvens och amplitud, medan oscillationerna som genereras av icke-sinusformade är komplexa vågformer som triangulär, fyrkantsvåg och sågtand. Så den här artikeln diskuterar en översikt av en transistor som en oscillator eller transistoroscillator – arbeta med applikationer.
Definiera transistoroscillator
När en transistor fungerar som en oscillator med korrekt positiv feedback är den känd som en transistoroscillator. Denna oscillator genererar odämpade svängningar kontinuerligt för valfri önskad frekvens om tank & återkopplingskretsar är anslutna till den på rätt sätt.
Transistoroscillatorkretsdiagram
Kretsschemat för transistoroscillatorn visas nedan. Genom att använda denna krets kan vi enkelt förklara hur man använder en transistor som en oscillator. Denna krets är uppdelad i tre delar som följande.
Tankkrets
Tankkretsen genererar svängningar som ändras med transistorn och genererar förstärkt utsignal inom kollektorsidan.
Förstärkarkrets
Denna krets används för att förstärka de små sinusformade svängningarna som finns tillgängliga i bas-emitterkretsen och utsignalen produceras i förstärkt form.
Återkopplingskrets
Återkopplingskretsen är en mycket viktig sektion i denna krets eftersom det för en förstärkare kräver en del energi för att förstärka vid tankkretsen. Så, energin i kollektorkretsen matas tillbaka till baskretsen med hjälp av ömsesidig induktionsfenomen. Genom att använda denna krets matas energin tillbaka från utgången till ingången.
Transistor fungerar som en oscillator
I ovanstående transistoroscillatorkrets används transistorn som en CE-krets (common emitter) där emittern är gemensam för både bas- och kollektorterminalerna. Mellan emitter- och basingången är en tankkrets ansluten. I tankkretsen är induktorn och kondensatorn parallellkopplade för att generera svängningar i kretsen.
På grund av spännings- och laddningsoscillationerna i tankkretsen, fluktuerar strömflödet vid basterminalen, så framåtförspänningen av basströmmen ändras periodiskt, sedan ändras kollektorströmmen också periodiskt.
LC-svängningar är sinusformade till sin natur så både bas- och kollektorströmmarna varierar sinusformigt. Som visas i diagrammet, om strömmen vid kollektorterminalen sinusformigt ändras kan den uppnådda utspänningen enkelt skrivas som Ic RL. Denna utgång anses vara en sinusformad utgång.
När vi väl ritar en graf mellan tid och utspänning kommer kurvan att vara sinusformad. För att få svängningar kontinuerligt i tankkretsen behöver vi lite energi. Men i den här kretsen finns ingen likströmskälla eller batteri tillgängligt.
Så vi kopplade L1 & L2 induktorer inom kollektor- och baskretsarna med hjälp av en mjuk järnstav. Så denna stav kommer att ansluta L2-induktorn till L1-induktorn på grund av dess ömsesidiga induktion. En del av energin i kollektorkretsen kommer att kopplas till bassidan av kretsen. Således upprätthålls och förstärks oscillationen i tankkretsen kontinuerligt.
Oscillationsförhållanden
Transistoroscillatorkretsen måste följa följande
- Fasförskjutningen av slingan bör vara 0 & 360 grader.
- Slingförstärkningen måste vara >1.
- Om en sinusformad signal är en föredragen utgång, kommer en loopförstärkning > 1 snabbt att få o/p att mättas vid båda vågformstopparna och generera oacceptabel distorsion.
- Om förstärkarens förstärkning är >100, kommer det att få oscillatorn att begränsa båda vågformstopparna. För att uppfylla ovanstående villkor bör oscillatorkretsen inkludera någon typ av förstärkare, såväl som en del av dess utgång, som ska matas tillbaka till ingången. För att erövra förlusterna inom ingångskretsen använder vi återkopplingskretsen. Om förstärkarens förstärkning är <1, kommer oscillatorkretsen inte att svänga och om den är > 1, kommer kretsen att oscillera och generera förvrängda signaler.
Typer av transistoroscillatorer
Det finns olika typer av oscillatorer tillgängliga men varje oscillator har samma funktion. Så de genererar kontinuerlig odämpad uteffekt. Men de förändras i tillförseln av energi till oscillerande eller tankkretsar för att möta frekvensområdena såväl som förluster över vilka de används.
Transistoroscillatorer som använder LC-kretsar som deras oscillerande eller tankkretsar är extremt populära för att producera högfrekventa utgångar. De olika typerna av transistoroscillatorer diskuteras nedan.
Hartley Oscillator
Hartley-oscillatorn är en typ av elektronisk oscillator som används för att bestämma oscillationsfrekvensen genom en avstämd krets. Huvudfunktionen hos denna oscillator är att den avstämda kretsen inkluderar en enkel kondensator ansluten parallellt genom två induktorer i serie och återkopplingssignalen som krävs för oscillation erhålls från de två induktorernas mittanslutning. Hartley oscillator är lämplig för oscillationer i RF-området upp till 30MHz. För att veta mer om denna oscillator klicka här - Hartley oscillator.
Kristalloscillator
Transistor kristalloscillator är tillämpbar inom olika områden av elektronik såväl som radio. Dessa typer av oscillatorer spelar en nyckelroll för att tillhandahålla en billig CLK-signal att använda i logik eller digital krets. I andra exempel kan denna oscillator användas för att tillhandahålla en konstant och exakt RF-signalkälla. Så dessa oscillatorer används ofta av radioamatörer eller radiosändare inom radiosändarkretsar, varhelst de kan vara mest effektiva. För att veta mer om denna oscillator klicka här - kristalloscillator.
Colpitts oscillator
Colpitts oscillator är helt motsatt Hartley Oscillator förutom att induktorerna och kondensatorerna byts ut mot varandra i tankkretsen. Den största fördelen med denna typ av oscillator är att genom mindre ömsesidig och självinduktans i tankkretsen förbättras oscillatorns frekvensstabilitet. Denna oscillator genererar mycket höga frekvenser baserat på sinusformade signaler. Dessa oscillatorer har högfrekvent stabilitet och de tål låga och höga temperaturer. För att veta mer om denna oscillator klicka här - Colpitts oscillator
Wien Bridge Oscillator
Wien bridge oscillator är en ljudfrekvensoscillator som används ofta på grund av dess betydande egenskaper. Denna typ av oscillator är fri från fluktuationer såväl som kretsens omgivningstemperatur. Den största fördelen med denna typ av oscillator är att frekvensen ändras från 10Hz till 1MHz område. Så denna oscillatorkrets ger bra frekvensstabilitet. För att veta mer om denna oscillator klicka här - Wien brooscillator.
Fasskiftoscillator
RC fasförskjutningsoscillator är en typ av oscillator där ett enkelt RC-nätverk används för att tillhandahålla den nödvändiga fasförskjutningen mot återkopplingssignalen. I likhet med Hartley & Colpitts oscillator använder denna oscillator ett LC-nätverk för att ge den positiva feedback som krävs. Denna oscillator har enastående frekvensstabilitet och den genererar rena sinusvågor över ett brett spektrum av belastningar. För att veta mer om denna oscillator klicka här - RC fasförskjutningsoscillator
Frekvensområden för olika transistoroscillatorer är:
- wien bridge (1Hz till 1MHz),
- fasskiftoscillator (1Hz till 10MHz),
- Hartley oscillator (10kHz till 100MHz),
- Colpitts (10kHz till 100MHz) och
- negativ resistansoscillator >100MHz
Transistoroscillator som använder resonanskrets
En transistoroscillator som använder en resonanskrets som inkluderar en induktor och en kondensator inom en serie kommer att generera frekvenssvängningar. Om en induktor fördubblas och kondensatorn ändras till 4C, så ges frekvensen av
Ovanstående frekvensuttryck används för frekvensen av LC-oscillationer inom en serie LC-krets. Efter det, genom att hitta de två frekvenserna som f1 och f2-förhållandet och ersätta förändringarna inom induktans- och kapacitansvärdena, kan 'f2'-frekvensen hittas i termer av 'f1'.
De två frekvenserna (f1&f2) förhållandet
Här fördubblas 'L' och 'C' ändras till 4C
Ersätt dessa värden i ovanstående ekvation, så kan vi få
Om vi hittar 'f2'-frekvensen i termer av 'f1'-frekvensen kan vi få följande ekvation 
Ansökningar
De tillämpningar av en transistor som en oscillator inkluderar följande.
- En transistoroscillator används för att generera konstanta odämpade oscillationer för vilken önskad frekvens som helst om oscillerande & återkopplingskretsar är korrekt anslutna till den.
- Wien bridge oscillator används mycket i ljudtestning, effektförstärkares distorsionstestning och används även för AC-bryggexcitering.
- Hartley oscillator används i radiomottagare.
- Colpitts oscillator används för att generera sinusformade utsignaler med extremt höga frekvenser.
- Dessa används flitigt i instrumentering, datorer, modem, digitala system, marina, i faslåsta loopsystem, sensorer, diskenheter och telekommunikation.
Alltså handlar det här om en översikt över transistorer oscillator – typer och deras tillämpningar. Här är en fråga till dig, vilken funktion har en oscillator?
