مذبذب الترانزستور: الدائرة والعمل وتطبيقاتها

بشكل عام ، المذبذب هو جهاز إلكتروني يستخدم لتغيير طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد بتردد عالٍ حيث يتراوح التردد من هرتز إلى بعض ميغاهيرتز. لا يحتاج المذبذب إلى أي مصدر إشارة خارجي ، مثل مكبر الصوت. عمومًا، المذبذبات متوفرة في نوعين جيبي وغير جيبي. التذبذبات الناتجة عن المذبذبات الجيبية هي موجات جيبية تتشكل بتردد وسعة مستقرتين في حين أن التذبذبات الناتجة عن غير الجيبية هي أشكال موجية معقدة مثل المثلث والموجة المربعة وسن المنشار. لذلك تتناول هذه المقالة نظرة عامة على الترانزستور كمذبذب أو مذبذب الترانزستور - العمل مع التطبيقات.

تحديد مذبذب الترانزستور

عندما يعمل الترانزستور كمذبذب مع ردود فعل إيجابية مناسبة ، فإنه يُعرف باسم مذبذب الترانزستور. يولد هذا المذبذب اهتزازات غير مخمدة بشكل مستمر لأي تردد مرغوب فيه إذا تم توصيل دوائر الخزان والتغذية الراجعة به بشكل صحيح.

مخطط دائرة مذبذب الترانزستور

يظهر الرسم البياني لدائرة مذبذب الترانزستور أدناه. باستخدام هذه الدائرة ، يمكننا ببساطة شرح كيفية استخدام الترانزستور كمذبذب. هذه الدائرة مقسمة إلى ثلاثة أجزاء كما يلي.

دائرة الخزان

تولد دائرة الخزان اهتزازات تتغير مع الترانزستور وتولد خرجًا مضخمًا داخل جانب المجمع.

دائرة مكبر للصوت

تُستخدم هذه الدائرة لتضخيم التذبذبات الجيبية الدقيقة المتوفرة داخل دائرة باعث القاعدة ويتم إنتاج الإخراج في شكل مضخم.

دائرة الملاحظات

تعتبر دائرة التغذية الراجعة قسمًا مهمًا جدًا في هذه الدائرة لأنها تتطلب بعض الطاقة لتضخيمها في دائرة الخزان بالنسبة لمكبر الصوت. لذلك ، يتم إعادة طاقة دائرة التجميع إلى الدائرة الأساسية باستخدام ظاهرة الحث المتبادل. باستخدام هذه الدائرة ، يتم إعادة الطاقة من الخرج إلى المدخلات.

عمل الترانزستور كمذبذب

في دائرة مذبذب الترانزستور أعلاه ، يتم استخدام الترانزستور كدائرة CE (باعث مشترك) حيث يكون الباعث مشتركًا في كل من طرفي القاعدة والمجمع. بين طرفي الإرسال والإدخال الأساسي ، يتم توصيل دائرة الخزان. في دائرة الخزان ، يكون المحث والمكثف متصلين بشكل متوازي لتوليد التذبذبات داخل الدائرة.

بسبب تذبذبات الجهد والشحنة داخل دائرة الخزان ، يتقلب تدفق التيار عند طرف القاعدة ، وبالتالي يتغير التحيز الأمامي للتيار الأساسي بشكل دوري ثم يتغير تيار المجمع أيضًا بشكل دوري.

تذبذبات LC هي جيبية بطبيعتها ، لذا فإن تيارات القاعدة والمجمع تختلف جيبيًا. كما هو موضح في الرسم التخطيطي ، إذا تغير التيار عند طرف المجمع جيبيًا ، فيمكن ببساطة كتابة جهد الخرج المتحقق على أنه Ic RL. يعتبر هذا الإخراج ناتجًا جيبيًا.

بمجرد رسم رسم بياني بين الوقت والجهد الناتج ، سيكون المنحنى جيبيًا. للحصول على التذبذبات باستمرار داخل دائرة الخزان ، نحتاج إلى بعض الطاقة. لكن في هذه الدائرة ، لا يتوفر مصدر تيار مستمر أو بطارية.

لذلك قمنا بتوصيل L1 و L2 المحاثات داخل دوائر المجمع والقاعدة باستخدام قضيب حديدي ناعم. لذلك سيربط هذا القضيب محث L2 بالمحث L1 بسبب الحث المتبادل ، وسيتم توصيل جزء من الطاقة داخل دائرة المجمع بالجانب الأساسي للدائرة. وبالتالي ، فإن التذبذب داخل دائرة الخزان يتم الحفاظ عليه وتضخيمه بشكل مستمر.

ظروف التذبذب

يجب أن تتبع دائرة مذبذب الترانزستور ما يلي

• يجب أن يكون التحول الطوري للحلقة 0 و 360 درجة.
• يجب أن يكون كسب الحلقة> 1.
• إذا كانت الإشارة الجيبية هي الإخراج المفضل ، فإن كسب الحلقة> 1 سيؤدي بسرعة إلى تشبع o / p عند كل من قمم شكل الموجة وتوليد تشويه غير مقبول.
• إذا كان كسب مكبر الصوت> 100 ، فسيؤدي ذلك إلى جعل المذبذب يحد من قمم شكل الموجة. للوفاء بالشروط المذكورة أعلاه ، يجب أن تتضمن دارة المذبذب نوعًا من مكبر الصوت ، بالإضافة إلى جزء من خرجه ، والذي يجب إعادته إلى المدخلات. للتغلب على الخسائر داخل دائرة الإدخال ، نستخدم دائرة التغذية الراجعة. إذا كان كسب مكبر الصوت <1 ، فلن تتأرجح دائرة المذبذب وإذا كانت> 1 ، فستتأرجح الدائرة وتولد إشارات مشوهة.

أنواع مذبذب الترانزستور

هناك أنواع مختلفة من المذبذبات المتاحة ولكن كل مذبذب له نفس الوظيفة. لذلك يولدون مخرجات مستمرة غير مخمد. لكنهم يتغيرون في إمداد الطاقة للدائرة التذبذبية أو الخزان لتلبية نطاقات التردد بالإضافة إلى الخسائر التي يتم استخدامها فيها.

مذبذبات الترانزستور التي تستخدم دارات LC كدوائر تذبذبية أو دارة صهريجية تحظى بشعبية كبيرة في إنتاج مخرجات عالية التردد. تتم مناقشة الأنواع المختلفة لمذبذبات الترانزستور أدناه.

مذبذب هارتلي

مذبذب هارتلي هو أحد أنواع المذبذبات الإلكترونية التي تستخدم لتحديد تردد التذبذب من خلال دائرة مضبوطة. الميزة الرئيسية لهذا المذبذب هي أن الدائرة المضبوطة تشتمل على مكثف واحد متصل بالتوازي من خلال محاثين في سلسلة ويتم الحصول على إشارة التغذية المرتدة المطلوبة للتذبذب من اتصال مركز المحاثين. مذبذب Hartley مناسب للتذبذبات في نطاق التردد اللاسلكي حتى 30 ميجا هرتز. لمعرفة المزيد عن هذا المذبذب انقر هنا - مذبذب هارتلي.

مذبذب كرستالى

مذبذب بلوري الترانزستور قابل للتطبيق في مجالات مختلفة من الإلكترونيات وكذلك الراديو. تلعب هذه الأنواع من المذبذبات دورًا رئيسيًا في توفير إشارة CLK رخيصة لاستخدامها في المنطق أو الدائرة الرقمية. في أمثلة أخرى ، يمكن استخدام هذا المذبذب لتوفير مصدر إشارة تردد لاسلكي ثابت ودقيق. لذلك يتم استخدام هذه المذبذبات بشكل متكرر من قبل هواة الراديو أو هواة الراديو داخل دوائر الإرسال اللاسلكي ، حيث يمكن أن تكون أكثر فاعلية. لمعرفة المزيد عن هذا المذبذب انقر هنا - مذبذب كرستالى.

مذبذب كولبيت

مذبذب Colpitts هو معاكس تمامًا لمذبذب Hartley باستثناء استبدال المحاثات والمكثفات ببعضها البعض داخل دائرة الخزان. الفائدة الرئيسية لهذا النوع من المذبذب هو أنه من خلال الحث الذاتي والمتبادل الأقل في دائرة الخزان ، يتم تحسين استقرار تردد المذبذب. يولد هذا المذبذب ترددات عالية جدًا بناءً على الإشارات الجيبية. تتمتع هذه المذبذبات باستقرار عالي التردد ويمكنها تحمل درجات الحرارة المنخفضة والعالية. لمعرفة المزيد عن هذا المذبذب انقر هنا - مذبذب Colpitts

مذبذب جسر فيينا

مذبذب جسر Wien هو مذبذب تردد الصوت الذي يستخدم بشكل متكرر بسبب ميزاته الهامة. هذا النوع من المذبذب خالي من التقلبات وكذلك درجة الحرارة المحيطة للدائرة. الفائدة الرئيسية لهذا النوع من المذبذب هو أن التردد يتغير من 10Hz إلى 1MHz. لذا فإن دارة المذبذب هذه توفر استقرارًا جيدًا للتردد. لمعرفة المزيد عن هذا المذبذب انقر هنا - مذبذب جسر فيينا.

مذبذب تحول المرحلة

مذبذب تحول الطور RC هو نوع واحد من المذبذبات حيث يتم استخدام شبكة RC بسيطة لتوفير التحول الطور الضروري نحو إشارة التغذية المرتدة. على غرار مذبذب Hartley & Colpitts ، يستخدم هذا المذبذب شبكة LC لتوفير الملاحظات الإيجابية المطلوبة. يتميز هذا المذبذب باستقرار تردد رائع ويولد موجات جيبية نقية على مدى واسع من الأحمال. لمعرفة المزيد عن هذا المذبذب انقر هنا - مذبذب تحول الطور RC

نطاقات التردد لمذبذبات الترانزستور المختلفة نكون:

• جسر وين (1 هرتز إلى 1 ميجا هرتز) ،
• مذبذب تحول الطور (1 هرتز إلى 10 ميجا هرتز) ،
• مذبذب هارتلي (10 كيلو هرتز إلى 100 ميجا هرتز) ،
• كولبيتس (10 كيلو هرتز إلى 100 ميجا هرتز) &
• مذبذب المقاومة السلبية> 100 ميجا هرتز

مذبذب الترانزستور باستخدام دائرة الرنين

مذبذب الترانزستور الذي يستخدم دائرة طنين بما في ذلك مغو ومكثف داخل سلسلة سوف يولد تذبذبات تردد. إذا تضاعف مغو وتم تغيير المكثف إلى 4C ، فسيتم إعطاء التردد بواسطة

يتم استخدام تعبير التردد أعلاه لتردد تذبذبات LC داخل دائرة LC متسلسلة. بعد ذلك ، إيجاد الترددين مثل نسبة f1 و f2 ، واستبدال التغييرات في قيم الحث والسعة ، يمكن إيجاد التردد 'f2' بدلالة 'f1'.

نسبة الترددين (f1 & f2)

هنا يتم مضاعفة 'L' وتغيير 'C' إلى 4C

عوّض بهذه القيم في المعادلة أعلاه ، ثم يمكننا الحصول عليها

إذا وجدنا التردد 'f2' من حيث التردد 'f1' فيمكننا الحصول على المعادلة التالية

التطبيقات

ال تطبيقات الترانزستور كمذبذب تشمل ما يلي.

• يتم استخدام مذبذب الترانزستور لتوليد اهتزازات ثابتة غير مخمدة لأي تردد مرغوب فيه إذا تم توصيل الدوائر التذبذبية والتغذية الراجعة به بشكل صحيح.
• يستخدم مذبذب جسر Wien بشكل كبير في اختبار الصوت ، واختبار تشويه مضخمات الطاقة ، ويستخدم أيضًا لإثارة جسر التيار المتردد.
• يستخدم مذبذب هارتلي في مستقبلات الراديو.
• يستخدم مذبذب كولبيت لتوليد إشارات خرج جيبية ذات ترددات عالية للغاية.
• تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة ، وأجهزة الكمبيوتر ، وأجهزة المودم ، والأنظمة الرقمية ، والأنظمة البحرية ، وأنظمة الحلقة المغلقة الطور ، وأجهزة الاستشعار ، ومحركات الأقراص والاتصالات السلكية واللاسلكية.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن الترانزستور مذبذب - أنواع وتطبيقاتها. إليك سؤال لك ، ما هي وظيفة المذبذب؟