オシレーター:彼らは何ですか? (定義、タイプ、およびアプリケーション)
発振器とは何ですか?発振器は、入力なしで連続した繰り返しの交互の波形を生成する回路です。
発振器は、入力なしで連続した繰り返しの交互の波形を生成する回路です。振器は、基本的に、DC源からの単方向電流を、その回路構成要素によって決定されるように、所望の周波数の交互波形に変換する。
発振器の動作の背後にある基本的な原理は、インダクタLと完全にプリチャージされたコンデンサCを部品として使用する図1に示すLCタンク回路の挙動を解析することによって理解することができます。 ここでは、最初に、コンデンサはインダクタを介して放電を開始し、その結果、その電気エネルギーが電磁場に変換され、インダクタに蓄積することがで コンデンサが完全に放電すると、回路に電流は流れません。
しかし、それまでに、保存された電磁場は、前と同じ方向に回路を通る電流の流れをもたらす逆起電力を生成していたであろう。 回路を通るこの電流の流れは、電磁場が崩壊するまで続き、その結果、電磁エネルギーが電気的形態に逆変換され、サイクルが繰り返される。 しかし、今度はコンデンサは反対の極性で充電されていたため、出力として振動波形が得られます。
しかし、二つのエネルギー形式の間の相互変換に起因する振動は、回路の抵抗によるエネルギー損失の影響を受けるため、永遠に続くことはできません。 その結果、これらの振動の振幅は着実に減少してゼロになり、本質的に減衰します。これは、連続的で一定の振幅の振動を得るためには、エネルギー損失を補償する必要があることを示しています。
これは、連続的で一定の振幅の振動を それにもかかわらず、供給されるエネルギーは正確に制御されるべきであり、一定の振幅を有する振動を得るためには失われたエネルギーのそれと等しくなければならないことに留意すべきである。これは、供給されたエネルギーが失われたエネルギーよりも多い場合、振動の振幅が増加し(図2a)、出力が歪んでしまうためです。
; 供給されたエネルギーが失われたエネルギーよりも小さい場合、振動の振幅は減少し(図2b)、持続不可能な振動につながります。
実際には、発振器は、出力信号の一部が入力にフィードバックされる正または回生 ここでは、アンプはトランジスタまたはオペアンプであることができる増幅活性素子で構成され、逆供給された同相信号は、回路内の損失を補うことによ
電源がオンになると、その中に存在する電子ノイズのためにシステ このノイズ信号はループの周りを移動し、増幅され、単一周波数の正弦波に非常に迅速に収束します。 図3に示す発振器の閉ループ利得の式は、次のようになります。
ここで、Aはアンプの電圧ゲイ ここで、Aß>1の場合、振動は振幅が増加します(図2a); Aß<1の場合、振動は減衰されます(図2b)。 一方、A Θ=1は一定の振幅の振動をもたらします(図2c)。 つまり、帰還ループの利得が小さい場合は発振が停止し、帰還ループの利得が大きい場合は出力が歪むことを示し、帰還ループの利得が1である場合にのみ、発振は一定の振幅になり、自己持続的な発振回路につながることを示している。
発振器の種類
発振器の多くの種類がありますが、広く二つの主要なカテゴリに分類することができます–高調波発振器(
高調波発振器では、エネルギーの流れは常に能動部品から受動部品へのものであり、振動の周波数はフィードバック経路によって決定されます。
緩和発振器では、エネルギーは能動部品と受動部品の間で交換され、振動の周波数はプロセスに関与する充放電時定数によって決定されます。 さらに、高調波発振器は低歪みの正弦波出力を生成し、緩和発振器は非正弦波(鋸歯状、三角形または正方形)波形を生成します。
発振器の主なタイプは次のとおりです:
- ウィーンブリッジ発振器
- RC位相シフト発振器
- ハートリー発振器
- 電圧制御発振器
- コルピッツ発振器
- Clapp発振器
- 水晶発振器
- アームストロング発振器
- 同調コレクタ発振器
- ガン発振器
- クロスカップリング発振器
- クロスカップリング発振器
- 私は望む-電子発振器
- ピアース発振器
- ロビンソン発振器
- トライテットオシレータ
- ピアソン-アンソン発振器
- 私は望む-電子発振器
- ピアソン-アンソン発振器
- 遅延線発振器
- Royer発振器
- 電子結合発振器
- 多波発振器
発振器は、フィードバック機構、出力波形の形状などに基づいて考慮されるパラメータに応じて、様々なタイプに分類することができる。. これらの分類の種類は以下のとおりです。
- フィードバックメカニズムに基づく分類:正帰還発振器と負帰還発振器。
- 出力波形の形状に基づく分類: 正弦波の発振器、正方形か長方形の波の発振器、広がりの発振器(鋸歯の出力波形を作り出す)、等。
- 出力信号の周波数に基づく分類:低周波発振器、オーディオ発振器(その出力周波数はオーディオ範囲のものである)、無線周波数発振器、高周波発振器、超
- 使用される周波数制御の種類に基づく分類: RC発振器、LC発振器、水晶発振器(水晶を使用して周波数安定化された出力波形を生成する)など
- 出力波形の周波数の性質に基づく分類:固定周波数発振器および可変または調整可能な周波数発振器。
発振器アプリケーション
発振器は、信号の特定の周波数を生成するための安価で簡単な方法です。 例えば、低周波信号を生成するためにRC発振器が使用され、高周波信号を生成するためにLC発振器が使用され、安定した周波数を生成するためにオペア
振動の頻度は電位差計の整理との部品の価値を変えることによって変えることができます。
発振器のいくつかの一般的なアプリケーションは次のとおりです:
- クォーツ時計(水晶発振器を使用しています)
- 様々なオーディオシステムやビデオシステムで使用されます
- 様々なラジオ、テレビ、および他の通信機で使用されます
- コンピュータ、金属探知機、スタンガン、インバータ、超音波および無線周波数アプリケーションで使用されます。
- マイクロプロセッサやマイクロコントローラのクロックパルスを生成するために使用
- アラームやバズで使用
- 金属探知機、スタンガン、インバーター、超音波で使用
- 装飾ライト(ダンスライトなど)を操作するために使用
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