Nói chung, bộ dao động là một thiết bị điện tử được sử dụng để thay đổi năng lượng một chiều thành năng lượng xoay chiều với tần số cao trong đó tần số dao động từ Hz đến một số MHz. Bộ tạo dao động không cần bất kỳ nguồn tín hiệu bên ngoài nào, giống như bộ khuếch đại. Nói chung là, dao động có sẵn trong hai loại hình sin và không hình sin. Các dao động được tạo ra bởi bộ dao động hình sin là các sóng hình sin được hình thành ở tần số và biên độ ổn định trong khi các dao động được tạo ra bởi các bộ dao động hình sin là các dạng sóng phức tạp như sóng Tam giác, sóng vuông và răng cưa. Vì vậy, bài viết này thảo luận tổng quan về một bóng bán dẫn như một bộ dao động hoặc bộ dao động bóng bán dẫn - làm việc với các ứng dụng.
Xác định Dao động bóng bán dẫn
Khi một bóng bán dẫn hoạt động như một bộ dao động với phản hồi tích cực thích hợp thì nó được gọi là bộ dao động bóng bán dẫn. Bộ tạo dao động này tạo ra các dao động không lấy dấu liên tục cho bất kỳ tần số mong muốn nào nếu các mạch phản hồi và bình chứa được kết nối đúng cách.
Sơ đồ mạch dao động bóng bán dẫn
Sơ đồ mạch của bộ dao động bóng bán dẫn được hiển thị dưới đây. Bằng cách sử dụng mạch này, chúng ta có thể giải thích một cách đơn giản cách sử dụng bóng bán dẫn làm bộ dao động. Mạch này được tách thành ba phần như sau.
Mạch xe tăng
Mạch bình tạo ra dao động được thay đổi với bóng bán dẫn và tạo ra đầu ra khuếch đại bên trong bộ thu.
Mạch Khuếch đại
Mạch này được sử dụng để khuếch đại các dao động hình sin nhỏ có sẵn trong mạch cực phát và đầu ra được tạo ra ở dạng khuếch đại.
Mạch phản hồi
Mạch hồi tiếp là một phần rất quan trọng trong mạch này bởi vì, đối với một bộ khuếch đại, nó cần một số năng lượng để khuếch đại ở mạch bể. Vì vậy, năng lượng của mạch thu được đưa trở lại mạch cơ sở bằng cách sử dụng hiện tượng cảm ứng tương hỗ. Bằng cách sử dụng mạch này, năng lượng được đưa trở lại từ đầu ra đến đầu vào.
Hoạt động của Transistor như một bộ tạo dao động
Trong mạch dao động bóng bán dẫn ở trên, bóng bán dẫn được sử dụng như một mạch CE (bộ phát chung) trong đó bộ phát chung cho cả cực gốc và cực thu. Giữa cực phát và cực đầu vào cơ sở, một mạch bình được kết nối. Trong mạch bình, cuộn cảm và tụ điện được kết nối song song để tạo ra dao động trong mạch.
Do dao động điện áp và điện tích trong mạch bể, dòng điện ở cực cơ sở dao động, do đó xu hướng thuận của dòng điện cơ bản thay đổi theo chu kỳ thì dòng điện thu cũng thay đổi theo chu kỳ.
Dao động LC có bản chất là hình sin nên cả dòng điện cơ bản và dòng điện cực góp đều biến thiên hình sin. Như thể hiện trong sơ đồ, nếu dòng điện tại cực thu thay đổi hình sin thì điện áp đầu ra đạt được có thể được viết đơn giản là Ic RL. Đầu ra này được coi là đầu ra hình sin.
Khi chúng ta vẽ một đồ thị giữa thời gian và điện áp đầu ra thì đường cong sẽ có dạng hình sin. Để có được dao động liên tục trong mạch bình, chúng ta cần một lượng năng lượng. Nhưng trong mạch này, không có nguồn một chiều hoặc pin.
Vì vậy, chúng tôi đã kết nối L1 & L2 cuộn cảm trong bộ thu và mạch đế bằng cách sử dụng một thanh sắt mềm. Vì vậy, thanh này sẽ kết nối cuộn cảm L2 với cuộn cảm L1 vì cảm ứng lẫn nhau của nó, Một phần năng lượng trong mạch thu sẽ được kết nối với phía cơ sở của mạch. Do đó, dao động trong mạch bể được duy trì và khuếch đại liên tục.
Điều kiện dao động
Mạch dao động của tranzito phải tuân theo các quy định sau
- Sự dịch chuyển pha của vòng lặp phải là 0 & 360 độ.
- Độ lợi vòng lặp phải> 1.
- Nếu tín hiệu hình sin là đầu ra ưu tiên, thì độ lợi vòng lặp> 1 sẽ nhanh chóng làm cho o / p bão hòa ở cả hai đỉnh dạng sóng & tạo ra biến dạng không thể chấp nhận được.
- Nếu độ lợi của bộ khuếch đại> 100, thì nó sẽ làm cho bộ dao động giới hạn cả hai đỉnh của dạng sóng. Để đáp ứng các điều kiện trên, mạch dao động phải bao gồm một số loại bộ khuếch đại, cũng như một phần đầu ra của nó, sẽ được đưa trở lại đầu vào. Để khắc phục tổn thất trong mạch đầu vào, chúng tôi sử dụng mạch phản hồi. Nếu độ lợi của bộ khuếch đại <1, thì mạch dao động sẽ không dao động và nếu nó> 1, thì mạch sẽ dao động và tạo ra tín hiệu bị méo.
Các loại dao động bóng bán dẫn
Có nhiều loại dao động khác nhau có sẵn nhưng mỗi dao động có cùng một chức năng. Vì vậy, chúng tạo ra đầu ra không được lấy mẫu liên tục. Tuy nhiên, chúng thay đổi trong việc cung cấp năng lượng cho mạch dao động hoặc mạch bể để đáp ứng các dải tần số cũng như tổn thất mà chúng được sử dụng.
Bộ tạo dao động bóng bán dẫn sử dụng mạch LC làm mạch dao động hoặc mạch bể của chúng rất phổ biến để tạo ra đầu ra tần số cao. Các loại dao động bóng bán dẫn khác nhau được thảo luận dưới đây.
Bộ dao động Hartley
Dao động Hartley là một loại dao động điện tử được sử dụng để xác định tần số dao động thông qua một mạch điều chỉnh. Đặc điểm chính của bộ dao động này là mạch được điều chỉnh bao gồm một tụ điện đơn được nối song song qua hai cuộn cảm mắc nối tiếp và tín hiệu phản hồi cần thiết cho dao động thu được từ kết nối tâm của hai cuộn cảm. Bộ tạo dao động Hartley thích hợp cho các dao động trong dải tần RF lên đến 30MHz. Để biết thêm về bộ dao động này, hãy nhấp vào đây - Bộ dao động Hartley.
Dao động tinh thể
Bộ dao động tinh thể bóng bán dẫn được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau của điện tử cũng như vô tuyến. Các loại dao động này đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp tín hiệu CLK rẻ tiền để sử dụng trong mạch logic hoặc mạch kỹ thuật số. Trong các ví dụ khác, bộ dao động này có thể được sử dụng để cung cấp nguồn tín hiệu RF ổn định và chính xác. Vì vậy, những bộ dao động này thường xuyên được sử dụng bởi những người nghiệp dư vô tuyến hoặc những người đam mê vô tuyến trong các mạch phát vô tuyến, bất cứ nơi nào chúng có thể có hiệu quả nhất. Để biết thêm về bộ dao động này, hãy nhấp vào đây - dao động tinh thể.
Colpitt's Oscillator
Bộ dao động Colpitts hoàn toàn trái ngược với Bộ dao động Hartley ngoại trừ các cuộn cảm và tụ điện được thay thế lẫn nhau trong mạch bể. Lợi ích chính của loại dao động này là bằng cách ít tương hỗ và tự cảm trong mạch bể, độ ổn định tần số của bộ dao động được cải thiện. Bộ dao động này tạo ra các tần số rất cao dựa trên các tín hiệu hình sin. Các bộ dao động này có độ ổn định tần số cao và chúng có thể chịu được nhiệt độ thấp và cao. Để biết thêm về bộ dao động này, hãy nhấp vào đây - Bộ dao động Colpitts
Wien Bridge Oscillator
Bộ dao động cầu Wien là bộ dao động tần số âm thanh thường xuyên được sử dụng do các tính năng quan trọng của nó. Loại dao động này không bị dao động cũng như nhiệt độ môi trường xung quanh mạch Lợi ích chính của loại dao động này là tần số được thay đổi từ dải 10Hz đến 1MHz. Vì vậy mạch dao động này cho tần số ổn định tốt. Để biết thêm về bộ dao động này, hãy nhấp vào đây - Bộ dao động cầu Wien.
Bộ dao động dịch pha
Bộ dao động dịch pha RC là một loại bộ dao động ở bất cứ nơi nào một mạng RC đơn giản được sử dụng để cung cấp dịch pha cần thiết về phía tín hiệu phản hồi. Tương tự như bộ tạo dao động Hartley & Colpitts, bộ dao động này sử dụng mạng LC để cung cấp phản hồi tích cực cần thiết. Bộ dao động này có độ ổn định tần số vượt trội và nó tạo ra sóng hình sin thuần túy trên một phạm vi tải rộng. Để biết thêm về bộ dao động này, hãy nhấp vào đây - Bộ dao động dịch pha RC
Dải tần số của các bộ dao động bóng bán dẫn khác nhau là:
- cầu wien (1Hz đến 1MHz),
- bộ dao động dịch pha (1Hz đến 10MHz),
- Bộ dao động Hartley (10kHz đến 100MHz),
- Colpitts (10kHz đến 100MHz) &
- dao động kháng âm> 100MHz
Bộ tạo dao động bóng bán dẫn sử dụng mạch cộng hưởng
Một bộ tạo dao động bóng bán dẫn sử dụng mạch cộng hưởng bao gồm cuộn cảm và tụ điện trong một chuỗi sẽ tạo ra dao động tần số. Nếu một cuộn cảm được tăng gấp đôi và tụ điện sẽ được thay đổi thành 4C, thì tần số được cho bởi
Biểu thức tần số trên được sử dụng cho tần số của dao động LC trong một đoạn mạch LC nối tiếp. Sau đó, tìm hai tần số như tỷ lệ f1 & f2, và thay thế các thay đổi trong các giá trị điện cảm và điện dung, tần số ‘f2’ có thể được tìm thấy theo ‘f1’.
Tỷ lệ hai tần số (f1 & f2)
Ở đây ‘L’ được nhân đôi & ‘C’ được đổi thành 4C
Thay các giá trị này vào phương trình trên, chúng ta có thể nhận được
Nếu chúng ta tìm tần số 'f2' theo tần số 'f1' thì chúng ta có thể nhận được phương trình sau 
Các ứng dụng
Các ứng dụng của bóng bán dẫn như một bộ dao động bao gồm những điều sau đây.
- Một bộ tạo dao động bóng bán dẫn được sử dụng để tạo ra các dao động không đổi không đổi cho bất kỳ tần số mong muốn nào nếu các mạch dao động và phản hồi được kết nối đúng cách với nó.
- Bộ dao động cầu Wien được sử dụng nhiều trong kiểm tra âm thanh, kiểm tra độ méo của bộ khuếch đại công suất và cũng được sử dụng cho kích thích cầu AC.
- Bộ dao động Hartley được sử dụng trong máy thu thanh.
- Bộ dao động Colpitt được sử dụng để tạo ra tín hiệu đầu ra hình sin với tần số cực cao.
- Chúng được sử dụng rộng rãi trong thiết bị đo đạc, máy tính, modem, hệ thống kỹ thuật số, hàng hải, trong hệ thống vòng lặp khóa pha, cảm biến, ổ đĩa và viễn thông.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về bóng bán dẫn dao động - các loại và ứng dụng của chúng. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của một bộ dao động là gì?
