نوسان ساز آرمسترانگ


پاورپوینت کامل و جامع با عنوان اسیلاتور (نوسان ساز) های الکترونیکی و انواع آنها در 46 اسلاید

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان اسیلاتور (نوسان ساز) های الکترونیکی و انواع آنها در 46 اسلاید

یک نوسان ساز الکتریکی، مدار الکتریکی است که سیگنال الکتریکی تکرارشونده ،نوسانی تولید می‌کند، اغلب یک موج سینوسی یا یکموج مربعی. نوسان سازها جریان مستقیم(DC)را از منبع تغذیه به سیگنالی با جریان متناوب تبدیل می‌کنند. این‌ها به طور گسترده درخیلی از دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. مثال‌های رایجی از سیگنال‌هایی که توسط نوسان سازها تولید می‌شوند شامل سیگنال‌هایی که توسطفرستنده‌های رادیو و تلویزیون، پخش می‌شوند، علامت زمان‌سنجی که ساعت‌های کامپیوترها و کوارتزها را تنظیم می‌کنند و صدای تولید شده توسط بیپر الکترونیکی وبازی‌های ویدیویی است.

نوسان سازها اغلب توسطفرکانس سیگنال خروجی خود توصیف می‌شوند.

یک نوسان ساز صوتی، فرکانس‌هایی را در محدوده صوتی تولید می‌کند، تقریباً از20HZ تا 20KHZ.یک نوسان ساز RF، سیگنال‌هایی را در محدوده فرکانس رادیویی از 100KHZ تا 100GHZ تولید می‌کند.یکنوسان ساز فرکانس پایین، یک نوسان ساز الکترونیکی است که فرکانس‌های زیر 20HZ تولید می‌کند. این واژه به طور نوعی در زمینه ترکیب کننده‌های صوتی استفاده می‌شود، برای تشخیص دادن ان از یک نوسان ساز فرکانس صوتی.

نوسان سازهایی که برای تولید یک خروجی AC توان بالا از یک منبع DC طراحی شده‌اند معمولاً مبدل‌ها نامیده می‌شوند. دو نوع اصلی از نوسان سازها وجود دارد: نوسان ساز خطی یا هارمونیک و نوسان ساز غیرخطی یا رلاکسیون.

نمودار بلوکی یک نوسان ساز خطی پس خورد؛ تقویت کننده A با خروجی ولتاژش از طریق یک فیلتر به ورودی ولتاژش فید بک می‌شود.

نوسان ساز هارمونیک، یا خطی یک خروجی سینوسی تولید می‌کند. دو نوع وجود دارد:

نوسان ساز بازخورد

رایج‌ترین نوع یک نوسان ساز خطی، یک تقویت کننده الکترونیکی مثل یکترانزیستور یا آپ امپی است که در یک حلقه وصل شده به گونه‌ای که خروجی آن از طریق یک فیلتر الکترونیکی مناسب فرکانس برای تولید بازخورد مثبت به ورودی اش پس خورد می‌شود. وقتی توان به تقویت کننده تحویل داده می‌شود و برای اولین بار وصل می‌شود، نویز الکترونیکی در مدار یک سیگنالی را به وجود می‌آورد تا نوسان سازی شروع شود، نویز در حلقه می‌چرخد و تقویت می‌شود و فیلتر می‌شود تا خیلی سریع به یک موج سینوسی با فرکانس واحد تبدیل می‌شود.

مدارهای نوسان ساز بازخورد می‌توانند مطابق با نوع فیلتر انتخاب کننده فرکانس که در حلقه بازخورد استفاده می‌کنند طبقه‌بندی شوند.

در مدار نوسان ساز RC، فیلتر شبکه از مقاومت‌ها و خازن هاست، نوسان سازهای RC بیشتر برای تولید فرکانس‌های پایین‌تر استفاده می‌شوند، به عنوان مثال در محدوده صوتی. انواع رایج نوسان سازهای RC، نوسان ساز تغییر فاز و نوسان ساز پل وین است.در مدار نوسان ساز LC، فیلتر یک مدار تشدید (اغلب مدار مخزنی نامیده می‌شود) شامل یکالقاگر(L) و خازن(C) که به هم وصل هستند، است. بار بین صفحه‌های خازن از طریق القاگر جلو و عقب می‌رود و جابه جا می‌شود، بنابراین مدار تشدید می‌تواند انرژی الکتریکی نوسانی را در فرکانس تشدیدش ذخیره کند. در مدار مخزنی مقدار کمی اتلاف وجود دارد، اما تقویت کننده ان اتلاف را جبران می‌کند و انرژی را برای سیگنال خروجی فراهم می‌کند. نوسان‌های LC اغلب در فرکانس‌های رادیویی استفاده می‌شوند، وقتی یک منبع فرکانس تنظیم پذیر لازم است، مثل تولیدکننده‌های سیگنال، فرستنده‌های رادیویی تنظیم پذیر و نوسان سازهای موجود درگیرنده‌های رادیویی. مدارهای نوسان ساز LC نوعی، مدارهای هارتلی، کولپیتس و کلاپ هستند.در یک مدار نوسان ساز کریستالی، فیلتر یک کریستال فیزوالکتریک (معمولاً یک کریستال کوارتز) است. کریستال به طور مکانیکی مثل یک تشدیدگر می‌لرزد، و فرکانس لرزش نوسان ساز آرمسترانگ ان، فرکانس نوسان ساز را تعیین می‌کند. کریستال دارای عامل Q خیلی بالایی است، همچنین پایداری دمای بهتری نسبت به مدارهای میزان شده دارد، بنابراین نوسان سازهای کریستالی پایداری فرکانس بهتری نسبت به نوسان سازهای LC و RC دارند. ان‌ها برای ثابت کردن فرکانس بیشترفرستنده‌های رادیویی و برای تولید علامت زمان‌سنج در کامپیوترها و ساعت‌های کوارتز استفاده می‌شوند. نوسان سازهای کریستالی اغلب از مدارهای مشابه استفاده می‌کنند مثل نوسان سازهای LC، با کریستالی که جایگزین مدار تشدید می‌شود؛ مدارهای نوسان ساز شکست معمولاً استفاده می‌شوند. کریستال‌های کوارتز به طور کلی به فرکانس 30MHZ یا کمتر محدودند. دستگاه‌های سطح موج صوتی نوع دیگری از تشدیدگرهای فیزیوالکتریکی هستند که در نوسان سازهای کریستالی استفاده می‌شوند که می‌توانند به فرکانس‌های بالاتر برسند. این‌ها در وسایل مخصوصی که نیاز به فرکانس بالا دارند مثل تلفن‌های سلول دار استفاده می‌شوند.نوسان ساز مقاومت منفی

نمودار بلوکی نوعی یک نوسان ساز مقاومت منفی. در بعضی نوع‌ها، دستگاه مقاومت منفی با مدار تشدید موازی وصل شده است. علاوه بر نوسان سازهای بازخوردی که در بالا توصیف شد که المان‌های فعال تقویت کننده با دو ورودی مثل ترانزیستور و آپ امپ استفاده می‌کنند، نوسان سازهای خطی هم می‌توانند با استفاده از دستگاه‌هایی با یک ورودی (دو ترمینال) با مقاومت منفی مثل تیوب‌های ماگنترون ،دیودهای تونلی و دیودهای کان ساخته شوند. نوسان سازهای مقاومت منفی اغلب در فرکانس‌های بالا در محدودهمیکرو موج و بالا استفاده می‌شوند، چون در این فرکانس‌ها نوسان سازهای بازخورد به طور ناچیز کار می‌کنند که باعث تغییر فاز زیاد در راه بازخورد می‌شود. در نوسان ساز آرمسترانگ نوسان سازهای مقاومت منفی، مدار تشدید، مثل مدار LC، کریستالی، یا تشدیدگر جعبه‌ای، در میان دستگاه با مقاومت دیفرانسیلی منفی وصل شده و ولتاژ DC بایاس برای فراهم شدن انرژی اعمال می‌شود. مدار تشدید خودش تقریباً یک نوسان ساز است، اگر برانگیخته شود، می‌تواند انرژی را به عنوان نوسان الکتریکی ذخیره کند، اما چون مقداری مقاومت داخلی دارد یا سایر اتلاف‌ها، نوسانات میرا می‌شوند و به صفر افت می‌کنند. در اثر ایجاد یک تشدیدگر با هیچ میرایی، که نوسانات پیوسته خود به خود در فرکانس تشدید تولید می‌کند، مقاومت منفی دستگاه‌های فعال، اتلاف داخلی مقاومت را در تشدیدگر لغو می‌کند.

تعدادی از مدارهای نوسان ساز خطی:

نوسان ساز آرمسترانگنوسان ساز هارتلینوسان ساز کولپیتسنوسانساز کلاپنوسان ساز خط تأخیرنوسان ساز شکست (کریستال)نوسان ساز تغییر فازنوسان ساز RC (پل وین و تی وین -تی)نوسان ساز LC تزویج شدهنوسان ساز وکرنوسان ساز نوری الکترونیکینوسان ساز تری -تتنوسان ساز رابینسوننوسان ساز پیرسنوسان ساز میلرنوسان ساز رلاکسیون

نوسان ساز غیرخطی یا رلاکسیون یک خروجی غیر سینوسی تولید می‌کند مثل موج مربعی، دندان اره‌ای یا مثلثی. آن شامل یک المان ذخیره کننده انرژی (یک خازن، یا به ندرت یک القاگر) و یک مدار سویچ کننده غیرخطی (یک بست، اشمیت تریگر، یا المان مقاومت منفی) که به صورت دوره‌ای انرژی ذخیره شده در المان ذخیره کننده را شارژ و دشارژ می‌کند که باعث تغییر ناگهانی در شکل موج خروجی می‌شود. نوسان ساز رلاکسیون موج مربعی برای تولید علامت زمان‌سنجی مدارهای منطق ترتیبی مثل، تایمرها و شمارنده‌ها استفاده می‌شوند، اگرچه نوسان سازهای بلوری اغلب به خاطر پایداری بیشتر ترجیح داده می‌شوند. نوسان سازهای موج مثلثی یا دندان اره‌ای در مدارهای زمان مبنا که سیگنال‌های افقی برای لوله پرتو کاتدی در اسیلوسکوپ‌های آنالوگ و دستگاه‌های تلویزیون تولید می‌کنند، استفاده می‌شوند. درفانکشن ژنراتورها این موج مثلثی ممکن است با یک تقریب نزدیک به شکل یک موج سینوسی درآید.

نوسان سازهای حلقه‌ای از یک حلقه از طبقه‌های تأخیر فعال ساخته شده‌اند. در حالت کلی حلقه اعداد فرد تبدیل طبقات را دارد، بنابراین هیچ حالت پایداری برای حلقه ولتاژ داخلی وجود ندارد. درعوض یک انتقال حالت بدون پایان در اطراف حلقه پخش می‌شود.

انواع مدارهای نوسان ساز رلاکسیون شامل:

لرزه گر مرکبنوسان ساز حلقه‌اینوسان ساز خط تأخیرنوسان ساز رویرنوسان ساز موج چرخان

مقایسه بین نوسان سازهای هارتلی و کولپیتس

یکی از نوسان سازهای الکترونیکی بود که توسط الیهو توماس در ۱۸۹۲ ساخته شد. نوسان ساز توماس مدار تشدیدLC موازی را با قوس جایگزین کرد، که از الکترودهای فلزی استفاده می‌کرد، و شامل ترکیدن مغناطیسی می‌شد. یک آهنگ قوس دیگر توسط ویلیام دودل در ۱۹۰۰ توصیف شد؛ دودل از الکترودهای کربنی استفاده کرد ولی از ترکیدن مغناطیسی استفاده نکرد. قوس‌های الکتریکی برای بهتر تولید شدت روشنایی در قرن ۱۹ استفاده می‌شدند، اما جریان قوس پایدار نبود، آن‌ها اغلب صداهای هیس، وزوز کردن یا زوزه تولید می‌کردند. دودل یک دانشجو در کالج صنعتی لندن دربارهٔ این اثر تحقیق کرد. او مدار LC را به الکترودهای قوس لامپ و مقاومت منفی قوس که فرکانس صوتی نوسانات را در مدار تشدید در فرکانس تشدید ش تحریک می‌کرد، وصل کرد. بعضی از انرژی‌هایی که مثل امواج صوتی از قوس پخش می‌شوند، تولید یک آهنگ موسیقی می‌کنند. دودل برای ثبت کردن نوسان سازش قبل از مؤسسه مهندسان برق لندن، یک سری از مدارهای تشدید را به قوس سیم کشی کرد و یک آهنگ را نواخت، ” خدا ملکه را نجات دهد “. دودل اختراعش را بیشتر توسعه نداد، اما در ۱۹۰۲ فیزیکدان‌های دانمارکی ولدمار پولسن و پی.او. پدرسون قادر بودند فرکانس تولید شده در محدوده رادیویی را افزایش دهند، مبدل فرستنده قوس رادیریی پولسن، اولین فرستنده موج رادیویی پیوسته بود که در سال ۱۹۲۰ استفاده شد.

نوسان ساز بازخورد تیوب خلأ در سال ۱۹۱۲ اختراع شد. وقتی که کشف شد، بازخورد در تیوب خلأ صوت اخیراً کشف شده می‌تواند نوسان‌هایی تولید کند. حداقل شش محقق به طور جداگانه این کشف را انجام دادند، می‌توان گفت که نقشی در اختراع داشتند. در تابستان ۱۹۱۲ ادوین ارمسترانگ نوسانات را در مدارهای گیرنده رادیویی صوت مشاهده کرد و در صدد استفاده از بازخورد مثبت در اختراع گیرنده احیا کننده اش برآمد. الکساندر میسنر آلمانی به طور جداگانه بازخورد مثبت را کشف کرد و نوسان سازها را در مارج ۱۹۱۳ اختراع کرد. اروینگ لانگ میور در الکتریک عمومی بازخورد را در ۱۹۱۳ مشاهده کرد. فریتز لاوستین ممکن است با یک نوسان ساز خام در ۱۹۱۱ از بقیه جلوتر بوده باشد. در بریتانیا اچ.جی. روند مدارهای تقویت کنندگی و نوسان سازی را در ۱۹۱۳ ثبت کرد. در اگوست ۱۹۱۲ لی د فوریست مخترع صوت، نیز نوسانات را در تقویت کننده اش مشاهده کرد اما نتوانست معنی و نوسان ساز آرمسترانگ مفهوم ان را بفهمد و سعی کود ان را نادیده بگیرد. تا اینکه او حق ثبت اختراع آمسترانگ را در ۱۹۱۴ خواند و خیلی سریع به چالش کشیده شد. آمسترانگ و د فورست جنگ حقوقی طولانی بر سر حقوق مدارهای نوسان ساز احیا کننده داشتند که ” پیچیده‌ترین دادخواهی حق امتیاز در تاریخ رادیو ” نامیده شده است. د فورست سرانجام قبل از دیوان عالی کشور در ۱۹۳۴ بر اساس تکنیک پیروز شد، اما بیشتر منابع ادعای آمسترانگ را قوی تر می‌دانند.

نوسان سازهای بازخورد در سال ۱۹۲۰ اساس انتقال رادیو شدند. مسایل ریاضی برای نوسانات بازخورد امروزه بارخایوسن کریتریون نامیده می‌شوند، که توسط هنریک جورج بارخایوسن در ۱۹۲۱ نتیجه گرفته شد. اولین مدل ریاضی پایدار نوسان ساز الکتریکی، نوسان ساز ون در پل، توسط بالتاسار ون در پل در ۱۹۲۷ استنتاج شد. او نشان داد که پایداری نوسانات (سیکل‌های محدود) در نوسان سازهای واقعی به خاطر دستگاه‌های تقویت کننده غیرخطی است

به طور خلاصه خصوصیات یک اسیلاتور را می‌توان به شرح زیر توصیف نمود:

اسیلاتور یا نوسان‌ساز مداری است که پس از طی مدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه مستقیم، به نوسان پایدار می‌رسد.

اسیلاتورها در ابتدا با استفاده از بازخورد مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسان رو به افزایش می‌نهد. اما در دامنه‌ای معین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان‌ساز در آن دامنه شروع به نوسان می‌کند.

یک اسیلاتور بایستی دارای بازخورد مثبت برای افزایش دامنه نوسانات باشد.یک اسیلاتور می‌بایست پس از رسیدن به دامنه نهایی از ناپایدار شدن نوسانات جلوگیری کند؛ و با آن دامنه به نوسانات خود ادامه دهد. این امر از طرق مختلفی قابل دستیابی است. برای مثال استفاده از خاصیت بهره ترانزیستور که در آن با افزایش دامنه سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور، بهره تقویتی ترانزیستور کاهش می‌یابد و به جای تقویت، تضعیف صورت می‌گیرد. بهره متغیر ترانزیستور با پارامتر نشان داده می‌شود و با سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور رابطه معکوس دارد.

موج پیوسته

موج پیوسته یا شکل موج پیوسته ( CW ) یک است موج الکترومغناطیسی ثابت دامنه و فرکانس ، معمولا یک موج سینوسی ، که برای تجزیه و تحلیل ریاضی در نظر گرفته می مدت زمان نامحدود باشد. موج پیوسته همچنین نامی است که به روش اولیه انتقال رادیویی داده می شود و در آن موج حامل سینوسی روشن و خاموش می شود. اطلاعات در مدت زمان مختلف دوره روشن و خاموش سیگنال ، به عنوان مثال با کد مورس در رادیوی اولیه ، منتقل می شوند. در اوایل تلگراف بی سیم فرستنده های رادیویی، امواج CW همچنین به عنوان "امواج undamped" شناخته شده بودند، به تشخیص این روش از موج میرا سیگنال های تولید شده توسط زودتر شکاف جرقه نوع فرستنده.

فرستنده های رادیویی بسیار اولیه از شکاف جرقه ای برای تولید نوسان فرکانس رادیویی در آنتن فرستنده استفاده کردند. سیگنال های نوسان ساز آرمسترانگ تولید شده توسط این فرستنده های فاصله جرقه ای شامل رشته هایی از پالس های مختصر نوسانات فرکانس رادیویی سینوسی بود که به سرعت به صفر می رسید ، که امواج میرایی نامیده می شوند . نقطه ضعف امواج میرایی این بود که انرژی آنها در طیف وسیعی از فرکانس ها پخش شده بود . آنها پهنای باند وسیعی داشتند . در نتیجه ، آنها تداخل الکترومغناطیسی ( RFI ) تولید کردند که بر روی انتقال ایستگاه ها در فرکانس های دیگر پخش شد.

این انگیزه تلاش برای تولید نوسانات فرکانس رادیویی است که کندتر فرو می ریزد. میرایی کمتری داشت بین سرعت پوسیدگی ( ثابت زمان ) موج میرایی و پهنای باند آن رابطه معکوس وجود دارد . هرچه امواج میرایی بیشتر به صفر برسند ، باند فرکانسی باریک تر است که سیگنال رادیویی اشغال می کند ، بنابراین کمتر در سایر انتقال ها تداخل ایجاد می کند. هنگامی که فرستنده های بیشتری شروع به تجمع طیف رادیویی کردند و فاصله فرکانس بین انتقال ها را کاهش دادند ، مقررات دولتی شروع به محدود کردن حداکثر میرایی یا "کاهش" یک فرستنده رادیویی کرد. تولیدکنندگان فرستنده های جرقه تولید می کردند که امواج طولانی "زنگ دار" را با حداقل میرایی ایجاد می کرد.

مشخص شد که موج رادیویی ایده آل برای ارتباطات رادیوتلگرافیک ، یک موج سینوسی با میرایی صفر ، یک موج پیوسته است . موج سینوسی پیوسته بدون شک پهنای باند ندارد. تمام انرژی آن در یک فرکانس واحد متمرکز است ، بنابراین در انتقال فرکانس های دیگر اختلال ایجاد نمی کند. امواج پیوسته را نمی توان با جرقه الکتریکی تولید کرد ، اما با نوسان ساز الکترونیکی لوله خلاء ، که در حدود 1913 توسط ادوین آرمسترانگ و الکساندر مایسنر اختراع شد ، به دست آمد . پس از جنگ جهانی اول ، فرستنده های قادر به تولید موج پیوسته ، دینام و لوله خلاء Alexanderson نوسان سازها ، به طور گسترده ای در دسترس قرار گرفت.

دنیای الکترونیک

تقسيم بندي تقويت كننده هاي چند طبقه بر اساس نوع اتصال ( نوع كوپلاژ ) :

1- كوپلاژ R.C( كوپلاژ خازني ) – هرگاه دو تقويت كننده توسط خازن به يكديگر متصل شوند ، كوپلاژ را خازني يا R.C مي گويند .

2- كوپلاژ مستقيم يا D.C – هر گاه دو تقويت كننده مستقيما بهم وصل بشوند كوپلاژ مستقيم است .

3- كوپلاژ ترانسفورماتوري – در اين كوپلاژ تقويت كننده ها توسط ترانس به هم متصل مي شوند .

كلاس هاي تقويت كننده ها :

تقويت كننده هاي ترانزيستوري بر حسب چگونگي تقويت سيگنال ورودي به 4 كلاس تقسيم مي شوند ، هر كلاس معين مي كند نوسان ساز آرمسترانگ چه قسمت هايي از موج ورودي به خروجي ظاهر مي شود .

الف – تقويت كننده ي كلاس A – تقويت كننده اي كه تمام قسمت هاي يك موج سينوسي را تقويت كند .

ب- تقويت كننده ي كلاس B – تقويت كننده اي است كه فقط نيم سيكل از موج را تقويت مي كند .

ج – تقويت كننده ي كلاس AB - اين تقويت كننده كمي بيش تراز نيم سيكل را تقويت مي كند .

د – تقويت كننده ي كلاس C – اين تقويت كننده كم تر از نيم سيكل را تقويت مي كند .

تقويت كننده هاي قدرت :

تقويت كننده هاي قدرت آنهايي هستند كه توان قابل ملاحظه اي به خروجي منتقل مي كنند ، به اين تقويت كننده ها ، تقويت كننده ي POWER نيز مي گويند و معمولا در طبقه انتهايي مدار قرار مي گيرند .

انواع تقويت كننده هاي قدرت :

1- تقويت كننده ي قدرت تك ترانزيستوري – اغلب در كلاس A كار مي كنند و از طريق ترانس ( چوك بلندگو ) به بلندگو متصل مي شوند .

2- تقويت كننده ي قدرت پوشپول ( جفت ترانزيستوري ) - از 2 ترانزيستور كلاس B براي تقويت كامل سيگنال استفاده مي شود .

3- تقويت كننده دارلينگتون – از دو ترانزيستور بصورت دارلينگتون استفاده مي شود كه دو توع

4- تقويت كننده دارلينگتون – از دو ترانزيستور بصورت دارلينگتون استفاده مي شود كه دو توع NPN و PNP هستند .

5- پوشپول قرينه يا مكمل يا كمپلي منتاري

6- تقويت كننده تفاضلي – اين مدار از دو ترانزيستور مشابه كه در اميتر باهم مشتركند تشكيل شده است.

رگولاتورها ( تثبيت كننده ي ولتاژ )

در اغلب دستگاه هاي الكترونيكي مثل راديو ، TV براي تأمين ولتاژ DC از مداري به نام منبع تغذيه استفاده مي شود ، كه برق شهر را به برق DC تبديل مي كند .

معمولا ولتاژ DC بدست آمده ، مقداري ريپل دارد ، همچنين ولتاژ خروجي در اثر تغييرات ولتاژ ورودي ( برق شهر ) و يا تغييرات جريان باز ( مصرف كننده ) تغيير مي كند ، به همين دليل به اين ولتاژ DC بدست آمده ولتاژ رگوله مي گويند . در يك منبع ايده آل ولتاژ خروجي بايد مستقل از تغييرات ولتاژ ورودي و يا تغييرات جريان بار باشد ، به همين دليل از مدارات رگولاتور ولتاژ براي تثبيت ولتاژ خروجي استفاده مي كنند .

انواع رگولاتور ولتاژ :

الف – رگولاتور ساده

ب- رگولاتور ولتاژ موازي

ج- رگولاتور ولتاژ سري

نوسان ساز ها ( اسيلاتورها )

نوسان ساز مداري است كه بدون اعمال سيگنال متناوب به ورودي آن و با استفاده از يك ولتاژ DC بتواند يكي از موج هاي متناوب AC مثل سينوسي ، مربعي ، دندان اره اي و مثلثي را بسازد . مدارات نوسان ساز در دستگاه هاي سيگنال ژنراتور ، مدارات راديو و تلويزيون و فرستنده ها كاربرد دارند .

انواع نوسان ساز هاي سينوسي :

1- نوسان ساز هارتلي

2- نوسان ساز آرمسترانگ

3- نوسان ساز كولپيتس

انواع نوسان سازهاي غير سينوسي :

1- مولتي ويبراتور بي ثبات يا آستابل

2- مولتي ويبراتور مونوآستابل ( 1 حالته )

3- مولتي ويبراتور باي آستابل ( دو حالته )

تقويت كننده هاي عملياتي ( آپ امپ )

براي تقويت بيش تر در تقويت كننده ها از مدارات چند ترانزيستوري استفاده مي شود . براي بيش تر كردن راندمان از مدارات پوشپول استفاده مي شود و براي بيش تر كردن ضريب تقويت جريان از مدارات دارلينگتون و تقويت كننده هاي تفاضلي استفاده مي شود .

يك تقويت كننده عملياتي يا آپ امپ به مجموعه اي از يك يا چند تقويت كننده تفاضلي و يك سري تقويت كننده ديگر و انواع مداراتي كه براي بهبود مشخصات تقويت كننده ي تفاضلي به كار مي رود اطلاق مي شود .

آپ امپ دو ورودي و يك خروجي دارد و در پايه ي تغذيه يك ورودي با علامت منفي مشخص شده به آن ورودي معكوس كننده مي گويند . اگر سيگنالي به اين ورودي داده شود با 180 درجه اختلاف فاز تقويت شده آن در خروجي ظاهر مي شود . ورودي ديگر كه با علامت مثبت مشخص شده به آن ورودي غير معكوس كننده مي گويند . اگر سيگنالي به اين ورودي داده شود خروجي تقويت كننده است .

انواع تقويت كننده ي عملياتي :

تقويت كننده ي عملياتي جمع كننده ( معكوس ولتاژ )

تقويت كننده ي عملياتي جمع كننده ( غير معكوس ولتاژ )

تقويت كننده تفاضلي ( مقايسه كننده يا تفريق كننده )

تقويت كننده ي عملياتي خطي

تقويت كننده عملياتي غير خطي

فيلتر پايين گذر ( انتگرال گير ) – يك مدار تقويت كننده ي آپ امپ با يك خازن در فيدبكش تشكيل يك مدار انتگرال گير را مي دهد . در اين مدار اگر موج ورودي مربعي باشد ، خروجي موج مثلثي است .

فيلتر بالا گذر ( مشتق گير )- اگر جاي خازن ومقاومت را در مدار انتگرال گير عوض شود مدار مشتق گير مي شود . در مدار مشتق گير اگر ورودي موجي مثلثي باشد ، خروجي موجي مربعي است .

سلام سمیه بابایی مهندس الکترونیک هستم در این وبلاگ سعی دارم به همه ی کسایی که دنبال مطالب روز و متنوع در زمینه ی الکترونیک هستن اطلاعات بدم ،تعجب نداره دنیای من یه دنیای دیگس دنیای الکترونیک.

شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب

اسیلاتور یا همان نوسان ساز، مدارهای الکتریکی هستند که بچه های الکترونیک هر جا بخواهند نوسان ایجاد کنند از این مدار استفاده می کنند!! در حقیقت کار این نوسان ساز همانند مبدل dc به ac در سیستم های قدرت می باشد و هرجا نیاز باشد dc را به حالت نوسانی در می آورد. اسیلاتور کولپیتس هم یکی از معروفترین نوسان سازهاست که در این محصول به شبیه سازی آن در سیمولینک متلب پرداخته شده است.

اسیلاتور کولپیتس

مفهوم اسیلاتور در سیستم های الکترونیکی به معنی نوسان ساز است. نوسان ساز های الکتریکی دارای مدارهای الکتریکی هستند که سیگنال الکتریکی متناوبی را تولید می کنند و به خاطر همین نوسان ساز به آن ها اطلاق شده است. اغلب هم سینوسی یا پالسی تولید می کنند. در واقع در سیستم قدرت که مبدل dc به ac از منبع تغذیه dc موج سینوسی تولید می کند. نوسان ساز هم در سیستم های الکترونیکی یعنی ضعیف همین کار مبدل dc به ac را انجام می دهد. سیگنال هایی که توسط فرستنده های رادیویی تولید می گردند مثال خوبی برای نوسان سازها می باشند. در این بخش به یکی از نوسان سازهای مهم یعنی اسیلاتور کولپیتس که امروزه کاربرد فراوانی دارد خواهیم پرداخت.

اسیلاتور کولپیتس چیست؟ نوسان ساز کولپیتس یک نوع نوسان ساز خطی فیدبک دار است. مدار فیدبک و تولید نوسان در اسیلاتور کولپیتس مطابق شکل زیر می باشد:

اسیلاتور کولپیتس

این مدار به مدار هماهنگی LC معروف می باشد که در آن از دو خازن و یک سلف استفاده می شود. حال اگر همین مدار در یک تقویت کننده ای از نوع بیس مشترک یا امیتر مشترک قرار بگیرد یک مدار نوسان ساز کول پیتس ایجاد می شود. شکل زیر نیز یک نمونه نوسان ساز کولپیتس را نشان می دهد:

اسیلاتور کولپیتس

فرکانس نوسان های نوسان ساز کولپیتس و معادل خازن آن از روابط زیر به دست می آیند:

نوسان ساز کولپیتس

نوسان ساز کولپیتس

شبیه سازی مدار اسیلاتور کولپیتس با نرم افزار متلب

براساس مطالب بالا این محصول نیز شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب می باشد که در سیمولینک متلب انجام شده است و شکل زیر کلیات این محصول می باشد:

اسیلاتور کولپیتس

حال با اجرای سیمولینک مدار بالا که شکل کامل مدار نوسان ساز کولپیتس می باشد و یک ولتاژ DC به آن اعمال شده است و ما انتظار داریم خروجی سینوسی بگیریم، شکل موج ولتاژ خروجی به صورت زیر به دست می آید:

اسیلاتور کولپیتس

در کل این محصول شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب سیمولینک می باشد و فایل شبیه سازی آن در این محصول گنجانده شده است. شما می توانید توسط این شبیه سازی به کلیات کار اسیلاتور کول پیتس تسلط کافی داشته و هر نوع نوسان ساز دیگر را نیز خودتان پیاده سازی نمایید.

شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب - شبیه سازی MATLAB با eMATLAB.com

شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب

اسیلاتور یا همان نوسان ساز، مدارهای الکتریکی هستند که بچه های الکترونیک هر جا بخواهند نوسان ایجاد کنند از این مدار استفاده می کنند!! در حقیقت کار این نوسان ساز همانند مبدل dc به ac در سیستم های قدرت می باشد و هرجا نیاز باشد dc را به حالت نوسانی در می آورد. اسیلاتور کولپیتس هم یکی از معروفترین نوسان سازهاست که در این محصول به شبیه سازی آن در سیمولینک متلب پرداخته شده است.

اسیلاتور کولپیتس

مفهوم اسیلاتور در سیستم های الکترونیکی به معنی نوسان ساز است. نوسان ساز های الکتریکی دارای مدارهای الکتریکی هستند که سیگنال الکتریکی متناوبی را تولید می کنند و به خاطر همین نوسان ساز به آن ها اطلاق شده است. اغلب هم سینوسی یا پالسی تولید می کنند. در واقع در سیستم قدرت که مبدل dc به ac از منبع تغذیه dc موج سینوسی تولید می کند. نوسان ساز هم در سیستم های الکترونیکی یعنی ضعیف همین کار مبدل dc به ac را انجام می دهد. سیگنال هایی که توسط فرستنده های رادیویی تولید می گردند مثال خوبی برای نوسان سازها می باشند. در این بخش به یکی از نوسان سازهای مهم یعنی اسیلاتور کولپیتس که امروزه کاربرد فراوانی دارد خواهیم پرداخت.

اسیلاتور کولپیتس چیست؟ نوسان ساز کولپیتس یک نوع نوسان ساز خطی فیدبک دار است. مدار فیدبک و تولید نوسان در اسیلاتور کولپیتس مطابق شکل زیر می باشد:

اسیلاتور کولپیتس

این مدار به مدار هماهنگی LC معروف می باشد که در آن از دو خازن و یک سلف استفاده می شود. حال اگر همین مدار در یک تقویت کننده ای از نوع بیس مشترک یا امیتر مشترک قرار بگیرد یک مدار نوسان ساز کول پیتس ایجاد می شود. شکل زیر نیز یک نمونه نوسان ساز کولپیتس را نشان می دهد:

اسیلاتور کولپیتس 1

اسیلاتور کولپیتس ۱

فرکانس نوسان های نوسان ساز کولپیتس و معادل خازن آن از روابط زیر به دست می آیند:

اسیلاتور کولپیتس 2

اسیلاتور کولپیتس ۲

اسیلاتور کولپیتس 3

اسیلاتور کولپیتس ۳

شبیه سازی مدار اسیلاتور کولپیتس با نرم افزار متلب

براساس مطالب بالا این محصول نیز شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب می باشد که در سیمولینک متلب انجام شده است و شکل زیر کلیات این محصول می باشد:

شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب

شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب

حال با اجرای سیمولینک مدار بالا که شکل کامل مدار نوسان ساز کولپیتس می باشد و یک ولتاژ DC به آن اعمال شده است و ما انتظار داریم خروجی سینوسی بگیریم، شکل موج ولتاژ خروجی به صورت زیر به دست می آید:

در کل این محصول شبیه سازی نوسان ساز کولپیتس در متلب سیمولینک می باشد و فایل شبیه سازی آن در این محصول گنجانده شده است. شما می توانید توسط این شبیه سازی به کلیات کار اسیلاتور کول پیتس تسلط کافی داشته و هر نوع نوسان ساز دیگر را نیز خودتان پیاده سازی نمایید.



اشتراک گذاری

دیدگاه شما

اولین دیدگاه را شما ارسال نمایید.