نوسان الکتریکی
ارتعاش های مکانیکی شکلی از حرکت اجسام می باشند و مسائل نوسان ها را در چارچوب سینماتیک و دینامیک می توان حل کرد.
در مطلب قبل با نوسان آشنا شدید و دانستید که بسیاری از اجسام در حال لرزش و نوسان هستند مانند یك وزنه در ساعت آونگی قدیمی، حال نوسان های الکتریک را به صورت کلی تر بررسی می کنیم.
نوسان سازها یا مولدهای موج در سیستم های مختلف الکترونیکی دارای کاربردهای وسیع و حساسی میباشند. در مدارهای مخابراتی، دیجیتالی و بسیاری دیگر از مدارهای الکترونیکی نوسان سازها به عنوان یکی از بخش های اصلی تلقی میشود. آنچه که در طراحی نوسان سازها بیشتر مورد توجه قرار میگیرد شکل موج دلخواه با فرکانس مورد نظر میباشد و هر خواسته طراحی متوجه فرکانس های بالا با شکل موج پایدارتری میباشد به همان میزان دقت عمل و بهره گیری از فن آوریهای پیشرفته بیشتر احساس میگردد. با توجه به مطالب فوق، به موازات پیشرفت فن آوری در زمینه ساخت قطعات مجزا و مجتمع (آی سی)، روش های متعدد در زمینه طراحی در سطوح مختلف کاربردی از سوی طراحان مربوطه از گذشته تا به حالا ابداع گردیده است.
می دانید که همراه با ارتعاش های مکانیکی و دستگاه های نوسانی، نوسان ها و دستگاه های نوسانی الکتریکی نیز وجود دارند. در نتیجه می توان گفت که در مهندسی حتی اینها مهمتر از ارتعاش های مکانیکی می باشند.
بارهای الکتریکی روی صفحات خازن، جریان الکتریکی در رساناها، نیروی محرکه الکتریکی در دو سر مولد، ولتاژ دو سر مقاومت و نظایر آن می توانند نوسان کنند. به عبارت دیگر، کمیت های الکتریکی نوسان می کنند. منظور ما از (نوسان) همین موضوع می باشد که این کمیت ها در طول زمان ثابت نمی مانند بلکه تغییر می کنند. اما همچنان که حرکت مکانیکی ارتعاشی نیست، هر تغییر زمانی کمیت های الکتریکی نیز نوسان الکتریکی نمی باشد. اگر یک کمیت فیزیکی مثلا جریان، به طور متناوب تغییر کند یعنی خودش تکرار شود، این تغییر را نوسان الکتریکی می نامیم. جریان متناوب شبکه برق رسانی مثالی از این نوع فرایندها است، که مطابق قانون هماهنگ تغییر می کند.
نوسان ساز با فیدبک
بطور کلی در مدارهای فیدبک دار بواسطه شبکه فیدبک قسمتی از سیگنال خروجی با سیگنال ورودی برای دستیابی به مقاصد مشخصی مخلوط میگردد. در مدارهای تقویت کننده که هدف بهبود و تثبیت و مشخصات تقویت کنندگی (یعنی مقاومت ورودی و خروجی و بهره ولتاژ و جریان، پاسخ فرکانسی و عملکرد خطی تقویت کننده) است، عموما از فیدبک منفی استفاده میشود.
نوسان سازهای رادیویی (Radioferq - RF)
برای تولید امواج در محدوده فرکانسی رادیویی برای بکار گیری در مدارهای مخابراتی طراحی و ساخته میشوند. در این نوع نوسان سازها شبکه فیدبک به صورت LC (سلف و خازن) و بکار گیری سه روش پایهای آرمسترانگ، کولپیتس و هارتلی قابل پیاده سازی می باشند. بنا به خاصیت فیلتری مدارات LC و عبور دادن محدوده فرکانسی مشخصی از خود ، دستیابی به فرکانس مورد نظر شکل موج خروجی از طریق محاسبه مقادیر L و C شبکه فیدبک امکان پذیر میباشد.
نوسان سازهای منطقی
در سیستم دیجیتالی تولید پالس ساعت با شکل موج و فرکانس قابل قبول از اهمیت ویژهای برخوردار است. برای تولید پالس ساعت مورد نیاز سیستم میتوان از امکانات موجود در آی سیهای TTL (سری 7400) و CMOS (سری 4000) به همراه قطعات جانبی استفاده نمود.
مسیر اصلی نوسان سازها
تا کنون صرف نظر از قسمت (شبکه) فیدبک نوسان سازهای با فیدبک در بخش مسیر اصلی نوسان سازها (قسمت تقویت کننده) مدارهای ترانزیستوری و منطقی را ملاحظه کردید. در بسیاری از موارد، بکار گیری تقویت کنندههای عملیاتی در این بخش میتواند علاوه بر ساده سازی مراحل طراحی، امکان تولید شکل موج های مختلف از قبیل سینوسی، مربعی و مثلثی را ایجاد نماید. تقویت کنندههای عملیاتی را اغلب با شبکه های RC به صورت نوسان ساز طراحی مینمایند.
اسیلاتور یا نوسانساز
اسیلاتور یا نوسان ساز مداری است که پس از طی مدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه مستقیم، به نوسان پایدار میرسد. اسیلاتورها در ابتدا با استفاده از فیدبک مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسان رو به افزایش مینهد. اما در دامنه های معین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان ساز در آن دامنه شروع به نوسان می کند.
ادامه دارد ...
منبع: http://ashkjacbari.persianblog.ir
مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان