ออสซิลเลเตอร์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างรูปคลื่นโดยไม่ต้องใช้สัญญาณอินพุตใด ๆ รูปคลื่นเช่นคลื่นไซน์คลื่นโคไซน์คลื่นสามเหลี่ยมคลื่นพัลส์ ฯลฯ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้วงจรออสซิลเลเตอร์ โดยทั่วไปออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์มีอยู่ 2 ประเภทคือ Linear oscillators และ Relaxation Oscillators Linear oscillators ใช้เพื่อสร้างรูปคลื่นไซน์ในขณะที่ออสซิลเลเตอร์แบบผ่อนคลายใช้สำหรับสร้างรูปคลื่นที่ไม่ใช่ไซน์ ออสซิลเลเตอร์แบบผ่อนคลายประกอบด้วยลูปป้อนกลับที่มีอุปกรณ์สวิตชิ่งเช่นทรานซิสเตอร์, ออป - แอมป์, รีเลย์ ฯลฯ ที่ชาร์จซ้ำและปล่อยตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทาน ใน UJT Relaxation Oscillator ใช้ UJT เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่ง
UJT Relaxation Oscillator คืออะไร?
ในการสร้างรูปคลื่นโดยไม่ต้องใช้สัญญาณอินพุตใด ๆ เราใช้ออสซิลเลเตอร์ Relaxation Oscillators เป็นวงจรที่สร้างรูปคลื่นที่ไม่ใช่ไซน์ ออสซิลเลเตอร์เหล่านี้ประกอบด้วยลูปป้อนกลับพร้อมอุปกรณ์สวิตชิ่งซึ่งชาร์จและปล่อยตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทานจนกว่าจะถึงค่าเกณฑ์ ที่นี่ระยะเวลาของออสซิลเลเตอร์ขึ้นอยู่กับค่าคงที่เวลาของตัวเก็บประจุ ใน UJT Relaxation Oscillator UJT ถูกใช้เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งที่ชาร์จและปล่อยตัวเก็บประจุ
ลักษณะ UJT และตัวสั่นแบบผ่อนคลาย
เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานของ UJT ในออสซิลเลเตอร์แบบผ่อนคลายสิ่งสำคัญคือต้องทราบลักษณะของ UJT UJT เป็นรูปแบบย่อของ UniJunction Transistor เป็นอุปกรณ์สามขั้วที่ใช้เป็นทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งเปิด - ปิด สิ่งเหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และ N สร้างทางแยก PN เดียวในช่องสัญญาณชนิด N ของอุปกรณ์ มีลักษณะการนำไฟฟ้าทิศทางเดียวและลักษณะความต้านทานเชิงลบ ทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผันระหว่างสภาวะการสลาย ที่นี่วัสดุประเภท P ถูกหลอมรวมเข้ากับช่องซิลิกอนชนิด N ช่อง N-Type ของ UJT ทำหน้าที่เป็นช่องสัญญาณหลักในปัจจุบันที่มีการเชื่อมต่อด้านนอกสองตัว Base1 และ Base2 วัสดุประเภท P สร้างการเชื่อมต่อตัวปล่อย
UJT Relaxation Oscillator
ใน UJT เทอร์มินัลตัวปล่อย E จะเอนเอียงไปข้างหน้า ในที่นี้ Intrinsic stand-off ratio แสดงถึงอัตราส่วนความต้านทานของ RB1 ถึง RB2 ซึ่งแสดงด้วยη ค่าηอยู่ในช่วง 0.5 ถึง 0.8
η = RB1 / (RB1 + RB2)
UJT จะปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตขนาดเล็กน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าข้าม RB1 ถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลตัวปล่อย เมื่อใช้เทอร์มินัล Emitter กับแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าแรงดันไฟฟ้าทั่ว RB1 อุปกรณ์จะเอนเอียงไปข้างหน้าและเริ่มดำเนินการ
UJT Relaxation Oscillator Circuit Diagram
UJT Relaxation Oscillator ประกอบด้วยวงจร UJT พร้อมตัวปล่อยที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ระยะเวลาของรูปคลื่นเอาต์พุตถูกกำหนดโดยใช้ค่าคงที่เวลา RC แรงดันไฟฟ้า VBB ถูกนำไปใช้กับวงจร ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน R1
UJT Relaxation Oscillatorทฤษฎี
เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จถึงค่าสูงสุดของเกณฑ์ของ UJT UJT จะถูกเปิดและตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุ ตัวเก็บประจุปล่อยผ่านตัวต้านทาน R2 ตัวเก็บประจุจะปล่อยออกมาจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะลดลงจนถึงจุดหุบเขาของ UJT โดยที่ UJT จะปิดและตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จอีกครั้ง แรงดันไฟฟ้าขาออกที่รวบรวมใน R2 สร้างรูปคลื่นที่ไม่ใช่ไซน์ รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเมื่อ UJT อยู่ในสถานะเปิด
เริ่มแรกแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุ Vc = 0 ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน R1, V = V0 (1- e1 / ร1ค). ตัวเก็บประจุยังคงชาร์จต่อไปจนกว่า UJTis จะเปิดขึ้นซึ่งจะเริ่มปล่อยผ่านตัวต้านทาน R2
กระบวนการชาร์จและการคายประจุยังคงดำเนินต่อไป แรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุเมื่อพล็อตบนกราฟแสดงรูปคลื่นกวาด การชาร์จและการคายประจุอย่างต่อเนื่องของตัวเก็บประจุทำให้เกิดรูปคลื่นกวาดทั่วตัวเก็บประจุ ดังนั้นเอาท์พุตของออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลายจะสร้างรูปคลื่นที่ไม่เป็นรูปซายน์อย่างต่อเนื่อง
ujt ผ่อนคลายรูปคลื่น oscillator ที่ได้จากตัวต้านทานการปลดปล่อยยังสร้างความต่อเนื่องด้วยการผ่อนคลายและสัญญาณ AC การผ่อนคลายเกิดขึ้นเมื่อปิด UJT และสัญญาณ AC จะถูกสร้างขึ้นเมื่อเปิด UJT
มีพารามิเตอร์การออกแบบบางอย่างที่ต้องพิจารณาในขณะที่ออกแบบออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลายนี้ ช่วงเวลาของรูปคลื่นเอาท์พุตขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของเวลา RC ที่กำหนดเป็น T = R2C log (1/1-η) ในขณะที่ความถี่แสดงเป็น 1 / T เนื่องจากความเร็วในการชาร์จของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของ R1 จึงสามารถเลือกค่าความต้านทานที่มีประสิทธิภาพของ R1 เป็น R1 = 104/ η VBB, VBB คือแรงดันไฟฟ้า ค่าการคายประจุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของ R2 ดังนั้น Rสูงสุด= (VBB -Vน)/ผมนและ Rนาที= (VBB - Vv)/ ผมv. โดยที่ Vนและฉันนคือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและกระแสไฟฟ้าสูงสุดของ UJT ตามลำดับ Vvและฉันvคือแรงดันไฟฟ้าของหุบเขาและกระแสหุบเขาของ UJT ตามลำดับ
การใช้งาน
แอพพลิเคชั่นออสซิลเลเตอร์ผ่อนคลาย UJT คือ
ออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลายจะอยู่ในตำแหน่งพักเป็นระยะเวลาหนึ่งและสร้างสัญญาณ AC ออสซิลเลเตอร์เหล่านี้ผลิตสัญญาณความถี่ต่ำ UJT Relaxation Oscillator ใช้ในเครื่องกำเนิดฟังก์ชันเพื่อผลิตสัญญาณกวาด, บีปเปอร์อิเล็กทรอนิกส์, SMPS, ไฟกะพริบ, ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า , อินเวอร์เตอร์ ฯลฯ ..
ข้อดีและข้อเสีย
UJT Relaxation Oscillator ข้อดีและข้อเสีย คือ
ลักษณะความต้านทานเชิงลบของ UJT ช่วยเพิ่มความได้เปรียบให้กับ UJT Relax Oscillator UJT ต้องการค่ากระแสไฟฟ้าที่ต่ำ มีต้นทุนต่ำและเป็นอุปกรณ์ดูดซับพลังงานต่ำ UJT มีแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร
ข้อเสียของ UJT Relaxation Oscillator คือไม่เสถียรและสำหรับคุณสมบัติการควบคุมที่ดีต้องใช้วงจรที่ซับซ้อน
UJT Relaxation Oscillator สามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดพัลส์เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานการปลดปล่อย โดยการเชื่อมต่อไฟล์ โพเทนชิออมิเตอร์ ที่ตำแหน่งของตัวต้านทานการชาร์จ R1 สามารถรับรูปคลื่นฟันเลื่อยที่มีช่วงความถี่ต่างกันได้ในตัวเก็บประจุ พัลส์ที่มีช่วงความถี่ต่างกันสามารถรับได้จากตัวต้านทานการปลดปล่อยเมื่อ การทดลอง oscillator ผ่อนคลาย ujt ด้วยค่าที่แตกต่างกันของ ตัวเก็บประจุ และตัวต้านทาน R1 และ R2
แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการผ่อนคลาย ออสซิลเลเตอร์ ถูกนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์หลายสาขาเพื่อวิเคราะห์ระบบพลวัตที่สร้างการสั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้น ในเอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลายมีเพียงตัวเดียว ทางลาด ที่ต้องใช้เวลาทั้งหมด ที่นี่แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุเป็นคลื่นฟันเลื่อยในขณะที่กระแสผ่าน UJT เป็นลำดับของพัลส์สั้น ๆ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของ UJT คืออะไร?
