Generelt er oscillatoren en elektronisk enhed, der bruges til at ændre DC-energien til AC-energi med en høj frekvens, hvor frekvensen varierer fra Hz til nogle MHz. En oscillator behøver ikke nogen ekstern signalkilde, som en forstærker. Generelt, oscillatorer fås i to typer sinusformet og ikke-sinusformet. Oscillationerne genereret af sinusformede oscillatorer er sinusbølger dannet ved stabil frekvens og amplitude, mens oscillationerne genereret af ikke-sinusformede er komplekse bølgeformer som trekantet, firkantet bølge og savtand. Så denne artikel diskuterer en oversigt over en transistor som en oscillator eller transistor oscillator – arbejde med applikationer.
Definer Transistor Oscillator
Når en transistor fungerer som en oscillator med korrekt positiv feedback, er den kendt som en transistoroscillator. Denne oscillator genererer udæmpede svingninger kontinuerligt for enhver ønsket frekvens, hvis tank- og feedbackkredsløb er tilsluttet den korrekt.
Transistor oscillator kredsløbsdiagram
Kredsløbsdiagrammet for transistoroscillatoren er vist nedenfor. Ved at bruge dette kredsløb kan vi ganske enkelt forklare, hvordan man bruger en transistor som en oscillator. Dette kredsløb er opdelt i tre dele som det følgende.
Tankkredsløb
Tankkredsløbet genererer oscillationer, der ændres med transistoren og genererer forstærket output inden for kollektorsiden.
Forstærker kredsløb
Dette kredsløb bruges til at forstærke de små sinusformede svingninger, der er tilgængelige i base-emitter-kredsløbet, og output produceres i forstærket form.
Feedback kredsløb
Tilbagekoblingskredsløbet er et meget væsentligt afsnit i dette kredsløb, fordi det for en forstærker kræver noget energi at forstærke ved tankkredsløbet. Så energien fra solfangerkredsløbet føres tilbage til basiskredsløbet ved hjælp af gensidig induktionsfænomen. Ved at bruge dette kredsløb føres energien tilbage fra output til input.
Transistor fungerer som en oscillator
I ovenstående transistoroscillatorkredsløb bruges transistoren som et CE (common emitter) kredsløb, hvor emitteren er fælles for både base- og kollektorterminalerne. Mellem emitter- og basisindgangsterminalerne er et tankkredsløb tilsluttet. I tankkredsløbet er induktoren og kondensatoren parallelt forbundet for at generere oscillationer i kredsløbet.
På grund af spændings- og ladningsoscillationerne i tankkredsløbet svinger strømstrømmen ved basisterminalen, så forspændingen af basisstrømmen ændrer sig periodisk, så ændres kollektorstrømmen også periodisk.
LC-oscillationer er sinusformet, så både basis- og kollektorstrømmene varierer sinusformet. Som vist i diagrammet, hvis strømmen ved kollektorterminalen ændres sinusformet, kan den opnåede udgangsspænding simpelthen skrives som Ic RL. Dette output betragtes som et sinusformet output.
Når vi tegner en graf mellem tid og udgangsspænding, vil kurven være sinusformet. For at få oscillationer kontinuerligt i tankkredsløbet kræver vi noget energi. Men i dette kredsløb er der ingen DC-kilde eller batteri tilgængelig.
Så vi forbandt L1 & L2 induktorer inden for solfangeren og basiskredsløbene ved hjælp af en blød jernstang. Så denne stang vil forbinde L2-induktoren til L1-induktoren på grund af dens gensidige induktion. En del af energien i kollektorkredsløbet vil blive forbundet til kredsløbets basisside. Således opretholdes og forstærkes oscillationen i tankkredsløbet kontinuerligt.
Oscillationsforhold
Transistoroscillatorkredsløbet skal følge følgende
- Faseforskydningen af sløjfen skal være 0 & 360 grader.
- Sløjfeforstærkningen skal være >1.
- Hvis et sinusformet signal er en foretrukken udgang, så vil en loop gain > 1 hurtigt få o/p til at mættes ved begge bølgeformspidser og generere uacceptabel forvrængning.
- Hvis forstærkerens forstærkning er >100, så vil det få oscillatoren til at begrænse begge bølgeformstoppene. For at opfylde ovenstående betingelser bør oscillatorkredsløbet omfatte en form for forstærker, såvel som en del af dens output, som skal føres tilbage til indgangen. For at overvinde tabene inden for inputkredsløbet bruger vi feedbackkredsløbet. Hvis forstærkerens forstærkning er <1, vil oscillatorkredsløbet ikke oscillere, og hvis det er > 1, vil kredsløbet oscillere og generere forvrængede signaler.
Typer af transistoroscillatorer
Der findes forskellige slags oscillatorer, men hver oscillator har den samme funktion. Så de genererer kontinuerligt udæmpet output. Men de ændrer sig i at levere energi til oscillator- eller tankkredsløbet for at imødekomme frekvensområderne såvel som tab, som de bruges over.
Transistoroscillatorer, der bruger LC-kredsløb som deres oscillator- eller tankkredsløb, er ekstremt populære til at producere højfrekvente udgange. De forskellige typer transistoroscillatorer diskuteres nedenfor.
Hartley Oscillator
Hartley-oscillatoren er en slags elektronisk oscillator, der bruges til at bestemme oscillationsfrekvensen gennem et tunet kredsløb. Hovedegenskaben ved denne oscillator er, at det indstillede kredsløb inkluderer en enkelt kondensator forbundet parallelt gennem to induktorer i serie, og feedbacksignalet, der kræves til oscillation, opnås fra de to induktorers midterforbindelse. Hartley oscillator er velegnet til svingninger i RF-området op til 30MHz. For at vide mere om denne oscillator klik her - Hartley oscillator.
Krystaloscillator
Transistor krystal oscillator er anvendelig i forskellige områder af elektronik såvel som radio. Disse typer oscillatorer spiller en nøglerolle i at give et billigt CLK-signal til brug i logik eller digitalt kredsløb. I andre eksempler kan denne oscillator bruges til at tilvejebringe en konstant og præcis RF-signalkilde. Så disse oscillatorer bruges ofte af radioamatører eller radioskinker i radiosenderkredsløb, hvor end de kan være mest effektive. For at vide mere om denne oscillator klik her - krystal oscillator.
Colpitts Oscillator
Colpitts-oscillatoren er helt modsat Hartley Oscillator, bortset fra at induktorerne og kondensatorerne udskiftes med hinanden i tankkredsløbet. Den største fordel ved denne form for oscillator er, at ved mindre gensidig og selvinduktans i tankkredsløbet, forbedres oscillatorens frekvensstabilitet. Denne oscillator genererer meget høje frekvenser baseret på sinusformede signaler. Disse oscillatorer har højfrekvent stabilitet, og de kan modstå lave og høje temperaturer. For at vide mere om denne oscillator klik her - Colpitts oscillator
Wien Bridge Oscillator
Wien bridge oscillator er en lydfrekvensoscillator, der ofte bruges på grund af dens væsentlige egenskaber. Denne type oscillator er fri for udsving såvel som den omgivende temperatur i kredsløbet. Den største fordel ved denne form for oscillator er, at frekvensen ændres fra 10Hz til 1MHz område. Så dette oscillatorkredsløb giver god frekvensstabilitet. For at vide mere om denne oscillator klik her - Wien bro oscillator.
Faseskiftoscillator
RC-faseforskydningsoscillator er en slags oscillator, hvor et simpelt RC-netværk bruges til at levere det nødvendige faseskift mod feedbacksignalet. I lighed med Hartley & Colpitts oscillator bruger denne oscillator et LC-netværk til at give den nødvendige positive feedback. Denne oscillator har enestående frekvensstabilitet, og den genererer rene sinusbølger over en lang række belastninger. For at vide mere om denne oscillator klik her - RC faseforskydningsoscillator
Frekvensområder for forskellige transistoroscillatorer er:
- wien bridge (1Hz til 1MHz),
- faseforskydningsoscillator (1Hz til 10MHz),
- Hartley oscillator (10kHz til 100MHz),
- Colpitts (10kHz til 100MHz) og
- negativ modstand oscillator >100MHz
Transistoroscillator ved hjælp af resonanskredsløb
En transistoroscillator, der bruger et resonanskredsløb, der inkluderer en induktor og en kondensator i en serie, vil generere frekvensoscillationer. Hvis en induktor fordobles og kondensatoren ændres til 4C, så er frekvensen givet af
Ovenstående frekvensudtryk bruges til frekvensen af LC-oscillationer inden for et serie LC-kredsløb. Efter det, ved at finde de to frekvenser som f1 & f2-forhold og erstatte ændringerne inden for induktansen og kapacitansværdierne, kan 'f2'-frekvensen findes i form af 'f1'.
De to frekvenser (f1&f2) forholdet
Her fordobles 'L' og 'C' ændres til 4C
Erstat disse værdier i ovenstående ligning, så kan vi få
Hvis vi finder 'f2'-frekvensen i form af 'f1'-frekvensen, kan vi få følgende ligning 
Ansøgninger
Det anvendelser af en transistor som en oscillator omfatte følgende.
- En transistoroscillator bruges til at generere konstante udæmpede svingninger for enhver ønsket frekvens, hvis oscillerende & feedback-kredsløb er tilsluttet korrekt til den.
- Wien-brooscillator er meget brugt i lydtest, effektforstærkerforvrængningstest og bruges også til AC-bro-excitation.
- Hartley oscillator bruges i radiomodtagere.
- Colpitts oscillator bruges til at generere sinusformede udgangssignaler med ekstremt høje frekvenser.
- Disse er flittigt brugt i instrumentering, computere, modemer, digitale systemer, marine, i faselåste sløjfesystemer, sensorer, diskdrev og telekommunikation.
Det handler altså om en oversigt over transistorer oscillator – typer og deres anvendelser. Her er et spørgsmål til dig, hvad er funktionen af en oscillator?
