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.

نمونه یک مدار نوسان ساز مقاومت منفی

مدارهای نوسان ساز غیر خطی:

این نوع نوسان ساز به نوسان ساز رلاکسیون نیز معروف است. یک خروجی غیر سینوسی تولید می‌کند. مانند موج مربعی ، دندان اره‌ای یا مثلثی .نوسان ساز غیرخطی شامل،یک المان ذخیره کننده انرژی و یک مدار سویچ کننده غیرخطی است. که مدار سویچ، وظیفه دارد، به شکل دوره‌ای انرژی ذخیره شده در المان ذخیره کننده را شارژ و دشارژ کند. این مسئله، موجب تغییر ناگهانی در ظاهر موج خروجی می‌شود.

نوع موج مربعی آن، جهت تولید علامت زمان سنجی مدارهای منطق ترتیبی مثل ، تایمرها و شمارنده‌ها بکار می رود. به علت پایداری نوسان سازهای بلوری مرسوم تر هستند. از نوسان سازهای موج مثلثی یا دندان اره‌ای برای طراحی برد الکترونیکی زمان مبنا استفاده میشود. برای نمونه، سیگنال‌های افقی برای لوله پرتو کاتدی در اسیلوسکوپ‌های انالوگ و  تلویزیون.

انواع نوسان سازهای غیرخطی:

نوسان ساز آرمسترانگ

نوسان ساز هارتلی

نوسان ساز کولپیتس

نوسان ساز کلاپ

نوسان ساز خط تاخیر

نوسان ساز شکست یا کریستال

نوسان ساز تغییر فاز

نوسان ساز RC

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

لرزه گر مرکب

نوسان ساز حلقه‌ای

نوسان ساز خط تآخیر

نوسان ساز رویر

نمونه ای از مدارهای نوسان ساز رلاکسیون

نمونه :

از نیروی جاذبه آهنربای الکتریکی می توان در یکی از این نوسان سازها استفاده کرد. مثلا  آهنربای الکتریکی در بلندگوی تلفن.

یک جریان از سیم پیچ آهنربای الکتریکی عبور میکند. قطب های آن در بخش مرکزی غشا تعیین شده اند. یک صفحه گرد آهنی در کنار آن نصب است. نوسان های جریان باعث میشود، نیروی جاذبه وارد بر غشا دچار نوسان شود.بنابراین در غشا، ارتعاش های واداشته شکل میگیرد. زمانی که هسته آهنربای الکتریکی مغناطیس دائمی نداشته باشند.به عبارت دیگر تنها، زمانی که غشا را جذب کند وجریان از سیم پیچ بگذرد. صوت تلفن آسیب میبند.

برای هر طرف جریان در سیم پیچ، غشا به سمت هسته جذب خواهد شد. دوره نیرو وارد بر غشا مساوی ست با نصف دوره جریان متناوب در سیم پیچ. بهتر است از آهنربای الکتریکی با هسته آهنربای دائم استفاده شود.بنابراین تبدیل نوسان های الکتریکی به ارتعاش های مکانیکی بدون اختلال نخواهد بود.

برای کم کردن هر گونه از این اختلال ها بهتر است به متخصص کار مراجعه کنید. کارشناسان ویتا برای همه نیازهای الکترونیکی شما در خدمت هستند.