Genel olarak, osilatör, DC enerjisini, frekansın Hz ile bazı MHz arasında değiştiği yüksek frekanslı AC enerjisine dönüştürmek için kullanılan elektronik bir cihazdır. Bir osilatör, bir amplifikatör gibi herhangi bir dış sinyal kaynağına ihtiyaç duymaz. Genel olarak, osilatörler sinüzoidal ve sinüzoidal olmayan iki tipte mevcuttur. Sinüsoidal osilatörler tarafından üretilen salınımlar, sabit frekans ve genlikte oluşturulan sinüs dalgalarıdır, sinüsoidal olmayan salınımlar ise Üçgen, Kare dalga ve Testere Dişi gibi karmaşık dalga formlarıdır. Bu makale, bir osilatör olarak bir transistöre genel bir bakışı tartışıyor veya transistör osilatörü - uygulamalarla çalışma.
Transistör Osilatörünü Tanımlayın
Bir transistör, uygun pozitif geri besleme ile bir osilatör olarak hareket ettiğinde, transistör osilatörü olarak bilinir. Bu osilatör, tank ve geri besleme devreleri uygun şekilde bağlanırsa, istenen herhangi bir frekans için sürekli olarak sönümsüz salınımlar üretir.
Transistör Osilatör Devre Şeması
Transistör osilatörünün devre şeması aşağıda gösterilmiştir. Bu devreyi kullanarak, bir transistörün osilatör olarak nasıl kullanılacağını basitçe açıklayabiliriz. Bu devre aşağıdaki gibi üç kısma ayrılmıştır.
Tank Devresi
Tank devresi, transistör ile değiştirilen salınımlar üretir ve kollektör tarafında güçlendirilmiş çıkış üretir.
Amplifikatör Devresi
Bu devre, taban yayıcı devresinde mevcut olan küçük sinüsoidal salınımları yükseltmek için kullanılır ve çıkış, güçlendirilmiş biçimde üretilir.
Geri Besleme Devresi
Geri besleme devresi bu devrede çok önemli bir bölümdür çünkü bir amplifikatör için tank devresinde yükseltmek için bir miktar enerji gerekir. Böylece, kollektör devresinin enerjisi, Karşılıklı indüksiyon fenomeni kullanılarak taban devresine geri beslenir. Bu devre kullanılarak çıkıştan girişe enerji geri beslenir.
Transistörün Osilatör Olarak Çalışması
Yukarıdaki transistör osilatör devresinde, transistör, emitörün hem taban hem de kollektör terminalleri için ortak olduğu bir CE (ortak emitör) devresi olarak kullanılır. Yayıcı ve taban giriş terminalleri arasına bir tank devresi bağlanır. Tank devresinde, indüktör ve kapasitör devre içinde salınımlar oluşturmak için paralel olarak bağlanır.
Tank devresindeki voltaj ve yük salınımları nedeniyle, taban terminalindeki akımın akışı dalgalanır, bu nedenle taban akımının ileri yönlü eğilimi periyodik olarak değişir, ardından kollektör akımı da periyodik olarak değişir.
LC salınımları doğada sinüzoidaldir, bu nedenle hem taban hem de kollektör akımları sinüzoidal olarak değişir. Şemada gösterildiği gibi, kollektör terminalindeki akım sinüzoidal olarak değişirse, elde edilen çıkış voltajı basitçe Ic RL olarak yazılabilir. Bu çıktı, sinüsoidal bir çıktı olarak kabul edilir.
Zaman ve çıkış voltajı arasında bir grafik çizdiğimizde, eğri sinüzoidal olacaktır. Tank devresi içinde sürekli salınımlar elde etmek için biraz enerjiye ihtiyacımız var. Fakat bu devrede dc kaynağı veya pil bulunmamaktadır.
Böylece L1 ve L2'yi bağladık indüktörler yumuşak bir demir çubuk kullanarak toplayıcı ve taban devreleri içinde. Yani bu çubuk karşılıklı indüksiyonu nedeniyle L2 indüktörünü L1 indüktörüne bağlayacak, kollektör devresi içindeki enerjinin bir kısmı devrenin taban tarafına bağlanacaktır. Böylece, tank devresi içindeki salınım sürdürülür ve sürekli olarak güçlendirilir.
Salınım Koşulları
Transistör osilatör devresi aşağıdakileri takip etmelidir
- Döngünün faz kayması 0 ve 360 derece olmalıdır.
- Döngü kazancı >1 olmalıdır.
- Sinüzoidal bir sinyal tercih edilen bir çıkışsa, o zaman > 1 döngü kazancı, o/p'nin her iki dalga biçimi zirvesinde doymasına ve kabul edilemez bozulmaya neden olur.
- Amplifikatörün kazancı >100 ise, osilatörün her iki dalga biçimi tepesini de sınırlamasına neden olacaktır. Yukarıdaki koşulları karşılamak için, osilatör devresi, girişe geri beslenmesi gereken çıkışının bir kısmının yanı sıra bir tür amplifikatör içermelidir. Giriş devresindeki kayıpları yenmek için geri besleme devresini kullanırız. Amplifikatörün kazancı <1 ise osilatör devresi salınım yapmaz ve > 1 ise devre salınır ve bozuk sinyaller üretir.
Transistör Osilatör Çeşitleri
Farklı türde osilatörler mevcuttur ancak her osilatör aynı işleve sahiptir. Böylece sürekli sönümsüz çıktı üretirler. Ancak, frekans aralıklarını ve kullanıldıkları kayıpları karşılamak için salınım veya tank devresine enerji sağlamada değişirler.
Osilatör veya tank devreleri olarak LC devrelerini kullanan transistör osilatörleri, yüksek frekanslı çıkışlar üretmek için son derece popülerdir. Farklı transistör osilatör tipleri aşağıda tartışılmaktadır.
Hartley Osilatörü
Hartley osilatörü, ayarlanmış bir devre aracılığıyla salınım frekansını belirlemek için kullanılan bir tür elektronik osilatördür. Bu osilatörün ana özelliği, ayarlı devrenin seri bağlı iki indüktör aracılığıyla paralel bağlanmış tek bir kondansatör içermesi ve salınım için gereken geri besleme sinyalinin iki indüktörün merkez bağlantısından elde edilmesidir. Hartley osilatörü, 30MHz'e kadar RF aralığındaki salınımlar için uygundur. Bu osilatör hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın – Hartley osilatörü.
Kristal Osilatör
Transistör kristal osilatör, radyonun yanı sıra elektroniklerin farklı alanlarında da uygulanabilir. Bu tür osilatörler, mantık veya dijital devrede kullanmak için ucuz bir CLK sinyali sağlamada önemli bir rol oynar. Diğer örneklerde, bu osilatör, sabit ve kesin bir RF sinyal kaynağı sağlamak için kullanılabilir. Dolayısıyla bu osilatörler, radyo amatörleri veya radyo amatörleri tarafından, en etkili olabilecekleri her yerde, radyo verici devrelerinde sıklıkla kullanılır. Bu osilatör hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın – kristal osilatör.
Colpitt Osilatörü
Colpitts osilatörü, tank devresinde indüktörler ve kapasitörlerin birbirleriyle değiştirilmesi dışında Hartley Osilatörünün tam tersidir. Bu tür osilatörün ana yararı, tank devresinde daha az karşılıklı ve öz endüktans ile osilatörün frekans kararlılığının iyileştirilmesidir. Bu osilatör, sinüzoidal sinyallere dayalı olarak çok yüksek frekanslar üretir. Bu osilatörler yüksek frekans kararlılığına sahiptir ve düşük ve yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Bu osilatör hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın – Colpitt osilatörü
Wien Köprüsü Osilatörü
Wien köprü osilatörü, önemli özelliklerinden dolayı sıklıkla kullanılan bir ses frekans osilatörüdür. Bu tip osilatör, devrenin ortam sıcaklığının yanı sıra dalgalanmalardan arındırılmıştır. Bu tür osilatörün ana faydası, frekansın 10Hz'den 1MHz aralığına değiştirilmesidir. Dolayısıyla bu osilatör devresi iyi bir frekans kararlılığı sağlar. Bu osilatör hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın – Wien köprü osilatörü.
Faz Kaydırmalı Osilatör
RC faz kaydırma osilatörü, geri besleme sinyaline doğru gerekli faz kaymasını sağlamak için basit bir RC ağının kullanıldığı her yerde bir tür osilatördür. Hartley & Colpitts osilatörüne benzer şekilde, bu osilatör gerekli pozitif geri beslemeyi sağlamak için bir LC ağı kullanır. Bu osilatör olağanüstü bir frekans kararlılığına sahiptir ve geniş bir yük aralığında saf sinüs dalgaları üretir. Bu osilatör hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın – RC faz kaydırmalı osilatör
Farklı transistör osilatörlerinin frekans aralıkları şunlardır:
- wien köprüsü (1Hz - 1MHz),
- faz kaydırmalı osilatör (1Hz - 10MHz),
- Hartley osilatörü (10kHz ila 100MHz),
- Colpitts (10kHz - 100MHz) &
- negatif dirençli osilatör >100MHz
Rezonans Devresi Kullanan Transistör Osilatörü
Bir seri içinde bir indüktör ve bir kapasitör içeren bir rezonans devresi kullanan bir transistör osilatörü, frekans salınımları üretecektir. Bir indüktör iki katına çıkarsa ve kapasitör 4C'ye değiştirilecekse, frekans şu şekilde verilir:
Yukarıdaki frekans ifadesi, bir seri LC devresi içindeki LC salınımlarının frekansı için kullanılır. Bundan sonra, f1 ve f2 oranı gibi iki frekansı bulup endüktans ve kapasitans değerleri içindeki değişiklikleri yerine koyarak, 'f2' frekansı 'f1' cinsinden bulunabilir.
İki frekans (f1&f2) oranı
Burada 'L' ikiye katlanır ve 'C' 4C olarak değiştirilir
Bu değerleri yukarıdaki denklemde yerine koyarsak
'f2' frekansını 'f1' frekansı cinsinden bulursak, aşağıdaki denklemi elde edebiliriz. 
Uygulamalar
bu bir osilatör olarak bir transistörün uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Bir transistör osilatörü, eğer salınım ve geri besleme devreleri uygun şekilde bağlanırsa, istenen herhangi bir frekans için sabit sönümsüz salınımlar üretmek için kullanılır.
- Wien köprü osilatörü, ses testinde, güç amplifikatörleri bozulma testinde ve ayrıca AC köprü uyarımı için de kullanılır.
- Hartley osilatörü radyo alıcılarında kullanılır.
- Colpitt'in osilatörü, son derece yüksek frekanslı sinüzoidal çıkış sinyalleri üretmek için kullanılır.
- Bunlar enstrümantasyonda, bilgisayarlarda, modemlerde, dijital sistemlerde, denizcilikte, faz kilitli döngü sistemlerinde, sensörlerde, disk sürücülerinde ve telekomünikasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Böylece, tüm bunlar hakkında transistöre genel bakış osilatör – türleri ve uygulamaları. İşte size bir soru, bir osilatörün işlevi nedir?
