انواع نوسان ساز

قطعه الکترونیکی کریستال

نوسان ساز های سینوسی

نوسان ساز های سینوسی کاربرد گسترده ای در الکترونیک دارند.این نوسان سلز ها منبع حامل فرستنده ها را تامین می کنندوبخشی از مبدل فرکانس را در گیرنده های سوپر هیترودین تشکیل می دهند.نوسان ساز ها در پاک کردن وتولید مغناطیسی در ضبط مغناطیسی و زمانبندی پالسهای ساعت در کار های دیجیتال به کار می روند.بسیاری از وسایل اندازه گیری الکترونیکی مثل ظرفیت سنج ها نوسان ساز دارند.

نوسان ساز های سینوسی انواع مختلفی دارند اما همه آنها از دو بخش اساسی تشکیل می شوند:
بخش تعیین کننده فرکانس که ممکن است یک مدار تشدید یا یک شبکه خازن مقاومتی باشد.مدار تشدید بسته به فرکانس لازم می تواند ترکیبی از سلف و خازن فشرده طولی ازخط انتقال یا تشدید کننده حفره ای باشد.البته شبکه های خازن مقاومتی فرکانس طبیعی انواع نوسان ساز ندارندولی می توان از جابه جایی فاز آنها برای تعیین فرکانس نوسان استفاده کرد.

نوسان ساز های سینوسی کاربرد گسترده ای در الکترونیک دارند.این نوسان سلز ها منبع حامل فرستنده ها را تامین می کنندوبخشی از مبدل فرکانس را در گیرنده های سوپر هیترودین تشکیل می دهند.نوسان ساز ها در پاک کردن وتولید مغناطیسی در ضبط مغناطیسی و زمانبندی پالسهای ساعت در کار های دیجیتال به کار می روند.بسیاری از وسایل اندازه گیری الکترونیکی مثل ظرفیت سنج ها نوسان ساز دارند.
نوسان ساز های سینوسی انواع مختلفی دارند اما همه آنها از دو بخش اساسی تشکیل می شوند:
بخش تعیین کننده فرکانس که ممکن است یک مدار تشدید یا یک شبکه خازن مقاومتی باشد.مدار تشدید بسته به فرکانس لازم می تواند ترکیبی از سلف و خازن فشرده طولی ازخط انتقال یا تشدید کننده حفره ای باشد.البته شبکه های خازن مقاومتی فرکانس طبیعی ندارندولی می توان از جابه جایی فاز آنها برای تعیین فرکانس نوسان استفاده کرد.
دوم بخش نگهدارنده که انرژی رابه مدار تشدید تغذیه می کند تا آن را در حالت نوسان نگه دارد.بخش نگه دارنده به یک تغذیه نیاز دارد. در بسیاری از نوسان ساز ها این قسمت قطعه ای فعال مثل یک ترانزیستور است که پالسهای منظمی را به مدار تشدید تغذیه می کند.
شکل دیگری از بخش نگهدارنده تشدید نوسان ساز یک منبع با مقاومت منفی یعنی قطعه یا مداری الکترونیکی است که افزایش ولتاز اعمال شده به آن سبب کاهش جریان آن می شود. قطعات نیمه رسانا یا مدار های متعددی وجود دارند که دارای چنین مشخصه ای هستند.

سه دسته مشخص از نوسان ساز ها را می توان دسته بندی کرد که در ادامه این مقاله توضیح خواهم داد:
نوسان ساز های فید بک مثبت
ابتدا بهتر می دانم تا کمی در باره فید بک توضیح بدهم
به طور کلی هر سیستم دارای ورودی و خروجی می باشد حا لا اگر بنا به هر علتی مقداری از خرو جی را با ورودی ها ترکیب کرده و وارد یک سیستم کنیم به این کار فید بک گفته می شود که کار برد های فراوانی در دنیای تکنولوژی دارد برای نمونه از فید بک برای کنترول فرایند یک سیستم استفاده می شود مثلاَ در هنگام راه رفتن شما یک سیستم(خیلی مدرن) هستید که اطلاعات را با چشم خود گرفته و به مغز می فرستید ودر آنجا پردازش شده تصمیم می گیرید که چه کار کنید اما در مورد فید بک مثبت با ید بگویم که دو نوع فید بک را می توان در نظر گرفت منفی و مثبت. در فید بک مثبت که یک مثال جالب از آن را در بالا برایتان بیان کردم هدف اغلب کنترول یک فرایند است یک مثال دیگر فرض کنید یک ظرف از مایعی که در حال جوشیدن است در تماس با یک منبع گرما مثل شعله گاز قرار دارد با گرم شدن بیش از حد مایع از ظرف بیرون می ریزد وآتش را کم می کند و دمای مایع را کاهش می دهد وبا کاهش دمای ما یع آتش دوباره احیا می شود ومایع دو باره گرم شده وسر ریز می کند و دوباره . اما در فید بک مثبت خرو جی به ورودی اضافه می شود واز فید بک مثبت به همین دلیل برای تشدید استفاده می شود همان مثال قبل را در نظر بگیرید با یک مایع آتشزا این بار با گرم شدن مایع و سر ریز آن آتش شدشدتر می شود وهمین طور تا آخر.
نکته مهم این است که در دنیای مادی همه چیز روبه میرایی و مردن میرود (ای روزگار نا مراد)وچیز هایی مثل اصطکاک همیشه(بعضی موقع های بیشتر)مزاحم هستند در باره نوسان هم میرایی باعث کاهش دامنه نوسان و از بین رفتن آن می شود بنا براین از فید بک مثبت برای جبران این میرایی استفاده می کنیم.
انواع مختلفی از نوسان ساز ها که از فید بک مثبت استفاده می کنند وجود دارد.
نوسان ساز هارتلی
این نوسان ساز نمونه ای از نوسان ساز های فرکانس پایین است که با استفاده از مدار فرکانس را تعیین می کند ویک ترانزیستور نیز تامین کننده پالس های نگه دارنده است.مدار شکل زیر یک تقویت کننده امیتر مشترک را نشان می دهد که مدار بین کلکتور و بیس آن متصل شده است سر وسط سلف به طور موثر به امیتر متصل شده است (مقاومت منبع تغذیه برابر صفر فرض می شود). تقویت کننده امیتر مشترک سیگنال ورودی خود را معکوس می کند و سیگنال خروجی آن با سر وسط زمین شده سلف قبل از اعمال به بیس معکوس می شود.در نتیجه در این مدار ورودی را خود تقویت کننده تا مین می کند. یعنی فید بک مثبت قابل تو جهی که وجود دارد باعث ایجاد نوسان می شود و دامنه سیگنال (در فر کانس تشدید ) به سرعت افزایش می یابد.پالسهای ناشی از جریان بیس را پر می کنند در نتیجه جهت ولتاژ تو لید شده بیس را به طور منفی بایاس می کند با افزایش دامنه سیگنال ولتاز دو سر نیز زیاد می شود تا به حالت تعادل بر سد. حالت تعادل زمانی روی می دهد که اتلاف مدار ناشی از بار شدن خروجی مقاومت اهمی و جریان بیس با انرژی وارد شده از کلکتور به این خازن برابرشود.در این شرایط نهایی ترانزیستور می تواند به خوبی در بیشتر قسمتهای سیکل قطع باشد ودر هر قله مثبت بیس پالس ناگهانی به جریان بیس (وجریان کلکتو)اعمال شود.در فاصله زمانی بین دو فله متوالی از طریق شروع به تخلیه می کند. اما اگر یک ثابت زمانی در مقایسه با زمان تناوب نوسان بزرگ باشد مقدار کمی از ولتاژ دو سر در این فاصله زمانی از بین می رود و می توان را به عنوان یک منبع ثابت بایاس منفی در نظر گرفت . در بسیاری از نوسان ساز ها از این روش بایاس کردن استفاده می شود. این روش دارای مزیت جبران سازی برای هر گونه افت دامنه نوسان در اثر افزایش بار خروجی یا افت ولتاژ منبع تغذیه است.کاهش دامنه نوسان باعث کاهش بایاس می شود به طوری که ترانزیستور پالس های جریان بزرگتری برای ثابت نگه داشتن دامنه می گیرد.

نو سان ساز کلپیتس
نکته مهم در شکل بالانیاز به وجود سه اتصال میان مدار تنظیم شده و ترانزیستور برای ایجاد فید بک مثبت است. امیتر به سر وسط سلف متصل می شود ولی می توان آن را به صورت معادل با استفاده از دو خازن برابر به طور سری مانند شکل بعد به شاخه خازنی مدار متصل کرد.در این نوسان ساز از یک فت اتصالی با مقاومت در مدار درین استفاده شده و مدار با خازن به در ین متصل شده است. بنا بر این مدار بر خلاف تغذیه مستقیم شکل اول به طور موازی تغذیه می شود.
خازن های تعیین کننده فرکانس و با خازن های ورودی و خروجی ترانزیستور موازی هستند و در نتیجه این خازنها در تعیین فر کانس نوسان نیز تاثیر دارند. با بزرگتر کردن و تا حد امکان تاثیر این خازنها به حد اقل می رسد.از سوی دیگر اگربه نوسانی با فر کانس بالا نیاز باشد خازنهای تنظیم باید خیلی کوچک باشند. در این موارد می توان از خازنهای ورودی و خروجی ترانزیستور به جایواستفاده کرد. یک خازن متغییر کوچک مانند شکل سوم برای تنظیم به دو سر سلف متصل می شود. در این مدار نیز که با پالسهای جریان گیت شارژ و از طریق تخلیه می شود به طور خود کار بایاس لازم را تامین می کند. برای آنکه امکان زمین شدن سر متغییر خازن (و در نتیجه بیس ترانزیستور) وجود داشته باشد یک چوک با امپدانس زیاد در فر کانس کار به مدار امیتر افزوده می شود.
هر سه نوسان ساز بالا که شرح دادم در کلاس برای دامنه های نوسان بزرگ عمل می کنند. برای به دست آوردن شکل موج سینوسی خروجی را باید از مدار گرفت. مثلا با سیم پیچی که مانند شکل اول و دوم به طور القایی به مدار متصل می شود.اگر خروجی از خود ترانزیستور گرفته شود مثلا از مقاومتی در مدار امیتر یا سورس قطار پالسی با فر کانس تکراری برابر با فرکانس تشدید به دست می آید.

نوسان ساز راینارتز
این نوسان ساز چون زیاد در گیرنده های ترانزیستوری استفاده می شود باید حتما در بارش می نوشتم.در این مدار فید بک مثبت با اتصال مدار کلکتور به مدار امیتر با القای متقابل وتامین می شود. و هر دوبه مدار تعیین کننده فرکانسنیز متصل هستند. این نوسان ساز به روش تقسیم ولتاژ پایدار می شود ولی همانطور که نشان داده شده است اثر بازوی پایینی مقسم ولتاژ باید با خازن کم مقاومتی خنثی شود تا سیگنال تولید شده در دوسرمستقیما بین بیس و امیتر اعمال شود . در نگاه اول به نظر می رسد که بخش تعیین کننده فرکانس در نوسان ساز راینرتز چهار اتصال دارد ولی اتصال مثبت و منفی منبع تغذیه در واقع مشترک هستند زیرا امپدانس منبع در فرکانس نوسان ناچیز است یا بهتر است که چنین باشد.

نوسان ساز کنترل شده کریستالی
و اما از همه مهمتر که حتما باید در باره ا ش بدانید این مورد است چون در بعضی کاربرد ها لازم که نوسان ساز پایداری فرکانسی زیادی داشته باشد یعنی یک فر کانس ثابت را بدون وابستگی به عوامل دیگر تولید کند مثل منبع موج حامل در فرستنده ها اگر کنترل تلویزیون را دیده باشید احتمالا یک قطعه مکعبی زرد رنگ(کریستال) را در آن دیده اید یا مدار تلویزیون یا بعضی رادیو ها واز دیگر جاهایی که این نوسان ساز به کار می رود منابع تولید کننده پالسهای ساعت در کامپیوتر ها و سیستم های دیجیتال است . روش رایج برای به دست آوردن پایداری فرکانسی لازم استفاده از کریستال پیزوالکتریک برای کنترل فرکانس نوسان است .چنینکریستالهایی(بسته به ابعاد و شکلشان)دارای فرکانس تشدید طبیعی هستنددر عمل کریستال بین دو صفحه فلزی نصب می شود که اتصال الکتریکی با کریستال را ایجاد می کند . را ه انواع نوسان ساز های متعددی بزای اتصال کریستال به مدار نوسان ساز وجود دارد.که یک نمونه از آن در شکل بعدی آمده است در این شکل کریستال بین کلکتور و بیس ترانزیستور وصل شده تا نوسان ساز کلپیتس را تشکیل دهد . خازنهای داخلی کلکتور بیس و بیس امیتر فید بک مثبت را تامیین می کنند. مدار کلکتور نیازی به تنظیم ندارد سیم پیچ ثانویه ترانسفور ماتور نقطه ی خروجی را ایجاد می کند.

نوسان سازهای مقاومت منفی
همان طور که گفتم اگریک مدار تشدید به منبعی با مقاومت منفی مناسب متصل شود نوسان خواهد کرد. که تفاوت آن با نوسان ساز هایی که قبلا گفتم این است که تنها به دو اتصال به بخش تعیین کننده فرکانس نیاز دارد.منظور از مقاومت منفی قطعه ای است که مشخصه انقالی آن(نمودار ولتاژ _جریان) حد اقل در یک محدوده ی کو چک شیب منفی داشته باشد یعنی با افزایش ولتاژ لا اقل در بعضی از ناحیه های ولتاژی جریان آن کاهش یابدویا با افزایش جریان ولتاژ آن کاهش یابد.این عنصر می تواند یک قطعه خواص یا یک مدار باشد که یکی با کلی فکر طراحی کرده.
برای استفاده از یک مقاومت منفی در یک نوسان ساز از این نوع باید مقدار مقاومت منفی برابر مقدار مقاومت مثبت مدار تشدید متصل به آن باشد.
چون اصولا چیزی که باعث میرایی دامنه نوسان می شود مقاومت مثبت است(ای عنصر مزاحم)و تمام این قصه ها که گفتیم خلا صه اش این بود که چه طور این میرایی را جبران کنیم حا لا یک عنصر مطلوب مثل مقا ومت منفی را داریم که اثر میرایی مقاومت مثبت را از بین می برد.
دیود تونل
یکی ازقطعات نیمه رسانا که مشخصه اش یک مقاومت منفی را نشان می دهد دیود تونل است . این قطعه یک دیود است که غلظت ناخالصی درآن بسیار زیاد وپیوند آن بسیارنازک است. شکست در دیود تونل در مقاذیر بایاس معکوس خیلی پایین اتفاق می افتد و در نتیجه ناحیه ی مقاومت معکوس زیاد وجود ندارد.شیب منفی در بایاس مستقیم کم معمولا بین0.1 تا 0.3 ولت ایجاد می شود.(از این جا به بعد چند خط حرف بیخود. )_این مشخصه جالب و عجیب ومفیدو..به دلیل نفوذ در سد پتانسیل در پیوند با الکترونهایی که انرژی کافی برای عبور از این سد ندارند به وجود می آید. این اثر معروف به اثر تونل در فیزیک کلاسیک غیر قابل توجیه است ولی با مکانیک کوانتومی قابل توضیح است . دیود های تونل را می توان باظرفیت خیلی کمی تولید کرد و نوسان ساز هایی که با آن کار می کنند در فرکانسهای چند مگا هرتزی قابل ساخت هستند برای به دست آوردن بیشترین مقدار خروجی (یا همان به قول دانشجویان متعال برق ماکزیمم سویینگ متقارن) باید نقطه کار در وسط ناحیه مقاومت منفی قرار داده شود واضح است که دامنه خروجی کمتر از یک ولت می باشد.
نوسان ساز پوش_ پول
مشخصه مقاومت منفی را می توان از یک مدار دو ترانزیستوری نیز به دست آورد. نمونه این مدار در شکل زیر نشان داده شده است که اساس آن از یک ملتی ویبراتور استابل تشکیل می شود.اگر ترکیب وجود نداشته باشد شکل موج مربعی خروجی در هر دو کلکتور تولید خواهد کرد و ترانزیستورهابه طور متناوب بین قطع و اشباع تغییر وضعیت خواهند داد. وجود مدار تنظیم شده این عملکرد را اصلاح می کند زیرا سلف در فرکانس های پایین مسیری با امپدانس کم میان کلکتور ها ایجاد می کند در حالی که خازنها این کار را در فرکانس های بالا انجام می دهند که هر دو عملکرد معمولی مولتی ویبراتور را تحت تاثیر قرار خواهد داد عملکرد مدار منطبق بر فرکانس تشدید مدار تنظیم شده است که در آن مدار تنظیم شده بیشترین امپدانس را دارد و در نتیجه خروجی مدار سینوسی است در این فرکانس مقاومت موثر میان کلکتورها تقریبا برابر است که قابلیت هدایت متقابل ترانزیستور هاو تضعیف مدار های تزویج میان ترانزیستور هاست . یکی از این مدار های تزویج است ولی با خازن ورودی موازی است و این امر می تواند در تضعیف مدار تاثیر بگذارد . برای ایجاد نوسان باید مقاومت دینامیکی مدار بیشتر از باشد.

بررسی انواع نوسان سازها – اسیلاتور ساده

با توجه به همفاز بودن موج ورودی و موج نمونه گیری شده، خروجی مدار به حالت ناپایدار در خواهد آمد.

نوسان سازها به دو نوع اصلی انواع نوسان ساز تقسیم می شوند:

۱- نوسان ساز خطی یا هارمونیک

۲- نوسان ساز غیرخطی یا رلاکسیون.

نوسان ساز خطی

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

رایج ترین نوع یک نوسان ساز خطی، یک تقویت کننده الکترونیکی مثل یک ترانزیستور 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 می اورد 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.

در مدار نوسان ساز RC، فیلتر شبکه از مقاومت‌ها و خازن هاست ،نوسان سازهای RC بیشتر

برای تولید فرکانس‌های پایین تر استفاده می‌شوند، به عنوان مثال در محدوده صوتی.

انواع رایج نوسان سازهای RC، نوسان ساز تغییر فاز و نوسان ساز پل ویناست.

بررسی انواع نوسان سازها

در مدار نوسان ساز LC، فیلتر یک مدار تشدید (اغلب مدار مخزنی نامیده می‌شود) شامل یک القاگر( 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 یک مدار نوسان ساز کریستالی، فیلتر یک کریستال فیزو الکتریک ( معمولا یک کریستال کوارتز )است. کریستال به طور مکانیکی مثل یک تشدیدگر می‌لرزد، و فرکانس لرزش 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.

آنها برای ثابت کردن فرکانس بیشتر فرستنده‌های رادیویی و برای تولید علامت زمان سنج در کامپیوترها و ساعت‌ های کوارتز 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 دستگاه‌ هایی 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 موجو بالا استفاده می‌شوند ، چون در این فرکانس‌ها نوسان سازهای بازخورد به طور ناچیز کار می‌کنند که باعث تغییر فاز زیاد در راه بازخورد می‌شود.

قطعه الکترونیکی کریستال

در 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 تقریبا 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.

مدارهای نوسان ساز خطی

نوسان ساز آرمسترانگ، نوسان ساز هارتلی، نوسان ساز کولپیتس، نوسان ساز کلاپ، نوسان ساز خط تاخیر، نوسان ساز شکست ( کریستال)، نوسان ساز تغییر فاز، نوسان ساز RC (پل وین و تی وین -تی )، نوسان ساز LC تزویج شده، نوسان ساز وکر، نوسان ساز نوری الکترونیکی، نوسان ساز تری -تت، نوسان ساز رابینسون، نوسان ساز پیرس، نوسان ساز میلر و نوسان 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 زمان سنجی 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 انالوگ و دستگاه‌های تلویزیون تولید می‌کنند، استفاده می‌شوند. درفانکشن ژنراتورها این موج مثلثی ممکن است با یک تقریب نزدیک به شکل یک موج سینوسی درآید.

بررسی انواع نوسان سازها

مدارهای نوسان ساز رلاکسیون

لرزه گر مرکب – نوسان ساز حلقه‌ای – نوسان ساز خط تآخیر – نوسان ساز رویر

در یکی از این روش ها از نیروی جاذبه آهنربای الکتریکی می توان استفاده کرد، مانند آهنربای

الکتریکی در بلندگوی تلفن. جریانی از سیم پیچ آهنربای الکتریکی می گذرد که قطب های آن

طوری تنظیم شده است که در بخش مرکزی غشا قرار دارند، یعنی یک صفحه گرد آهنی در کنار آن نصب شده است.

نوسان های جریان موجب می شود که نیروی جاذبه وارد بر غشا نوسان کند. در نتیجه آن

غشا ارتعاش های واداشته انجام می دهد.

اگر هسته آهنربای الکتریکی دارای مغناطیس دائمی نباشد. یعنی فقط هنگامی غشا را

جذب کند که جریان از سیم پیچ می گذرد، تلفن به مقدار زیاد صوت را خراب می کند.

در واقع برای هر جهت جریان در سیم پیچ، غشا به سمت هسته جذب می شود و بنابر این،

دوره نیرو وارد بر غشا برابر است با نصف دوره جریان متناوب در سیم پیچ. برای جلوگیری از این

مسئله، از آهنربای الکتریکی با هسته آهنربای دائم استفاده می شود.

در این شرایط نیز تبدیل نوسان های الکتریکی به ارتعاش های مکانیکی عاری از اختلال نخواهند بود.

شکل ارتعاش های غشا شکل نوسان های جریان را به طور دقیق تکرار نمی کند.

با وجود این، امکان استفاده عملی از چنین وسایل الکترو آکوستیکی ناشی از این واقیت است

که چنین اختلالاتی را می توان به قدر کافی کم کرد.

همان طور که با لامپ پرتوی کاتدی در مطلب قبل آشنا شده اید حال باید بدانید که یکی از

روش های دیگر تبدیل نوسان های جریان به ارتعاش های مکانیکی بر اساس چرخش پیچه

حامل جریان در میدان مغناطیسی استوار می باشد. این روش در طرح حلقه نوسان نگار

اساس نوسان ساز LC

نوسان ساز ها مدارهای الکترونیکی هستند که یک شکل موج تناوبی پیوسته در فرکانس معین را تولید می‌کنند.

نوسان سازها یک ورودی DC (ولتاژ تغذیه) را به یک خروجی AC (شکل موج) تبدیل می‌کنند، که می‌تواند محدوده گسترده ای از سطوح موج مختلف و فرکانس ها را داشته باشد که می‌تواند با توجه به کاربرد در طبیعت پیچیده یا موجهای سینوسی ساده باشد.

نوسان سازها همچنین در بسیاری از تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می شوند که امواج سینوسی، مربعی، اره ای یا شکل موج های مثلثی شکل یا فقط قطاری از پالس های متغیر یا پایدار با عرض تولید می‌کنند. نوسان ساز های LC معمولاً به دلیل ویژگی نویز فاز خوب و سهولت اجرای آنها، در مدارهای رادیو فرکانسی استفاده می‌شوند.

مدار LC

یک نوسان ساز در اصل تقویت کننده با “فیدبک مثبت” یا فیدبک احیا کننده (به صورت هم فاز) است و یکی از مشکلات بسیاری در طراحی مدار انواع نوسان ساز الکترونیکی متوقف کردن تقویت کننده از نوسان است در حالی که تلاش در نوسان دار کردن نوسان ساز ها می‌کند.

نوسان ساز ها کار می کنند زیرا که آنها بر افت مدار تشدید کننده فیدبک شان در فرم یک خازن، القاگر یا هر دو در همان مدار با اعمال انرژی DC در فرکانس مورد نیاز بر این مدار تشدید کننده غلبه می کنند. به عبارت دیگر، نوسان سازیک تقویت کننده است که از فیدبک مثبت استفاده می کند و فرکانس خروجی را بدون استفاده از سیگنال ورودی ایجاد می کند.

اساس نوسان ساز LC

در نتیجه نوسان سازها مدارهای خود آموز هستند که یک شکل موج خروجی تناوبی در فرکانس معین تولید می‌کنند و برای هر مدار برای کار کردن به عنوان یک نوسان ساز، آن باید دارای سه مشخصه زیر باشد:

یک نوسان ساز یک تقویت کننده فیدبک کوچک با انواع نوسان ساز بهره حلقه باز معادل یا کمی بزرگتر از یک برای یک نوسان ساز است تا شروع به نوسان کند اما برای ادامه نوسان سازی بهره متوسط حلقه باید به 1 برگردد.

برخلاف یک تقویت کننده هیچ ورودی AC بیرونی برای تحریک نوسان ساز برای کارکردن نیست، زیرا منبع انرژی DC به انرژی AC توسط نوسان ساز در فرکانس مورد نیاز تبدیل می‌شود.

مدار فیدبک نوسان ساز پایه

بطوریکهβ بخش فیدبک است.

بهره نوسان ساز بدون فیدبک

A= بهره ولتاژ حلقه باز

بهره نوسان ساز با فیدبک

[latex] A_(V_-beta V_)=V_ [/latex] که[latex] beta [/latex] فیدبک کسر است.

[latex] A_.V_-A_beta V_=V_ [/latex] که [latex] Abeta [/latex] بهره حلقه می باشد.

فاکتور فیدبک [latex]1+ Abeta [/latex] [latex]leftarrow [/latex] [latex] A_.V_=V_(1+Abeta ) [/latex]

نوسان سازها مدارهایی هستند که یک شکل موج خروجی ولتاژ پیوسته را در فرکانس مورد نیاز با مقادیر سلف ها، خازن ها یا مقاومت ها تولید می کنند که یک مدار تانک تشدید کننده LC فرکانس گزین و شبکه فیدبک را تشکیل می دهند. این شبکه فیدبک یک شبکه کاهشی است که دارای بهره کمتر از یک (β <1) است و شروع به نوسان سازی می‌کند هنگامی که Aβ>1 که به محض شروع نوسانات به یکپارچگی (Aβ = 1) باز می گردد.

فرکانس نوسان سازهای LC با استفاده از یک مدار القایی / خازنی (LC) تشدید شده با فرکانس خروجی حاصل که به فرکانس نوسان معروف است، کنترل می شوند. با ساختن فیدبک، نوسان سازها به صورت یک شبکه واکنشی، زاویه فاز فیدبک به عنوان تابعی از فرکانس متغیر خواهند بود و این شیفت فازی نامیده می‌شود.

در اصل انواع نوسان سازها وجود دارد که به ترتیب زیر هستند:

1. نوسان سازهای سینوسی – اینها به عنوان نوسان سازهای هارمونیک شناخته می شوند و عموما نوسان ساز نوع “LC تنظیم شده با فیدبک ” یا “RC تنظیم شده با فیدبک” هستند که یک شکل موج خالص سینوسی تولید می کنند که از دامنه و فرکانس ثابت برخوردار است.
2. نوسان سازهای غیر سینوسی – اینها به عنوان نوسان كننده های آرامشی شناخته می شوند و موج های پیچیده غیر سینوسی تولید می كنند كه خیلی سریع از یك شرایط پایداری به حالت دیگر تغییر می یابند مانند شکل موج های نوع “موج- مربعی” ، “موج مثلثی” یا “موج اره ای”.

تشدید نوسان ساز

هنگامی که یک ولتاژ ثابت اما با فرکانس متغیر بر روی مدار متشکل از یک سلف، خازن و مقاومت اعمال می شود، راکتانس هر دو مدار خازن/ مقاومت و سلف / مقاومت دامنه و فاز سیگنال خروجی را در مقایسه با سیگنال ورودی به دلیل راکتانس اجزای مورد استفاده تغییر می‌دهد.

در فرکانس های بالا، راکتانس یک خازن به انواع نوسان ساز عنوان یک اتصال کوتاه بسیار کم عمل می کند در حالی که راکتانس های سلف به عنوان یک مدار باز عمل می کند. در فرکانس های پایین، برعکس صحیح است، راکتانس خازن به عنوان یک مدار باز عمل می کند و راکتانس(مقاومت القایی) سلف به عنوان یک اتصال کوتاه عمل می کند.

بین این دو ترکیبی از سلف و خازن، یک مدار “تنظیم شده” یا تشدید شده” تولید می کند که دارای فرکانس تشدید (ƒr) است که در آن رآکتانس خازنی و سلف مساوی هستند و یکدیگر را حذف می‌کنند، فقط مقاومت مدار را برای مخالفت با شارش می‌گذارند. این بدان معنی است که هیچ تغییر فازی وجود ندارد زیرا جریان هم فاز با ولتاژ است. مدار زیر را در نظر بگیرید.

مدار پایه تانک نوسان ساز LC

مدار تشکیل شده از یک سیم پیچ القایی L و یک خازن C انواع نوسان ساز انواع نوسان ساز است. خازن انرژی را درحالت یک میدان الکترواستاتیک ذخیره می کند و یک پتانسیل (ولتاژ استاتیک) را در دو سر صفحه های خود تولید می کند، در حالی که سیم پیچ القایی انرژی خود را در قالب یک میدان الکترومغناطیسی ذخیره می‌کند. خازن تا ولتاژ تغذیه DC ، V با قرار دادن سوئیچ در موقعیت A. شارژ می شود. وقتی خازن کاملاً شارژ شد، سوئیچ به موقعیت B تغییر می کند.

خازن شارژ شده به طور موازی با سیم پیچ القایی وصل شده است بنابراین خازن شروع به تخلیه خود از طریق سیم پیچ می کند. ولتاژ دو سر C با شروع افزایش جریان عبوری از سیم پیچ شروع به کاهش می کند.

از آنجا که اکنون هیچ ولتاژ خارجی در مدار برای حفظ جریان درون سیم پیچ وجود ندارد، با فروریختن میدان الکترومغناطیسی، آن شروع به کاهش می کند. یک فرکانس محرکه القایی در سیم پیچ ([latex] e=-L(frac) [/latex]) القا می شود و باعث حفظ شارش جریان در جهت اصلی می‌شود.

این جریان خازن C، با قطبیت مخالف با بار اصلی خود را رو به بالا شارژ می کند. C تا کاهش جریان تا صفر شارژ می‌شود و میدان الکترومغناطیسی سیم پیچ کاملا فرو می‌پاشد.

انرژی اولیه که از طریق سوئیچ به مدار وارد می شود، به خازن برگردانده شده است که مجدداً دارای ولتاژ الکترواستاتیک ولتاژ در دو سر آن است، اگرچه اکنون دارای قطبیت مخالف است. خازن اکنون دوباره از طریق سیم پیچ شروع به تخلیه شدن می‌کند و کل فرایند تکرار می شود. قطبیت ولتاژ با رفت آمد انرژی بین خازن و سلف که یک ولتاژ سینوسی نوع AC و شکل موج جریان تولید می‌کند، تغییر می کند.

سپس این فرایند اساس مدار تانک نوسان سازهای LC را تشکیل می دهد و از لحاظ نظری این چرخه رو به جلو و عقب به طور نامحدود ادامه خواهد یافت. با این حال، همه چیز عالی نیست و هر بار که انرژی از خازن C به سلف L و برعکس از L به C منتقل می شود، برخی از تلفات انرژی رخ می دهد که با گذشت زمان نوسانات را به صفر می رساند.

این عمل نوسانی گذر انرژی به جلو و عقب بین خازن C به سلف L اگر بخاطر تلفات انرژی در مدار نباشد، به طور نامحدود ادامه خواهد یافت. انرژی الکتریکی در DC یا مقاومت واقعی سیم پیچ سلف، در دی الکتریک خازن و در تابش از مدار افت می‌کند بنابراین نوسانات به طور پیوسته تا زمانی که کاملاً از بین بروند و روند متوقف شود، کاهش می یابد.

سپس در یک مدار LC عملی دامنه ولتاژ نوسان در هر نیم چرخه نوسان کاهش می یابد و در نهایت تا صفر از بین می‌رود. بعدا گفته می شود که نوسانات با کاهش سطح میرایی که با کیفیت یا ضریب Q مدار تعیین شده اند، ” میرا ” شده اند.

نوسانات میرا شده

فرکانس ولتاژ نوسانی به مقدار القایی و خازن در مدار تانک LC بستگی دارد. اکنون می دانیم که برای ایجاد تشدید در مدار مخزن، باید یک نقطه فرکانس وجود داشته باشد که مقدار X_C راکتانس خازنی برابر با مقدار X_L راکتانس القایی (X_C = X_L) است و به همین دلیل است که یکدیگر را حذف می کنند و فقط مقاومت DC را در مدار می گذارند تا مخالف با شارش جریان باشد.

اگر اکنون منحنی را برای مقاومت القایی سلف در بالای منحنی مقاومت خازنی قرار دهیم، در نتیجه هر دو منحنی در محورهای فرکانس یکسان انواع نوسان ساز قرار می‌گیرند، نقطه تقاطع، نقطه فرکانس تشدید را به ما خواهد داد، (یا ω_r ) که مطابق شکل زیر است:

فرکانس تشدید

بطوریکه: f_r در واحد هرتز ، L در هنری و C در فاراد بیان می‌شود.

سپس فرکانسی که این در آن اتفاق خواهد افتاد بصورت زیر است:

[latex] X_=2Pi fL [/latex] و [latex] X_=(frac) [/latex]

در تشدید:[latex] X_=X_ [/latex]

[latex] 2Pi fL=(frac) [/latex]

سپس با ساده سازی معادله بالا، رابطه نهایی برای فرکانس تشدید f_r در مدار LCتنظیم شده بدست می‌آید:

فرکانس تشدید یک نوسان ساز LC[latex] f_=(frac>) [/latex]

L سلف در واحد هنری است

C ظرفیت خازن در واحد فاراد است

f_r فرکانس خروجی در واحد هرتز است.

این معادله نشان می دهد که اگر L یا C هر دو کاهش یابند، فرکانس افزایش می یابد. به این فرکانس خروجی معمولا اختصار ( f_r ) داده می شود تا آن را به عنوان “فرکانس تشدید” معرفی کند.

برای ادامه نوسانات در مدار تانک LC، مجبور هستیم تا تمام انرژی از دست رفته در هر نوسان را جایگزین کنیم و همچنین باید دامنه این نوسانات را در سطح ثابت حفظ کنیم. بنابراین مقدار انرژی جایگزین شده باید برابر با انرژی از دست رفته در طول هر چرخه باشد.

اگر انرژی جایگزین بیش از حد بزرگ باشد تا زمان که قطع پایه های تغذیه رخ دهد، دامنه افزایش خواهد یافت. از طرف دیگر، اگر مقدار انرژی جایگزین شده بسیار کم باشد، دامنه نهایتا با گذشت زمان به صفر می رسد و نوسانات متوقف خواهد شد.

ساده ترین راه برای جایگزینی این انرژی از دست رفته، گرفتن بخشی از خروجی از مدار تانک LC، تقویت آن و سپس دوباره دادن آن به مدار LC است. این فرآیند می‌تواند با استفاده از یک تقویت کننده ولتاژ با استفاده از یک تقویت کننده عملیاتی، ترانزیستور اثر میدانی یا دوقطبی بدست آید زیرا آن یک دستگاه فعال است. با این حال، اگر بهره حلقه تقویت کننده فیدبک خیلی کوچک باشد، نوسان مطلوب به صفر کاهش می یابد و اگر آن خیلی بزرگ باشد، شکل موج منحرف می شود.

برای تولید نوسان ثابت، باید سطح انرژی برگشته به شبکه LC باید با دقت کنترل شود. سپس هنگامی که دامنه سعی می کند تا از ولتاژ مرجع به بالا یا پایین تغییر کند، باید شکلی از دامنه خودکار یا کنترل بهره وجود داشته باشد.

برای حفظ نوسان پایدار، بهره کلی مدار باید برابر با یک یا یکپارچه باشد. هرچقدر کمتر باشد، نوسانات شروع نخواهد شد یا از بین نخواهند رفت و به صفر نمی‌رسند، بیشتر نوسانات رخ خواهد داد اما دامنه توسط پایه های تغذیه قطع شده که باعث ایجاد اعوجاج می شود. مدار زیر را در نظر بگیرید.

مدار نوسان ساز LC ترانزیستور پایه

یک ترانزیستور دو قطبی به عنوان تقویت کننده نوسان ساز LC با مدار مخزن LC تنظیم شده بکار می‌رود که به عنوان بار کلکتور عمل می کند. سیم پیچ L₂ دیگر بین بیس و امیتر ترانزیستور وصل شده است که میدان الکترومغناطیسی بصورت “متقابل” با همانند آن در سیم پیچ L وصل شده است.

“القا متقابل” بین دو مدار وجود دارد و جریان در حال تغییر در یک مدار سیم پیچ باعث توسط القا الکترومغناطیسی، یک ولتاژ بالقوه را در دیگری (اثر ترانسفورماتور) القا می‌کند، وقتی که نوسانات در مدار تنظیم شده اتفاق می افتد، انرژی الکترومغناطیسی از سیم پیچ L به سیم پیچ L₂ انتقال می‌یابد و یک ولتاژ با فرکانس مشابه در مدار تنظیم شده بین بیس و امیتر ترانزیستور اعمال می شود. در این روش ولتاژ فیدبک اتوماتیک لازم بر ترانزیستور تقویت کننده اعمال می شود.

میزان فیدبک می‌تواند با تغییر اتصال بین دو سیم پیچ L و L₂ افزایش یا کاهش یابد. هنگامی که مدار در حال نوسان است امپدانس آن مقاومت می کند و ولتاژهای کلکتور و بیس 180 درجه با هم اختلاف فاز دارند. به منظور حفظ نوسانات (ثبات فرکانس نامیده می‌شود) ولتاژ اعمال شده به مدار تنظیم شده باید با انواع نوسان ساز نوسانات رخ داده در مدار تنظیم شده “هم فاز” باشد.

بنابراین، ما باید یک تغییر فاز 180 درجه را به مسیر فیدبک بین کلکتور و بیس قرار دهیم. این امر از طریق سیم پیچی L2 در جهت صحیح نسبت به سیم پیچ L بدست می آید که به ما دامنه و روابط فاز صحیح را برای مدار نوسان سازها ارائه می‌کند، و یا با اتصال یک شبکه تغییر فاز بین انواع نوسان ساز خروجی و ورودی تقویت کننده به دست می‌آید.

بنابراین نوسان ساز LC یک “نوسان سازسینوسی” یا یک “نوسان ساز هارمونیک” است، که معمولاً به این نام شناخته می‌شود. نوسان سازهای LC می توانند امواج سینوسی فرکانس بالا را برای استفاده کاربردهای نوع رادیو فرکانسی (RF 1 ) با تقویت کننده ترانزیستوری یک ترانزیستور دو قطبی یا ترانزیستور اثر میدانی تولید کنند.

اسیلاتورهای هارمونیک در اشکال مختلفی ظاهر می‌شوند، زیرا روش های مختلف زیادی برای ساختن یک شبکه و تقویت کننده فیلتر LC وجود دارد که رایج ترین آنها نوسان ساز LCهارتلی، نوسان سازLC کولپیتس، نوسان ساز Armstrong و نوسان ساز Clapp است.

مثال شماره 1 نوسان ساز LC

یک سلف 200 میلی هانری و یک خازن 10 پیکو فارادی به یکدیگر بصورت موازی برای ایجاد یک مدار مخزن نوسان ساز LCوصل شده اند. فرکانس نوسان را محاسبه کنید.

سپس از مثال بالا انواع نوسان ساز می توانیم ببینیم که با کاهش مقدار خازن C یا سلف L دارای اثر افزایش فرکانس نوسان مدار تانک LC خواهد بود.

خلاصه نوسان سازهای LC

شرایط اساسی مورد نیاز برای یک مدار تانک تشدید نوسان سازLC به شرح زیر است.

برای وجود نوسانات، یک مدار نوسان ساز باید حاوی یک مؤلفه واکنشی (وابسته به فرکانس) یا یک “سلف” (L) یا “خازن” (C) و همچنین یک منبع انرژی DCباشد.

در یک مدار خازن-سلف ساده، مدار LC، نوسانات به دلیل افت اجزا و مدار، به مرور زمان از بین می‌روند.

تقویت ولتاژ برای غلبه بر این تلفات مدار و تأمین بهره مثبت لازم است.

بهره کلی تقویت کننده باید بیشتر از یک، یکپارچه باشد.

با برگرداندن برخی از ولتاژهای خروجی به مدار تنظیم شده که دارای دامنه صحیح و فاز هستند، می توان نوسانات را حفظ کرد (0 درجه).

نوسانات فقط هنگامی که فیدبک “مثبت” باشد، اتفاق می افتد (بازسازی خود).

تغییر فاز کلی مدار باید صفر یا 360 درجه باشد تا سیگنال خروجی از شبکه فیدبک با سیگنال ورودی “هم فاز” شود.

در آموزش بعدی درباره نوسان سازها، عملکرد یکی از رایج ترین مدارهای نوسان ساز LC را که از دو سیم پیچ القایی برای ایجاد یک القاء تنظیم شده میانی در مدار تانک تشدید خود استفاده می‌کند را بررسی خواهیم کرد. این نوع مدار نوسان ساز LC معمولاً به عنوان نوسان ساز هارتلی شناخته می شوند.

انواع مدارات نوسان ساز

به طور کلی در مدارات فرستنده رادیویی یا نوسان ساز، قسمت اصلی مدار که وظیفه اش ساختن نوسان می باشد یا شامل سیم پیچ و خازن می باشد (lc) و یا شامل کریستال است که فرکانس نوسان سازهای کریستالی دقیق تر و ثابت تر هستند.

در قسمت تقویت کننده ها ی مدارات نوسان ساز یا از ترانزیستور استفاده می شود، یا از گیت های منطقی (لاجیک) و یا از تقویت کننده عملیاتی (آی.سی های آپ امپ) استفاده می شود.

نقشه شماتیک مدار نوسان ساز با کریستال

نقشه شماتیک مدار نوسان ساز با سیم پیچ و خازن

نوسان ساز های ترانزیستوری

نوساتن ساز های ترانزیستوری عمدتا به 3 دسته زیر تقسیم می شوند:

نوسان ساز آرمسترانگ

این نوع نوسان ساز به نام مخترع آن یعنی آرمسترانگ، نامگذاری شده و از قدیمی ترین نوع نوسان سازها به شمار می رود. در این نوسان ساز، یک مدار lc، به عنوان نوسان کننده و یک ترانزیستور به عنوان تقویت کننده و یک فیدبک که به صورت کوپلاژ ترانس (انتقال دهنده ترانسی) می باشد، به کار رفته است و موج تقویت شده از کلکتور، برای جلوگیری از میراشدن نوسانات سیم پیچ به مدار lc برگشت داده می شود.در این نوسان ساز، جهت سیم پیچ های L1 و L2 طوری است که اختلاف فاز در ولتاژ القا شده، ایجاد می شود و معمولا روی یک هسته، پیچیده می شوند. مقدار فرکانس ساخته شده با فرمول زیر محاسبه می شود.

که F فرکانس بر حسب هرتز و L1 مقدار سیم پیچ بر حسب هانری و C1 مقدار خازن بر حسب فاراد می باشد.

مدار عملی یک نوسان ساز ساده هارتلی

مدار زیر یک نوسان ساز با سیم پیچ سه سر می باشد که سیم پیچ های مدار، کادر آنتن سه سر یک رادیوی موج متوسط (MW) می باشد. چنان چه، نقاط B و A به یک گوشی کریستالی وصل شوند، صدای سوت شنیده می شود. همچنین اگر یک رادیوی MW را روشن نمایید، می توانید با تغییر واریابل رادیو، صدای سوت را بر روی رادیو نیز بشنوید.

نوسان ساز کولپیتس

این نوسان ساز شبیه هارتلی است با این فرق که در مدل LC آن به جای ترانس با سروسط، از خازن با سروسط (2 خازن به هم سری شده) استفاده می شود که در نتیجه، سیم پیچ L1 و خازن C1، مدار Lcرا تشکیل می دهند.

با وصل ولتاژ به مدار، جریانی در ترانزیستور برقرار می شود. افت ولتاژ روی کلکتور از طریق C4 به مدار Lc فیدبک شده و مدار Lc را تحریک می کند. نوسانات ایجاد شده در مدار Lc بین C1 و C2 تقسیم شده و افت روی C1 به بیس از طریق C3 کوپلاژ می شود و سیگنال تقویت شده از طریق C4 روی C2 برگشت داده می شود. در این مدار هم چون امیتر مشترک است،اختلاف فاز بین موج ورودی و خروجی داریم. از طرفی، چون وسط دو خازن شاسی شده صفحه پایین C2 با صفحه بالای C1 هم اختلاف فاز دارند، لذا موج ورودی و خروجی هم فازند.

مقدار فرکانس از فرمول زیر محاسبه می شود که C بر حسب فاراد و L بر حسب هانری می باشد.

انواع نوسان ساز

نوسان ساز چیست؟ انواع مدار نوسان ساز

نوسان ساز یک مدار الکتریکی ست. هدف استفاده از این مدار، تولید سیگنال های الکتریکی نوسانی می باشد. به سیگنال های تکرار شونده، سیگنال نوسانی می گویند. فرمت نوسان ساز که در طراحی برد الکترونیکی های زیادی استفاده میشود موجی یا سینوسی است. این مدار یک بخش اصلی در ساخت بردهای الکترونیکی زیادی مانند بردهای مخابراتی، دیجیتالی و… بوده و خواهد بود.

انواع نوسان ساز:

نوسان سازها با اینکه تنوع زیادی دارند اما شیوه کارکرد همه آنها شبیه به هم است. از آنها در ساخت برد الکترونیکی و تجهیزات الکترونیکی استفاده زیادی می شود. از کاربردهای مهم نوسان سازها می توان به تولید سیگنال حامل، فرستنده‌های رادیویی، تولید سیگنال ساعت، کامپیوترو..اشاره کرد.

دقت کنید که طراحی مدار نوسان ساز حساس و پر اهمیت است. نوسان سازها دارای دو نوع اصلی هستند:

۱- نوسان ساز خطی یا هارمونیک

۲- نوسان ساز غیرخطی یا رلاکسیون

نوسان ساز خطی:

فرمت مدار نوسان ساز خطی به این شکل است. نمودار بلوکی آن بعد از خورد، تقویت کننده A با خروجی ولتاژش از طریق یک فیلتر به ورودی ولتاژش فید برمیگردد. این نوسان ساز، یک خروجی سینوسی تولید می‌کند.

نمونه یک نوسان ساز خطی

نوسان ساز بازخورد:

یکی از مرسوم ترین نوسان سازهای خطی، تقویت کننده الکترونیکی مثل یک ترانزیستور یا آپ امپی است. این نوع در حلقه وصل شده به شکلی ست که خروجی آن توسط فیلترالکترونیکی مناسب فرکانس جهت تولید بازخورد مثبت به ورودی پس خورد می‌شود.زمانی که توان به تقویت کننده میرسد.برای نخستین مرتبه وصل شده و نویز الکترونیکی در برد الکترونیکی ایجاد میکند.

بعد از آن نوسان سازی شروع میشود.نویز با چرخش در حلقه تقویت میشود. به سرعت یک موج سیسنوسی فرکانس بالا ایجاد میشود. در مدار نوسان ساز RC، مقاومت‌ها و خازن فیلتر شبکه را تشکیل می دهند. این نوع جهت تولید فرکانس‌های پایین تر بکار می رود.

ویژگی های انواع نوسان ساز:

نوسان ساز مقاومت منفی:

از این نوع نوسان ساز، می توان به نمودار بلوکی اشاره کرد. گاهی در این نوع، دستگاه مقاومت منفی با مدار تشدید موازی متصل میشوند. با نوسان سازهای بازخوردی آشنا شدیم، المان‌های فعال تقویت کننده با دو ورودی مثل ترانزیستور و آپ امپ بکار می روند. نوسان سازهای خطی هم به کمک دستگاه‌ هایی با یک ورودی با مقاومت منفی مثل تیوب‌های ماگنترون، دیودهای تونلی و دیودهای کان تولید میشوند.

نوسان سازهای مقاومت منفی بیشتر در فرکانس های بالا با میکرو موج بالا کاربرد دارند. زیرا در این فرکانس‌ها، نوسان سازهای بازخورد، ضعیف عمل میکنند. به همین دلیل تغییر فاز زیادی در راه بازخورد بوجود می آید. دراین نوع، مدار تشدید، مثل مدار LC، کریستالی، یا تشدیدگر جعبه‌ای، در میان دستگاه با مقاومت دیفرانسیلی منفی متصل میشود. ولتاژ DC بایاس جهت تولید انرژی اعمال میگردد.

به نوعی میشود از مدار تشدید به عنوان یک نوسان ساز یاد کرد. این مدار اگر تلنگر بگیرد. توانایی آن را دارد که، انرژی را به عنوان نوسان الکتریکی ذخیره نماید. ولی بقیه اتلاف‌ها، نوسانات میرا شده و تا صفر کاهش میابند. زیرا این مدار مقاومت داخلی دارد. اثر این فرآیند، تشدید فرکانس مقاومت منفی دستگا ه های فعال است. در نتیجه باعث هدر رفتن مقاومت داخلی دستگاه میشود. این مدار در طراحی برد الکترونیکی نیز مخرب است.