OSİLATÖRLER
Üniteye başlamadan önce osilatörler hakkında genel bir bilgi verelim ilk önce osilatörün tanımını yaparak başlayalım
Bir osilatör herhangi bir giriş sinyali uygulanmadan periyodik bir çıkış üreten bir entegre devredir.burada kullanılan osilatör devresi genellikle sinüs dalgasını ifade eden br sinyal jenaratörüdür.Kare dalga üreten bir sistemle ise multivibratörler diye bilinirler.
Osilasyon osilatör devresinde yükseltici çıkışından girişe uygulanan pozitif bir geri besleme sonucu oluşan sinüs dalgasına denir.
Osilatörleri üç ana başlıkta inceleye biliriz ;
1.RC Osilatörleri
2.LC Osilatörleri
3.Kristal Osilatörler
simdi bunları sırasıyla inceleyelim
- RC Osilatörler
RC Osilatörler devrede direnç ve kondansatör kullanılarak yapılan osilatörlerdir.Bu tür osilatörleri iki kategoride inceleye biliriz
a)Faz kaydırmalı Osilatörler
b)Multivibratörler
a)Faz kaydırmalı osilatörler
Faz kaydırmalı osilatörlerde kendi aralarında üçe ayrılır
1)Transistörlü Osilatörler
2)OP-AMP lı Faz kaydırmalı RC Osilatörler
3)OP_AM lı Wien Köprü Osilatörler
1)TRANSİSTÖRLÜ OSİLATÖRLER
Osilatör ayarlandığı frekansta yada sabit bir frekansta sürekli çıkış veren devrelere denir. Türkçe karşılığı "salıngaç" olup isteyen bu şekilde de kullanmaktadır. Pek çok türü vardır. Bu türler yapılarına göre ve ürettikleri çıkış dalga şekillerine göre isimlendirilir. Örneğin, Hartley, Colpitts gibi sinüs dalga osilatörleri yada kare dalga osilatörü, üçgen dalga osilatörü yada RC osilatör denir".
2) OP-AMP lı faz kaydırıcı RC Osilatörü
Faz kaydırmalı osilatörlerin en kolay yapılanlarından biride OP-AMP lı olanlıdır.
Şekil 40 da böyle bir osilatör görülmektedir dikkat edilecek olunursa aynı transistörlü osilatörlerde olduğu gibi 3 tane RC devreleri OP-AMP ın çıkışıja bağlanmıştır.aynı zmanda burada bir eviren yükselteç kullanılmıştır ve giriş sinyalinde 180 derecelik faz farkı oluşturur.
Yine 3 tane RC devresinde 180derecelik faz farkı oluşturacak ve sonuçta çıkışta toplam faz farkı 180+180=360 derece =0 derece olur.Aynı zamanda genellikle R2=29 R1 alınır.
3-OP-AMP lı Wien Köprü Osilatör
Şekil 41 de çokça kullanılan bir osilatör devresi görülmektedir dikkat edileceği gibi OP-AMP eviren yükselteç olarak Za ve Zb empedans bloğu geri besleme oranını ayrlamak için gerilim bölücü olarak kullanılmıştır.Burada Za ve Zb bloğu Wien köprü devresini oluşturmaktadır.
2)LC Osilatörleri
Bilindiği gibi RC osilatörleri 1MHz e kadar olan sinyalleri üretebiliyordu. Zaten 1MHz in üzerinde osilasyon elde edebilmek için bir takım özel devre dizaynlarına ihtiyaç vardır.Endüktif ve kapasitif ( LC ) devreler bu tip osilasyonlar elde etmek için ideal devrelerdir. Bu devrelerde çok yüksek MHz lerde osilasyon elde etmek mümkündür. Bir bobin ve birde kondansatörden oluşan LC devrelerine tank devresi denir.
a)Kolpits Osilatörü
1)Trnsistörlü osilatör
Colpits osilatörlerde, C1 ve C2 gibi split kondansatörler (ayrılmış, bölünmüş kondansatörler) bulunur. Bu split kondansatörler, Colpits osilatörlerin en belirgin özelliğidir. Bu osilastörün tank devresini L - C1 ve C2 elemanları oluşturur. Burada, C1 ve C2 seri bağlı olduğundan, tank devresinin eşdeğer kapasite değeri,
CT=(C1.C2)/(C1+C2)olur.
Osilatörün çıkışamdan alınan sinizoydal sinyalin frekansı
RE - CE, yükselteçin emiter direnci ve by-pass kondansatörü RB1 - RB2, beyz polarmasını sağlayan voltaj bölücü dirençler, C3 beyzi AC sinyalde topraklayan by-pass kondansatörü, L - C1 - C2 frekans tespit edici tertip, NPN tipi transistör, yükselteç transistördür.
C1 ve C2 kondansatörlerinin birleştiği noktadan, transistörlerin emiterine geri besleme yapılmıştır. Transistörün beyzine giriş sinyali uygulanmadığı için emiterden giren sinyali, kollektörden aynen çıkar. Emiter ile kollektör arasında faz farkı yoktur.
Osilatörün çalışma frekansına göre, kondansatör ve bobin osilatörünün frekansını belirler. L veya C 'nin değerleri değiştirilerek osilatörün çalışma frekansı değiştirilebilir.
||)FET li Osilatör
Şekil:48 FET li kolpits osilatör devresi
Transistörlü osilatörlerde giriş empedansının yükleme etkisini minimize ermek için Osilatör devrelerinde Transistör yerine FET kullanılır.
|||) OP-AMP lı osilatör
Kolpits osilatörlerini yapmanın bir yoluda OP-AMP kullanmaktır OP-AMP kullanılarak yapılan osilatörlere OP-AMP lı kolpits osilatörü denir.Bu osilatörlerede bir LC rezonans devresi vardır.Dolayısıyla bir rezonans frekansı vardır. Bu frekans
Burada Lve C devrenin eşdeğer endüktans ve kapasitansıdır. Yukarıda anlatılan nitelikleri taşıyan OP-AMP lı kolpits osilatör devresi şekil:49 da görülmektedir.
Devrenin rezonansı geçen an da yazdığım gibi, devredeki bobinin Q faktörü ile yani tel kalınlığı ile değişir. Kalın telli bobinlerde yani yüksek Q faktörüne sahip bobinlerde;
formülü ile hesaplanır. Yüksek frekanslı devrelerde doğrudan bu formülü kullanabilirsiniz.
İnce telli ve düşük frekanslarda çalışacak osilatörlerde ise Q faktörü genellikle düşük olur. bu türosilatörlerdeise;
formülükullanılır.
Devrenin çalışması şu şekildedir;
Devredeki dirençler transistörün çalışma noktasının yük doğrusu üzerinde ortalarda olacak şekilde çalışması için seçilir. Bir başka seçim ise rezonans devresindeki C kondansatörü hariç
Cc ve Cl kondansatörleridir. Cl kondansatörü RE emitör kondansatörüne bağlıdır. Devrenin çalıştığı frekansta (osilatör ayarlı ise çalışacağı en düşük frekansta) RE´nin 1/10 ´u kadar empedans gösterecek kadar seçilir.
Kollektöre bağlı Cc kondansatörünün empedansı ise aynı şekilde Rc direncinin 1/10 kadarı olarak seçilir. Bu değerler en az değerler olup daha az değerde seçilmesinin bir sakıncası yoktur.
”Devremizde Rc direnci kullanılmayıp LC devresi direk kollektör devresi üzerine takılı olursa, o zaman C kondansatörünün empedansı L bobinin çalıştığı en yüksek frekanstaki empedansının en az 1/10 kadarı olarak seçilir.”
Devredeki LC´nin yaklaşık empedansı ise;
ile bulunur. Buradaki r bobinin DC iç direncidir. Bu formüle biraz dikkat edelim. Varsayalım bobin ideal iletkenden yapılmış olsun. Yani direnci sıfır olsun. O zaman Z sonsuz olur. Paralel rezonans devrelerinde de rezonans frekansında eşdeğer empedans çok yüksek, ideal tel ile yapılırsa sonsuz olur. Gerçeklere dönecek olursak, düşük frekans devrelerinde mesela 1Khz de çalışan bu tip bir osilatörde kullanılacak bobinin L değeri çok fazla olacaktır. Buna karşın az yer kaplaması için ince bir bobin telinden sarılacaktır. Bu nedenle bu şekildeki düşük
frekansı osilatörlerin çıkış empedansı da küçük olacaktır. Yüksek frekans devrelerinde daha kalın tel kullanmak mümkündür. Bundan dolayı çıkış empedansları da daha yüksek olacaktır.
c)Kollektör Akortlu Osilatör
Kollektör akortlu osilatörlerde bir LC Osilatörüdür. Temelde bu osilatör de bir rezonans devresine sahiptir ve aynı zamanda bir rezonan frekansı vardır.Şekil:51 de bir kollektör akortlu osilatör görülmektedir.
d)Tikler Osilatörü
Tikler osilatörü aslında geri beslemeli bir osilatördür. Şekil:52 de görüldüğü gibi geri beslemeli bir tikler osilatör devresi görülmektedir.Tikler osilatörü Hartley ve Colpits Osilatörlerinden daha az kullanılır.Bunun nedeni hem fiyat hem de transformatör boyutudur.
