Im Allgemeinen ist der Oszillator ein elektronisches Gerät, das verwendet wird, um die Gleichstromenergie in Wechselstromenergie mit hoher Frequenz umzuwandeln, wobei die Frequenz von Hz bis zu einigen MHz reicht. Ein Oszillator benötigt keine externe Signalquelle, wie ein Verstärker. Allgemein, Oszillatoren sind in zwei Typen sinusförmig und nicht sinusförmig erhältlich. Die von sinusförmigen Oszillatoren erzeugten Schwingungen sind Sinuswellen, die bei stabiler Frequenz und Amplitude gebildet werden, während die von nicht sinusförmigen Schwingungen erzeugten komplexen Wellenformen wie Dreieck, Rechteck und Sägezahn sind. Dieser Artikel behandelt also einen Überblick über einen Transistor als Oszillator bzw Transistor-Oszillator – Arbeiten mit Anwendungen.
Transistoroszillator definieren
Wenn ein Transistor als Oszillator mit richtiger positiver Rückkopplung fungiert, wird er als Transistoroszillator bezeichnet. Dieser Oszillator erzeugt kontinuierlich ungedämpfte Schwingungen für jede gewünschte Frequenz, wenn Tank- und Rückkopplungskreise richtig an ihn angeschlossen sind.
Schaltplan des Transistoroszillators
Das Schaltbild des Transistoroszillators ist unten dargestellt. Durch die Verwendung dieser Schaltung können wir einfach erklären, wie man einen Transistor als Oszillator verwendet. Diese Schaltung ist wie folgt in drei Teile unterteilt.
Tankkreislauf
Der Tankkreis erzeugt Schwingungen, die mit dem Transistor geändert werden, und erzeugt eine verstärkte Ausgabe auf der Kollektorseite.
Verstärkerschaltung
Diese Schaltung wird verwendet, um die winzigen sinusförmigen Schwingungen zu verstärken, die innerhalb der Basis-Emitter-Schaltung verfügbar sind, und der Ausgang wird in verstärkter Form erzeugt.
Feedback-Schaltung
Die Rückkopplungsschaltung ist ein sehr wichtiger Abschnitt in dieser Schaltung, da sie für einen Verstärker etwas Energie benötigt, um am Schwingkreis zu verstärken. Die Energie des Kollektorkreises wird also unter Verwendung des Phänomens der gegenseitigen Induktion an den Basiskreis zurückgeführt. Durch die Verwendung dieser Schaltung wird die Energie vom Ausgang zum Eingang zurückgeführt.
Funktionsweise des Transistors als Oszillator
In der obigen Transistoroszillatorschaltung wird der Transistor als CE-Schaltung (gemeinsamer Emitter) verwendet, wobei der Emitter sowohl den Basis- als auch den Kollektoranschlüssen gemeinsam ist. Zwischen den Emitter- und Basis-Eingangsanschlüssen ist ein Schwingkreis angeschlossen. Im Schwingkreis sind die Induktivität und der Kondensator parallel geschaltet, um Schwingungen innerhalb der Schaltung zu erzeugen.
Aufgrund der Spannungs- und Ladungsschwingungen innerhalb des Tankkreises schwankt der Stromfluss am Basisanschluss, sodass sich die Vorwärtsvorspannung des Basisstroms periodisch ändert und sich der Kollektorstrom ebenfalls periodisch ändert.
LC-Oszillationen sind von Natur aus sinusförmig, sodass sowohl die Basis- als auch die Kollektorströme sinusförmig variieren. Wenn sich der Strom am Kollektoranschluss sinusförmig ändert, kann die erreichte Ausgangsspannung, wie im Diagramm gezeigt, einfach als Ic RL geschrieben werden. Diese Ausgabe wird als sinusförmige Ausgabe betrachtet.
Sobald wir ein Diagramm zwischen Zeit und Ausgangsspannung zeichnen, wird die Kurve sinusförmig sein. Um kontinuierlich Schwingungen im Schwingkreis zu erzeugen, benötigen wir etwas Energie. Aber in dieser Schaltung ist keine Gleichstromquelle oder Batterie verfügbar.
Also haben wir L1 & L2 verbunden Induktoren innerhalb der Kollektor- und Basiskreise mit einem weichen Eisenstab. Dieser Stab verbindet also aufgrund seiner gegenseitigen Induktion den L2-Induktor mit dem L1-Induktor. Ein Teil der Energie innerhalb des Kollektorkreises wird mit der Basisseite des Kreises verbunden. Somit wird die Schwingung innerhalb des Schwingkreises kontinuierlich aufrechterhalten und verstärkt.
Oszillationsbedingungen
Die Transistoroszillatorschaltung muss folgendes befolgen
- Die Phasenverschiebung der Schleife sollte 0 und 360 Grad betragen.
- Die Schleifenverstärkung muss >1 sein.
- Wenn ein sinusförmiges Signal ein bevorzugter Ausgang ist, führt eine Schleifenverstärkung > 1 schnell dazu, dass der o/p an beiden Wellenformspitzen gesättigt wird und eine nicht akzeptable Verzerrung erzeugt.
- Wenn die Verstärkung des Verstärkers > 100 ist, bewirkt dies, dass der Oszillator beide Wellenformspitzen begrenzt. Um die obigen Bedingungen zu erfüllen, sollte die Oszillatorschaltung eine Art Verstärker enthalten, sowie einen Teil ihres Ausgangs, der zum Eingang rückgekoppelt werden sollte. Um die Verluste im Eingangskreis zu überwinden, verwenden wir die Rückkopplungsschaltung. Wenn die Verstärkung des Verstärkers < 1 ist, schwingt die Oszillatorschaltung nicht und wenn sie > 1 ist, schwingt die Schaltung und erzeugt verzerrte Signale.
Arten von Transistoroszillatoren
Es gibt verschiedene Arten von Oszillatoren, aber jeder Oszillator hat die gleiche Funktion. Sie erzeugen also eine kontinuierliche ungedämpfte Leistung. Sie ändern sich jedoch bei der Energieversorgung des Schwing- oder Schwingkreises, um den Frequenzbereichen sowie den Verlusten gerecht zu werden, über die sie verwendet werden.
Transistoroszillatoren, die LC-Schaltungen als Oszillations- oder Tankkreise verwenden, sind äußerst beliebt, um Hochfrequenzausgaben zu erzeugen. Die verschiedenen Arten von Transistoroszillatoren werden unten diskutiert.
Hartley-Oszillator
Der Hartley-Oszillator ist eine Art elektronischer Oszillator, der verwendet wird, um die Oszillationsfrequenz durch einen abgestimmten Schaltkreis zu bestimmen. Das Hauptmerkmal dieses Oszillators besteht darin, dass der abgestimmte Schaltkreis einen einzelnen Kondensator enthält, der parallel durch zwei Induktoren in Reihe geschaltet ist, und das für die Oszillation erforderliche Rückkopplungssignal wird von der Mittelverbindung der beiden Induktoren erhalten. Der Hartley-Oszillator ist für Schwingungen im HF-Bereich bis 30 MHz geeignet. Um mehr über diesen Oszillator zu erfahren, klicken Sie hier – Hartley-Oszillator.
Kristalloszillator
Transistor-Quarzoszillatoren sind in verschiedenen Bereichen der Elektronik sowie des Radios anwendbar. Diese Arten von Oszillatoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung eines billigen CLK-Signals zur Verwendung in Logik- oder Digitalschaltungen. In anderen Beispielen kann dieser Oszillator zum Bereitstellen einer konstanten und präzisen HF-Signalquelle verwendet werden. Daher werden diese Oszillatoren häufig von Funkamateuren oder Funkamateuren in Funksenderschaltungen verwendet, wo immer sie am effektivsten sind. Um mehr über diesen Oszillator zu erfahren, klicken Sie hier – Kristalloszillator.
Colpitts Oszillator
Der Colpitts-Oszillator ist dem Hartley-Oszillator ziemlich entgegengesetzt, außer dass die Induktivitäten und Kondensatoren innerhalb des Schwingkreises gegeneinander ausgetauscht werden. Der Hauptvorteil dieser Art von Oszillatoren besteht darin, dass durch weniger Gegen- und Selbstinduktivität im Schwingkreis die Frequenzstabilität des Oszillators verbessert wird. Dieser Oszillator erzeugt sehr hohe Frequenzen basierend auf sinusförmigen Signalen. Diese Oszillatoren sind hochfrequenzstabil und können niedrigen und hohen Temperaturen standhalten. Um mehr über diesen Oszillator zu erfahren, klicken Sie hier – Colpitts-Oszillator
Wien-Brücken-Oszillator
Der Wien-Brücken-Oszillator ist ein Audio-Frequenz-Oszillator, der aufgrund seiner signifikanten Eigenschaften häufig verwendet wird. Dieser Oszillatortyp ist frei von Schwankungen sowie der Umgebungstemperatur der Schaltung. Der Hauptvorteil dieses Oszillatortyps besteht darin, dass die Frequenz von 10 Hz auf 1 MHz geändert wird. Diese Oszillatorschaltung bietet also eine gute Frequenzstabilität. Um mehr über diesen Oszillator zu erfahren, klicken Sie hier – Wien-Brücken-Oszillator.
Phasenverschiebungs-Oszillator
Der RC-Phasenverschiebungsoszillator ist eine Art von Oszillator, wo immer ein einfaches RC-Netzwerk verwendet wird, um die notwendige Phasenverschiebung zum Rückkopplungssignal bereitzustellen. Ähnlich wie der Oszillator von Hartley & Colpitts verwendet dieser Oszillator ein LC-Netzwerk, um die erforderliche positive Rückkopplung bereitzustellen. Dieser Oszillator hat eine hervorragende Frequenzstabilität und erzeugt über einen großen Lastbereich reine Sinuswellen. Um mehr über diesen Oszillator zu erfahren, klicken Sie hier – RC-Phasenverschiebungsoszillator
Frequenzbereiche verschiedener Transistoroszillatoren sind:
- Wienbrücke (1Hz bis 1MHz),
- Phasenverschiebungsoszillator (1Hz bis 10MHz),
- Hartley-Oszillator (10 kHz bis 100 MHz),
- Colpitts (10 kHz bis 100 MHz) &
- negativer Widerstandsoszillator >100MHz
Transistoroszillator mit Resonanzschaltung
Ein Transistoroszillator, der einen Resonanzkreis verwendet, der eine Induktivität und einen Kondensator in einer Reihe enthält, erzeugt Frequenzoszillationen. Wenn eine Induktivität verdoppelt und ein Kondensator auf 4C geändert wird, ist die Frequenz gegeben durch
Der obige Frequenzausdruck wird für die Frequenz von LC-Oszillationen innerhalb einer LC-Reihenschaltung verwendet. Wenn Sie danach die beiden Frequenzen wie f1 & f2-Verhältnis finden und die Änderungen innerhalb der Induktivitäts- und Kapazitätswerte ersetzen, kann die „f2“-Frequenz in Bezug auf „f1“ gefunden werden.
Das Verhältnis der beiden Frequenzen (f1&f2).
Hier wird „L“ verdoppelt und „C“ in 4C geändert
Setzen Sie diese Werte in die obige Gleichung ein, dann können wir erhalten
Wenn wir die „f2“-Frequenz in Bezug auf die „f1“-Frequenz finden, können wir die folgende Gleichung erhalten 
Anwendungen
Das Anwendungen eines Transistors als Oszillator füge folgendes hinzu.
- Ein Transistoroszillator wird verwendet, um konstante ungedämpfte Schwingungen für jede gewünschte Frequenz zu erzeugen, wenn Schwing- und Rückkopplungsschaltungen richtig daran angeschlossen sind.
- Der Wien-Brücken-Oszillator wird häufig für Audiotests, Leistungsverstärker-Verzerrungstests und auch für die AC-Brückenerregung verwendet.
- Der Hartley-Oszillator wird in Funkempfängern verwendet.
- Der Oszillator von Colpitt wird verwendet, um sinusförmige Ausgangssignale mit extrem hohen Frequenzen zu erzeugen.
- Diese werden häufig in Instrumenten, Computern, Modems, digitalen Systemen, Schiffen, in Phasenregelkreissystemen, Sensoren, Festplatten und Telekommunikation verwendet.
Es geht also um alles Eine Übersicht über Transistoren Oszillator – Typen und ihre Anwendungen. Hier ist eine Frage an Sie, was ist die Funktion eines Oszillators?
