Füüsikas on ostsillaator mis tahes seade, mis muundab pidevalt energiat ühelt vormilt teisele. Pendel on lihtne näide. Kui selle kiige ülaosas on kogu tema energia potentsiaalne energia, siis põhjas on maksimaalse kiirusega liikudes ainult kineetiline energia. Kui joonistaksite potentsiaali suhte kineetilise energiaga üle pii, saaksite korduva lainekuju. Pendli liikumine on pidev, seega oleks laine puhas siinuslaine. Potentsiaalse energia, mis tsüklilise protsessi käivitab, annab töö, mida teete pendli tõstmiseks. Kui selle vabastate, võnkuks pendel igavesti, kui poleks õhuhõõrdejõudu, mis selle liikumisele vastu peaks.
See on resoneeriva elektroonilise ostsillaatori põhimõte. Alalisvooluallika, näiteks aku, pinge on analoogne tööga, mida teete a tõstmisel pendel ja vooluallikast voolav vabanev elektrivool tsükli kondensaatori ja an. vahel induktiivmähis. Seda tüüpi vooluahelat tuntakse LC-ostsillaatorina, kus L tähistab indutseerivat mähist ja C tähistab kondensaatorit. See pole ainus ostsillaatori tüüp, kuid see on isetehtud ostsillaator, mille saate ehitada ilma, et peaksite elektroonilisi komponente trükkplaadile jootma.
Lihtne ostsillaatori ahel - LC ostsillaator
Tüüpiline LC-ostsillaator koosneb kondensaatorist ja induktiivmähisest, mis on paralleelselt juhtmega ühendatud ja ühendatud alalisvooluallikaga. Võimsus voolab kondensaatorisse, mis on elektrooniline seade, mis koosneb kahest plaadist, mis on eraldatud dielektrikuna tuntud isoleermaterjaliga. Sisendplaat laeb maksimaalse väärtuseni ja kui see on täislaetud, voolab vool läbi isolatsiooni teise plaadini ja jätkab mähist. Mähise kaudu voolav vool indutseerib seejärel induktori südamikus magnetvälja.
Kui kondensaator on täielikult tühjenenud ja vool lakkab voolamast, hakkab induktori südamikus magnetväli hakkama hajutada, mis tekitab induktiivvoolu, mis voolab vastupidises suunas tagasi väljundplaadile kondensaator. See plaat laeb nüüd maksimaalse väärtuse ja tühjeneb, saades voolu vastupidises suunas tagasi induktorimähisele. See protsess jätkuks igavesti, kui see poleks tingitud elektritakistusest ja kondensaatori lekkimisest. Kui graafiksite praegust voogu, siis saaksite lainekuju, mis degenereerub järk-järgult x-teljel horisontaalseks jooneks.
Isetegija ostsillaatori komponentide valmistamine
Isetehtud ostsillaatori vooluahela jaoks vajalikke komponente saate ehitada maja ümber olevate materjalide abil. Alustage kondensaatorist. Rullige umbes 3 jala pikkune plastikust toidukile leht ja asetage sellele alumiiniumfooliumleht, mis pole päris nii lai ega nii pikk. Katke see teise plastiga, mis on identne esimesega, ja asetage seejärel selle peale teine fooliumleht, mis on identne esimese kilega. Foolium on juhtiv materjal, mis hoiab laengut, ja plast on dielektriline materjal, mis on analoogne tavalises kondensaatoris oleva isolatsiooniplaadiga. Teipige igale fooliumilehele 18-mõõtmelise vasktraadi pikkus ja seejärel rullige kõik sigarikujuliseks ja mähkige selle ümber teip, et seda koos hoida.
Induktiivmähise valmistamiseks kasutage südamiku jaoks suurt teraspoltit, näiteks 1 / 2- või 3/4-tollist kelgupoldi. Pange 18- või 20-mõõtmeline traat selle ümber mitusada korda - mida rohkem kordi traati keerate, seda rohkem pinget mähis tekitab. Pange traat kihtidesse ja jätke traadi kaks otsa ühenduste loomiseks vabaks.
Te vajate alalisvooluallikat. Võite kasutada ühte 9-voldist akut. Vooluringi testimiseks on vaja ka midagi. Võite kasutada multimeedrit, kuid LED-pirn on lihtsam (ja dramaatilisem).
Valmis, seatud, võnkuma
Asjade alustamiseks peate kondensaatori ja induktori paralleelselt ühendama. Tehke seda, keerates ühe traadi induktiivpoolilt ühe kondensaatori juhtme külge ja keerates seejärel ülejäänud kaks juhet kokku. Polaarsus pole oluline, seega pole vahet, millised juhtmed valite.
Järgmisena peate kondensaatorit laadima. Tehke seda juhtmete paariga, mille mõlemas otsas on alligaatoriklambrid, või hankige akuklamber, mis sobib 9-voldise aku ülaosaga. Kinnitage üks juhe ühele keeratud juhtmete paarile ja teine ots ühele vabale akule klemmid, seejärel ühendage teine juhe teise juhtmepaari teise akuga ühendamiseks terminal.
Kondensaatori laadimine ja vooluahela võnkuma hakkamine võib võtta 5 või 10 minutit. Pärast selle aja möödumist eraldage üks juhe akust ja kinnitage see LED-i ühe juhtme külge, seejärel ühendage teine juhe lahti ja kinnitage see teise LED-juhtme külge. Niipea kui olete vooluringi lõpetanud, peaks LED hakkama vilkuma. See on märk sellest, et ostsillaator töötab. Jätke vooluahel ühendatud, et näha, kui kaua LED vilgub.
Kasutab kondensaatori ostsillaatorit
Ostsillaator, mille saate ehitada fooliumiga mähisega kondensaatori ja kelgupoldi induktori abil, on LC-paagi ahela või häälestusosillaatori näide. Seda tüüpi ostsillaatorit kasutatakse raadiosignaalide saatmiseks ja vastuvõtmiseks, raadiolainete tekitamiseks ja sageduste segamiseks. Teine oluline kondensaatori ostsillaator on see, mis kasutab kondensaatoreid ja takisteid alalisvoolu sisendsignaalide muundamiseks pulseerivateks vahelduvvoolu signaalideks. Seda tüüpi ostsillaatorid on tuntud kui RC (takisti / kondensaator) ostsillaatorid ja tavaliselt sisaldab see oma konstruktsioonis ühte või mitut transistorit.
RC-ostsillaatoritel on mitu kasutamist. Igas inverteris on üks, see on masin, mis muundab alalisvoolu maja vahelduvvooluks. Inverter on iga fotogalvaanilise elektrisüsteemi oluline komponent. Lisaks on heliseadmetes levinud RC-ostsillaatorid. Süntesaatorid kasutavad RC-ostsillaatoreid nende loodud helide genereerimiseks.
Leitud materjalidega RC-ostsillaatori ehitamine pole nii lihtne. Selle valmistamiseks peate tavaliselt töötama tegelike vooluahela komponentide, trükkplaatide ja jootekolbiga. Lihtsa RC-ostsillaatori vooluringi skeemid leiate hõlpsalt veebis. Kondensaatori ostsillaatori lainekuju sõltub kondensaatorite mahtuvusest, vooluringis kasutatavate takistite takistusest ja sisendpingest. Seos on matemaatiliselt veidi keeruline, kuid seda on lihtne katsetada, luues mitmesuguste komponentidega ostsillaatorahelad.