Oscillatori sinusoidali - Introduzione
Un oscillatorgenera output senza alcun segnale di ingresso CA. Un oscillatore elettronico è un circuito che converte l'energia CC in CA ad una frequenza molto elevata. Un amplificatore con feedback positivo può essere inteso come un oscillatore.
Amplificatore vs oscillatore
Un amplifier aumenta la potenza del segnale del segnale di ingresso applicato, mentre un oscillatorgenera un segnale senza quel segnale di ingresso, ma richiede cc per il suo funzionamento. Questa è la principale differenza tra un amplificatore e un oscillatore.
Dai un'occhiata alla seguente illustrazione. Mostra chiaramente come un amplificatore preleva energia dalla fonte di alimentazione CC e la converte in energia CA alla frequenza del segnale. Un oscillatore produce da solo un segnale CA oscillante.
La frequenza, la forma d'onda e l'ampiezza della potenza CA generata da un amplificatore sono controllate dalla tensione del segnale CA applicata all'ingresso, mentre quelle per un oscillatore sono controllate dai componenti nel circuito stesso, il che significa che non è richiesta alcuna tensione di controllo esterna .
Alternatore vs oscillatore
Un alternatorè un dispositivo meccanico che produce onde sinusoidali senza alcun input. Questa macchina generatrice di corrente alternata viene utilizzata per generare frequenze fino a 1000Hz. La frequenza di uscita dipende dal numero di poli e dalla velocità di rotazione dell'armatura.
I seguenti punti evidenziano le differenze tra un alternatore e un oscillatore:
Un alternatore converte l'energia meccanica in energia CA, mentre l'oscillatore converte l'energia CC in energia CA.
Un oscillatore può produrre frequenze più alte di diversi MHz mentre un alternatore non può.
Un alternatore ha parti rotanti, mentre un oscillatore elettronico no.
È facile cambiare la frequenza delle oscillazioni in un oscillatore che in un alternatore.
Gli oscillatori possono anche essere considerati opposti ai raddrizzatori che convertono da ca a cc in quanto convertono da cc a ca È possibile ottenere una descrizione dettagliata dei raddrizzatori nel nostro tutorial sui circuiti elettronici .
Classificazione degli oscillatori
Gli oscillatori elettronici sono classificati principalmente nelle seguenti due categorie:
Sinusoidal Oscillators - Vengono chiamati gli oscillatori che producono un'uscita con una forma d'onda sinusoidale sinusoidal o harmonic oscillators. Tali oscillatori possono fornire output a frequenze comprese tra 20 Hz e 1 GHz.
Non-sinusoidal Oscillators - Si chiamano gli oscillatori che producono un'uscita con forma d'onda quadrata, rettangolare oa dente di sega non-sinusoidal o relaxation oscillators. Tali oscillatori possono fornire un'uscita a frequenze comprese tra 0 Hz e 20 MHz.
In questo tutorial parleremo solo degli oscillatori sinusoidali. Puoi imparare le funzioni degli oscillatori non sinusoidali dal nostro tutorial Pulse Circuits .
Oscillatori sinusoidali
Gli oscillatori sinusoidali possono essere classificati nelle seguenti categorie:
Tuned Circuit Oscillators- Questi oscillatori utilizzano un circuito sintonizzato costituito da induttori (L) e condensatori (C) e vengono utilizzati per generare segnali ad alta frequenza. Quindi sono anche conosciuti come oscillatori RF a radiofrequenza. Tali oscillatori sono Hartley, Colpitts, Clapp-oscillatori ecc.
RC Oscillators- Gli oscillatori utilizzano resistori e condensatori e vengono utilizzati per generare segnali a bassa frequenza o audio. Pertanto sono anche noti come oscillatori a frequenza audio (AF). Tali oscillatori sono oscillatori a spostamento di fase e a ponte di Wein.
Crystal Oscillators- Questi oscillatori utilizzano cristalli di quarzo e vengono utilizzati per generare segnali di uscita altamente stabilizzati con frequenze fino a 10 MHz. L'oscillatore piezoelettrico è un esempio di oscillatore a cristallo.
Negative-resistance Oscillator- Questi oscillatori utilizzano caratteristiche di resistenza negativa dei dispositivi come i dispositivi a tunnel. Un oscillatore a diodi sintonizzato è un esempio di un oscillatore a resistenza negativa.
Natura delle oscillazioni sinusoidali
La natura delle oscillazioni in un'onda sinusoidale sono generalmente di due tipi. Loro sonodamped e undamped oscillations.
Oscillazioni smorzate
Le oscillazioni elettriche la cui ampiezza continua a diminuire nel tempo sono chiamate come Damped Oscillations. La frequenza delle oscillazioni smorzate può rimanere costante a seconda dei parametri del circuito.
Le oscillazioni smorzate sono generalmente prodotte dai circuiti oscillatori che producono perdite di potenza e non compensano se necessario.
Oscillazioni non smorzate
Le oscillazioni elettriche la cui ampiezza rimane costante nel tempo sono chiamate come Undamped Oscillations. La frequenza delle oscillazioni Undamped rimane costante.
Le oscillazioni non smorzate sono generalmente prodotte dai circuiti oscillatori che non producono perdite di potenza e seguono tecniche di compensazione se si verificano perdite di potenza.