Oszcillátor
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Az oszcillátor egy olyan villamos áramkör, amely periódikusan változó jelet állít elő. Ezeket az áramköröket röviden rezgőkörnek is nevezik. A hangolható rezgőkör a rádió vagy tévékészülék alapvető áramköre, de általában minden olyan berendezésben megtalálható, amely elektromágneses hullámmal működik.
A teljesség igénye nélkül: mobiltelefon, mikrohullámú sütő, kvarcóra, személyi számítógép.
Minden oszcillátorban van frekvencia-meghatározó elem.
Ilyenek:
Egy természetes forrásból származó hullám (pl. hang) idővel legyengül; lecseng. Ezt a gyengülést az elektronikában egy erősítő áramkörrel egyenlítik ki.
A fizikában az oszcillátor alatt általában a harmonikus oszcillátort értjük.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Hullámformák
- Szinuszhullám
- Egyéb hullám (ami több szinuszhullám összekeverésével előállítható)
- pl.: négyszög, fűrészfog...
A szinuszos elektromos hullámokat keltő áramköröket harmónikus, vagy szinuszos oszcillátornak nevezzük.
[szerkesztés] Ideális és valóságos rezgőkörök
Az ideális rezgőkörökben csak a kondenzátor és a tekercs reaktanciája jelenik meg.
A bemenő jel energiája nem csökken, nincs szükség a csillapítás kompenzálására.
A valóságos rezgőkörnek veszteségei vannak a felhasznált elemek "ohmos" ellenállása miatt.
[szerkesztés] A veszteségi ellenállás csökkentése
- Negatív ellenállású karakterisztika-szakasszal rendelkező alkatrész; alagútdióda, egyátmenetű tranzisztor használata. (Belső visszacsatolású oszcillátor)
- Pozitív visszacsatolású erősítő alkalmazása.
[szerkesztés] Oszcillátor kapcsolások
[szerkesztés] LC kapcsolásban
- Meissner
- Hartley
- Colpitts
[szerkesztés] RC kapcsolásban
- Wien-hidas
[szerkesztés] Kvarcoszcillátorok fajtái, megnevezésük rövidítései
Az XO egy angol betűszó, jelentése: Quartz Crystal Oscillator, vagyis kvarckristály-oszcillátor. Többnyire a legegyszerűbb felépítésű, kvarccal működő oszcillátort értik alatta, melynek nincsen hőfok-szabályozása.
Az OCXO egy angol betűszó, jelentése: Oven Controlled Crystal Oscillator (vagyis melegítéssel szabályozott kristályoszcillátor). Olyan kvarcoszcillátort jelöl, melyben a kvarckristályt egy környezettől elzárt, hőfokszabályozott kamrába helyezik, ezzel csökkentik a környezet hőhatását a kristályra. A kamrát oven-nek, vagyis sütő-nek nevezik.
Amikor az oszcillátor működni kezd, először egy melegedési időszakon megy keresztül, melynek során eléri az üzemi hőmérsékletét, és a kamrában stabilizálódik a hőmérséklet. Ezek után a kamra melegítését úgy szabályozzák, hogy a belső hőmérséklet minél kevésbé függjön a külső hőmérséklettől. Az oszcillátornak ennek következtében igen jó a rövid távú stabilitása, ami jellemzően 10-12 értékű. A rövid távú pontosságot többnyire az oszcillátort felépítő alkatrészek elektromos zaja korlátozza. A hosszú távú stabilitás az alkatrészek elöregedésétől, illetve az idő során megváltozó tulajdonságaiktól függ.
A TCXO egy angol rövidítés (temperature-compensated crystal oscillator), jelentése: hőkompenzált kristályoszcillátor. Olyan kvarcoszcillátorról van szó, amelyben hőfok-kiegyenlítést alkalmaznak a jobb stabilitás érdekében.
A hőfok méréséből származó jelet úgy vezetik vissza az oszcillátorra, hogy a hőfok megváltozásából adódó eltérést kiegyenlítse.
A visszavezetett jel többnyire egy varaktor nevű alkatrészen megy keresztül, amely valójában egy feszültség-függő kondenzátor (pontosabban szólva a reaktanciája változik). A varaktor segítségével a bevezetett feszültség hatására frekvenciaváltozást állítanak elő, aminek a mértékét úgy állítják be, hogy a kvarcoszcillátornak a hőfok megváltozásából eredő frekvenciaváltozását ki lehessen vele egyenlíteni. Ez a technika nem olyan hatékony, mint az OCXO-nál használt hevítési technika, viszont annál sokkal olcsóbb a megvalósítása és a helyigénye is kisebb.
[szerkesztés] Forrás
National Institute of Standards and Technology, Physics Laboratory, Time and Frequency Division, USA
Based on work by