نویسندگان:

شهرام پروین

مصطفی نیکوسیر

چکیده:

این مقاله در مورد هوشمند کردن ساخت اسیلاتور سینوسی و مربعی جهت تعمیر هوشمند موبایل و دیگر وسایل الکترونیکی درون ساختمان می باشد.

ابتدا در قسمت الف فصل 1 یا همان مقدمه در مورد برخی کارهایی که در گذشته در مورد   15 نوع اسیلاتور و کاربرد آن ها انجام شده است با ذکر منبع توضیح می دهیم و در قسمت ب مقدمه در مورد برخی کارهایی که در گذشته در مورد  ساخت اسیلاتور با استفاده از آی سی 555 انجام شده است با ذکر منبع توضیح می دهیم در قسمت ج مقدمه ، در مورد برخی کارهایی که در گذشته در مورد  روش ساخت اسیلاتور مربعی انجام شده است با ذکر منبع توضیح می دهیم  و در قسمت د مقدمه ، در مورد برخی کارهایی که در گذشته در مورد   روش ساخت اسیلاتور سینوسی انجام شده است با ذکر منبع توضیح می دهیم سپس در فصل 2 در مورد هوشمند کردن ساخت اسیلاتور مربعی و در فصل در مورد هوشمند کردن ساخت اسیلاتور با استفاده از آی سی 555 و در فصل3 در مورد هوشمند کردن ساخت اسیلاتور مربعی و در فصل 4 در مورد هوشمند کردن ساخت اسیلاتور سینوسی توضیح می دهیم.

فصل1)مقدمه:

همان طور که در قسمت چکیده بیان شد در قسمت الف این فصل در مورد 15 نوع اسیلاتور و کاربرد آن ها توضیح می دهیم و در قسمت ب این فصل در مورد ساخت اسیلاتور با استفاده از آی سی 555 توضیح می دهیم  و در قسمت ج این فصل ، در مورد روش ساخت اسیلاتور مربعی و در قسمت د این فصل  ، در مورد روش ساخت اسیلاتور سینوسی توضیح می دهیم

 1)الف) برخی کارهایی که در گذشته در مورد   15 نوع اسیلاتور و کاربرد آن ها انجام شده است

بسیاری از دستگاه ها و مدارهای الکترونیکی برای فعال شدن نیاز به سیگنال های نوسانی دارند که
به راحتی توسط یک اسیلاتور می توان آن را بدست آورد.

این تجهیز مهم در صنایع مختلف، می تواند از مدارهای داخلی بسیار ساده تا خیلی پیچیده ای تشکیل شده باشد.

برای آشنایی با روش کار این قطعه، انواع و کاربردهای آن با این مقاله همراه باشید.

1# اسیلاتور چیست؟ 

اسیلاتور (Oscillator)  در بسیاری از تجهیزات الکترونیکی از اهمیت بالایی برخوردار است.

به عنوان مثال، یک ساعت مچی کوارتز از یک اسیلاتور کوارتز استفاده می کند تا بتواند زمان را مشخص کند.

همچنین در فرستنده رادیویی AM برای ایجاد موج حامل برای ایستگاه از اسیلاتور استفاده می شود و
یک گیرنده رادیویی AM از یک نوع مخصوص اسیلاتور به نام تشدید کننده برای تنظیم صدا در ایستگاه استفاده می کند.

در رایانه ها، ردیاب های فلزی و حتی چراغ راهنماهای چشمک زن نیز اسیلاتور وجود دارد.

تصویر زیر نمای داخلی یک اسیلاتور را نمایش می دهد.

اسیلاتور یا نوسان ساز مداری است که سیگنال الکتریکی را به صورت نوسانی تولید می کند.

نوسان سازها با آمپلی فایرها متفاوت هستند.

یک آمپلی فایر یا تقویت کننده، سیگنال ورودی اعمال شده را تقویت کرده و بهبود می دهد، در حالی که
یک اسیلاتور سیگنال را بدون وجود سیگنال ورودی تولید می کند.

اگرچه اسیلاتورها برای عملکرد خود به تغذیه DC نیاز دارند.

این تفاوت اصلی بین یک تقویت کننده و یک نوسان ساز است.

بدون وجود نوسان سازها عملکرد بسیاری از لوازم الکتریکی مختل می شود.

تصویر زیر نشان می دهد که چگونه یک آمپلی فایر انرژی را از منبع تغذیه دریافت کرده و
آن را به سیگنال AC تبدیل می کند.

در صورتی که اسیلاتور همان سیگنال AC را خودش تولید می کند.

فرکانس و شکل موج و بزرگی سیگنال در یک تقویت کننده توسط ولتاژ اعمال شده در ورودی از منبع کنترل می شود اما
در یک اسیلاتور توسط اجزای موجود در مدار خودش کنترل می شود، این بدان معنی است که
هیچ ولتاژ کنترل خارجی برای اسیلاتورها لازم نیست.

2# روش کار اسیلاتورها

برای درک بهتر اسیلاتور بهتر است با یکی از رایج ترین آن ها آشنا شوید.

رایج ترین نوسان ساز آونگ ساعت است.

اگر یک بار به آونگ یا پاندول ساعت فشار بیاورید، آونگ شروع به کار کرده و
در یک فرکانس مشخص، ایجاد نوسان می کند.

یعنی تعداد معینی بار در ثانیه به عقب و جلو حرکت می کند.

در این نوع خاص از اسیلاتور، طول آونگ اصلی ترین چیزی است که فرکانس را کنترل می کند.

به طور کلی برای ایجاد نوسان در چیزی، نیاز است که انرژی بین دو فرم از انرژی متفاوت تبدیل شود.

به عنوان مثال در یک پاندول ساعت، انرژی بین انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی تبدیل می شود.

وقتی آونگ ساعت در انتهای مسیر خود قرار دارد تمام انرژی آن انرژی پتانسیل است و
آماده سقوط می شود.

همچنین زمانی که آونگ در وسط چرخه خود قرار دارد، انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل شده و
آونگ به همان اندازه سریع می تواند حرکت کند.

مجددا با حرکت آونگ به انتهای مسیر تمام انرژی جنبشی به انرژی پتانسیل تبدیل شده و آونگ باز می گردد.

این تبدیل انرژی بین دو شکل همان چیزی است که باعث ایجاد نوسان در آونگ ساعت می شود.

سرانجام آونگ مانند هر نوسان ساز فیزیکی به دلیل اصطکاک از حرکت باز می ایستد و
برای ادامه کار، نیاز است در هر چرخه به آن کمی انرژی وارد کنید.

1-2# عملکرد مدار اسیلاتور LC

یک اسیلاتور الکترونیکی بر همین اصل کار می کند.

انرژی لازم است از یک فرم به شکل دیگر تبدیل شود تا یک نوسان ساز کار کند.

جالب است بدانید که می توانید با اتصال یک خازن و یک سلف به هم یک نوسان ساز بسیار ساده ایجاد کنید.

می دانید که هر دو خازن و سلف انرژی را ذخیره می کنند.

یک خازن انرژی را به صورت یک میدان الکترواستاتیک ذخیره می کند، در حالی که یک سلف از یک میدان مغناطیسی استفاده می کند.

مدار زیر را تصور کنید:

اگر خازن را با باتری شارژ کنید و سپس سلف را در مدار قرار دهید، این اتفاق خواهد افتاد:

خازن شروع به تخلیه از طریق سلف می کند. سپس سلف یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

هنگامی که خازن تخلیه شود، سلف سعی خواهد کرد تا جریان را در مدار نگه دارد، بنابراین خازن را شارژ می کند.

پس از فروپاشی میدان سلف، خازن شارژ می شود (اما با قطب مخالف)، بنابراین دوباره از طریق سلف تخلیه می شود.

این نوسان همچنان ادامه خواهد یافت تا مدار به دلیل مقاومت در سیم از انرژی خالی شود.

3# کاربردهای اسیلاتور

اسیلاتور روشی ارزان و آسان برای تولید سیگنال در یک فرکانس خاص است.

به عنوان مثال، از نوسان ساز RC برای تولید سیگنال فرکانس پایین و از نوسان ساز LC برای تولید سیگنال با فرکانس بالا استفاده می شود.

همچنین برای تولید یک فرکانس پایدار از یک نوسان ساز مبتنی بر Op-Amp که مشابه آمپلی فایرها هستند استفاده می شود.

برخی از کاربردهای متداول اسیلاتورها عبارتند از:

ساعت های کوارتز که از نوسان ساز کریستالی استفاده می کند

مورد استفاده در سیستم های صوتی مختلف و سیستم های ویدیویی

در دستگاه های مختلف رادیویی، تلویزیونی و سایر ارتباطات

در رایانه ها، ردیاب های فلزی، اینورترها و رادیو

برای تولید پالس ساعت

ریز پردازنده ها و میکرو کنترلرها

تولید سیگنال مافوق صوت

برای کار با چراغ های تزئینی، به عنوان مثال چراغ های رقص نور

4# انواع اسیلاتور

انواع زیادی اسیلاتورها وجود دارد، اما به طور گسترده می توان آنها را به دو دسته اصلی طبقه بندی کرد:

اسیلاتورهای خطی که به عنوان نوسان سازهای هارمونیک نیز شناخته می شوند.

نوسان ساز های غیر خطی یا Relaxation

در یک نوسان ساز خطی، جریان انرژی همیشه از اجزای فعال به مؤلفه های غیرفعال است.

در حالی که در یک نوسان ساز غیر خطی، انرژی بین اجزای فعال و غیرفعال رد و بدل می شود و
فرکانس نوسانات با شارژ و تخلیه در میزان های ثابتی از زمان تعیین می شود.

علاوه بر این، اسیلاتورهای خطی، خروجی های موج سینوسی با تحریف کم تولید می کنند.

در حالی که نوسان سازهای غیر خطی موج های غیر سینوسی مانند مثلث یا مربع تولید می کنند اما
انواع اصلی نوسان سازها شامل موارد زیر است:

اسیلاتور پل وین/نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ/اسیلاتور تغییر فاز RC/نوسان ساز کولپیتس/اسیلاتور هارتلی/نوسان سازهای Clapp/اسیلاتورهای کریستالی/نوسان سازهای پیرس/اسیلاتور آرمسترانگ/نوسان سازهای پیرسون-آنسون/اسیلاتور گون/نوسان ساز حلقه ای/اسیلاتورهای تاخیری/نوسان سازهای رابینسون/اسیلاتورهای چند موج

1-4# دسته بندی براساس پارامترها

جالب است بدانید که بسته به پارامترهای در نظر گرفته شده می توان اسیلاتورها را در انواع مختلفی قرار داد.

به عنوان مثال، بر اساس مکانیسم بازخورد، شکل موج خروجی و موارد دیگر.

برخی از این طبقه بندی ها شامل موارد زیر هستند:

دسته بندی بر اساس مکانیسم بازخورد: نوسان سازهای بازخورد مثبت و نوسان سازهای بازخورد منفی

طبقه بندی بر اساس شکل موج خروجی: نوسان ساز موج سینوسی، نوسان سازهای موج مربع و سایر موج های غیر سینوسی و
همچنین نوسان سازهای Sweep که شکل موج خروجی اره ای یا دندانه ای را تولید می کنند

ّطبقه بندی بر اساس فرکانس سیگنال خروجی: نوسان سازهای کم فرکانس، اسیلاتورهای صوتی که فرکانس خروجی آن ها به اندازه دامنه صوتی است،
نوسان سازهای فرکانس رادیویی، نوسان سازهای با فرکانس بالا، اسیلاتورهای با فرکانس بسیار بالا و غیره

طبقه بندی بر اساس نوع کنترل کننده فرکانس مورد استفاده: نوسان سازهای RC، نوسان سازهای LC، نوسان سازهای کریستالی که از یک بلور کوارتز استفاده می کنند تا
منجر به ایجاد یک موج خروجی تثبیت شده با فرکانس شوند و غیره

طبقه بندی بر اساس ماهیت فرکانس سیگنال خروجی: نوسان سازهای فرکانس ثابت و نوسان سازهای فرکانس متغیر یا قابل تنظیم

منبع: https://namatek.com/%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%84%D8%A7%D8%AA%D9%88%D8%B1/

1)ب) برخی کارهایی که در گذشته در مورد  ساخت اسیلاتور با استفاده از آی سی 555 انجام شده است

مدار ارائه شده در این بخش یک نوسان ساز موج مربعی ( اسیلاتور ) بسیار ساده است که شما می توانید فرکانش نوسان آن را توسط یک پتانسیومتر تغییر دهید. این اسیلاتور با توجه به قابلیت آی سی تایمر ۵۵۵ طراحی شده است و به قطعات جانبی بسیاری کمی نیاز دارد.

مدارات نوسان ساز کاربردهای فروانی دارند. به عنوان مثال در صورتی که این مدار فرکانش ۱ هرتز ( ۱ پالس در ثانیه )  تولید نماید می توانید از آن به همراه یک شمارنده به عنوان ثانیه شمار استفاده نمایید. در فرکانسهای بالتر می توان از این مدار جهت ایجاد کلاک میکروکنترلرها و یا مدارات ایجاد فرکانسهای صوتی ، فرستنده های مافوق صوت ، فرستنده های مادون قرمز و …  استفاده کرد.

جهت استفاده از این مدار در رنج های مختلف می توانید از فرمول زیر استفاده نمایید.البته دقت کنید که مقدار R1  نباید از ۱K کمتر شود.

(۱/f = 0.69 * C * ( R1 + 2*R2)

منبع:

https://matlabtools.com/%D9%BE%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D9%86%D9%88%D8%B3%D8%A7%D9%86-%D8%B3%D8%A7%D8%B2-%D8%A8%D8%A7-%D9%81%D8%B1%DA%A9%D8%A7%D9%86%D8%B3-%D9%85%D8%AA%D8%BA%DB%8C%D8%B1-%D8%AA%D9%88

1)ج) برخی کارهایی که در گذشته در مورد  روش ساخت اسیلاتور مربعی انجام شده است

موج مربعی چیست؟ آموزش ساخت مولد موج مربعی

اسیلاتور چیست؟ یک مدار الکترونیکی است که در یک چرخه تکرار، حالت را از مثبت به منفی تغییر می دهد، بدون اینکه محرک دیگری به غیر از جریان DC داشته باشد و در خروجی یک شکل موج AC ایجاد می کند.بعی چیست؟

مولد های موج مربعی به طور کلی در الکترونیک و در پردازش سیگنال استفاده می شوند. شبیه به یک مدار اشمیت تریگر است که در آن ولتاژ مرجع برای مقایسه کننده به ولتاژ خروجی بستگی دارد. همچنین گفته می شود که یک مولتی ویبراتور ناپایدار (نوسان ساز ناپایدار) است.

یک ژنراتور موج مربعی بدیهی است که یک شکل موج مربعی تولید می کند، که این شکل موج مربعی می تواند در نسبت علامت به فاصله نیز قابل تنظیم باشد. و اغلب برای مدار های زمان بندی، پالس و کلاک استفاده می شود. یکی از ساده ترین راه ها برای تولید موج مربعی استفاده از یک اسیلاتور آرامش است.

اسیلاتور آرامش چیست؟

اسیلاتور آرامش دارای دو حالت متناوب است: یک دوره وقفه طولانی که در آن سیستم به حالت استراحت در می آید و سپس برای یک دوره تناوب مشخص یک تغییر کوتاه باعث تغییر ناگهانی در شکل موج خروجی می شود و سپس دوباره مدار به حالت پایدار برمی گردد. این دوره، ثابت زمانی است که معمولاً یک جفت RC (خازن و مقاومت) یا LC (خازن و سلف) می باشد.

نوعی دستگاه سوئیچینگ فعال مانند یک جفت ترانزیستور یا یک ترانزیستور تک پیوندی یا یک مقایسه کننده op-amp یا یک تراشه مانند 555 مورد نیاز است. دستگاه فعال بین حالت شارژ و تخلیه سوئیچ می کند و یک شکل موج ایجاد می کند.

برای اینکه هر اسیلاتور به عنوان یک اسیلاتور آرامش محسوب شود، باید شرایط زیر را داشته باشد :

یک شکل موج دوره ای غیر سینوسی مانند شکل موج مثلثی، مربعی یا مستطیلی تولید کند.

مدار یک اسیلاتور آرامش باید غیرخطی باشد. این به این معنی است که در طراحی مدار باید از یک دستگاه نیمه هادی مانند ترانزیستور، MOSFET یا op-amp استفاده شود.

در طراحی مدار باید از یک جزء ذخیره کننده انرژی مانند سلف یا خازن استفاده شود که به طور مداوم شارژ و تخلیه انجام دهد تا یک شکل موج پریودیک تولید کند.

شکل a شکل b

شکل A الا کلنگ را در حالت تعادل نشان می دهد اما هنگامی که سطل کم کم پر می شود تعادل بهم خورده و سمتی که سطل قرار دارد سنگین شده و به طرف پایین (زمین) می افتد. اما هنگامی که سطل خالی شود وضعیت به سرعت تغییر کرده و سمت چپ به زمین می افتد.فرض کنید که دوباره سطل شروع به پر شدن می کند و این چرخه دوباره تکرار می شود.

در مدار الکترونیکی، این چیزی است که اتفاق می افتد: خازن به آرامی از طریق یک مقاومت شارژ می شود تا زمانی که به یک قسمت غیر خطی از مدار برسد که باعث تخلیه ناگهانی خازن شده، و این چرخه دوباره تکرار می شود.

در شکل موج بالا و مدار مولتی ویبراتور زیر، منحنی آبی ولتاژ خازن C1 را نشان می دهد. خازن تا رسیدن به یک ولتاژ معین شارژ می شود، سپس ناگهان ترانزیستور دیگر را روشن کرده و دوباره تخلیه می کند. منحنی سیاه ولتاژ در پایه کلکتور است که همان خروجی می باشد. در مولتی ویبراتور زیر، از هر یک از کلکتور ها می توان به عنوان خروجی استفاده کرد. از این مدار، برای چشمک زدن متناوب دو LED استفاده می کنیم.

در زیر مدار مولتی ویبراتور و برد بوردی که مدار روی آن پیاده سازی شده، نشان داده شده است. این دو LED به طور متناوب در حدود 1.5 هرتز چشمک می زنند. هر یک از ترانزیستور ها، ترانزیستور NPN GP هستند. با تغییر C و R در یک نیمه می توان شکل موج را تغییر داد.

در زیر شکل موج ولتاژ کلکتور نشان داده شده است.

اگر در مورد این مطلب سوالی دارید در قسمت نظرات بپرسید

در اینجا خروجی موج مربعی مدار مولتی ویبراتور فوق نشان داده شده است. می بینید که موج مربع نسبتاً خوب است، اما کمی تاخیر در شارژ دارد. R1=R4=560Ω و R3=R2= 47k و و C2=C1= 10uF هستند. فرکانس تناوب LED در حدود 1.5 هرتز است.

دوره تناوب هر نیمه 0.69CR است. بنابراین اگر R2 =47k و C1 =10uF باشد، این برابر 0.32S در هر نیمه یا 0.64 برای هردو خواهد بود. پس:

f =1/T = 1 / 0.64 = 1.5Hz.

هر اسیلاتور آرامش را می توان با استفاده از هر گیت معکوس کننده ساخت. اگرچه دو گیت این کار را انجام می دهند (NOR NAND یا اشمیت) اما سه گیت راه اندازی بهتری دارند. فرکانس توسط R1 و C1 به صورت زیر محاسبه می شود:

که 45 هرتز بدست می آید.

فرکانس در محدوده 1:10 قابل تنظیم است و خروجی توسط R4 تنظیم می شود. R3 برای فیدبک است و در زمان بندی نقشی ندارد. یک شکل موج خوب و مربعی با مقادیر زیر بدست می آید.

R1 = 100k ، C = .004 f = 1kHZ، C = .04 f = 100Hz ، C = 0.4 ،      f = 10Hz.

منبع:

https://irenx.ir/electronic/square-wave-generator/ به نقل از محمد رحیمی

1)د) برخی کارهایی که در گذشته در مورد  روش ساخت اسیلاتور سینوسی انجام شده است

ژنراتور موج سینوسی (ساخت مولد موج سینوسی)

امواج سینوسی، در حالت ایده آل، اصلاً نباید هیچگونه هارمونیکی داشته باشند و اغلب در ژنراتور های سیگنال برای آزمایش تقویت کننده ها و فیلتر ها و مدار های فرکانس رادیویی (RF) استفاده می شوند تا سیگنال های حامل برای گیرنده ها و فرستنده ها فراهم کنند. صافی طیف ها و ثبات در اولویت اول است. اگرچه روش های مختلفی برای تولید امواج سینوسی مانند منبع دیجیتالی یک آردوینو وجود دارد. برای این آموزش، سه روش معمول دیگر برای انجام این کار را بررسی خواهیم کرد.ش 1: اسیلاتور های پل وین

ماکس وین در سال 1891 اسیلاتور پل وین را اختراع کرد. در سال 1939 فردریک ترمن و دو دانشجوی دانشگاه استنفورد، هیولت و پاکارد، یک مولد سیگنال صوتی فعال را با استفاده از پل وین و تثبیت کننده لامپ در گاراژ خود ساختند. این اولین محصول آن ها و آغاز کار شرکت هیولت پاکارد بود!

مدار زیر بسیار مشابه همان طراحی شده است با این تفاوت که به جای لوله (شیرآلات) از یک op-amp استفاده می کند. هنوز هم از روش تنظیم کننده دامنه لامپ استفاده می کند.

مدار پل C1، R4a و C3 ،R4b است. R4 یک پتانسیومتر دو لبه است و فرکانس را کنترل می کند که 1 / 2πRC است. با فرض اینکه R4 برابر 5k است، فرکانس می تواند برابر مقدار زیر باشد:

 F= 1 / (2 * π * 5k * 0.01u) = 3kHz

این لامپ از نوع رشته ای 12 ولت کوچک است که قبلاً برای لامپ های آزمایشی استفاده می شد. با گرم شدن رشته، مقاومت آن بالا می رود و جریان عبوری از آن کاهش می دهد و باعث کاهش بهره و دامنه در خروجی می شود، بنابراین شما یک کنترل دامنه فیدبک منفی بسیار موثر دارید. ایده این است که R2 را طوری تنظیم کنید که مدار فقط به نوسان برود. این کار خروجی کمتری دارد اما اعوجاج کمی هم دارد.

C1 با R4a یک فیلتر سری یا بالا گذر است و C3 با R4b یک فیلتر پایین گذر موازی است. هنگامی که در هر نقطه مشخص یکسان باشند، فیدبک مثبت از خروجی به ورودی غیر معکوس باعث می شود که op-amp در یک بهره تنظیم شده توسط 1+R2 / مقاومت لامپ نوسان کند.

همانطور که از نمایش فوریه زیر مشاهده می کنید، بدترین هارمونیک 58dB است. این حدود 0.13٪ THD است. اگر بخواهید این مدار را با یک فیلتر پایین گذر تنظیم کنید تا دقیقاً بعد از فرکانس تنظیم شده قطع شود، می توانید در 30dB خاموش کنید، با فرض اینکه فیلتر اعوجاج زیادی ایجاد نکند، مقدارTHD  به زیر 0.01 درصد می رسد.

اگر یک اسیلاتور بسیار تمیز، دامنه پایدار و محدوده فرکانس 1:10 و با یک مقدار خازن قابل انتخاب در دسترس باشد یک اسیلاتور آزمایشی خوب را ایجاد می کند. اما اگر مقدار پتانسیومتر بیشتر باشد بهتر است (بیشترین مقداری که من میتوانستم داشته باشم 50k بود). توجه داشته باشید که پتانسیومتر باید از نوع LIN باشد، نه از نوع LOG.

All harmonics > 58dB down یک نمونه موج سینوسی کامل بردبورد پل وین که نوع لامپ آزمایشی و پتانسیومتر دو لبه را نشان می دهد

روش 2: XR2206

روش بسیار مناسب دیگر برای تولید موج سینوسی خوب با نسبت تنظیم 1:10، XR2206 است. این تراشه به شما یک خروجی موج مربعی می دهد که می توانید از آن برای نمایش فرکانس استفاده کنید. با تنظیم R5 و R7 میزان THD در زیر 1٪ تنظیم می شود. همچنین، باز کردن کلید در پین 13، موج سینوسی را به شکل موج مثلثی بسیار خوبی تغییر می دهد. این اسیلاتور به راحتی از 10 هرتز تا 100 کیلوهرتز کار خواهد کرد و یک ژنراتور سیگنال صوتی بسیار خوب یا یک سیگنال ژنراتور کامل ایجاد می کند. با ترکیب دو تا از این سیگنال ژنراتور ها و مدوله کردن یکی با دیگری، صدای زنگ خطر یا آژیر پلیس / آمبولانس را می توان ساخت.

یک ژنراتور موج سینوسی، مربعی و مثلثی 2206 یک اسیلاتور صوتی 2206 2206 PCB

روش 3: اسیلاتور کلپ (CLAPP)

اگر شما نیاز به داشتن موج سینوسی در فرکانس های بسیار بالاتر از آنچه می توانیم با پل وین و 2206 بدست آوریم، باید به دنبال یک اسیلاتور نوع RF (فرکانس رادیویی) باشید. دو نوع رایج هارتلی هستند که از یک سلف استفاده می کنند و یک کولپیتس که از یک خازن استفاده می کند. هر دو گزینه عالی هستند. اندکی تغییر در کولپیتس آن را به یک اسیلاتور کلپ تبدیل می کند.

دیاگرام A یک کولپیتس را نشان می دهد. توجه داشته باشید که خازن های C1 و C5 به صورت سری یا موازی با سلف L1 قرار دارند و مدار تشدید (رزونانس) را تشکیل می دهند. در کلپ نشان داده شده در دیاگرام B، مقدار C7 بسیار کوچکتر از C2 و C6 است و تأثیر بسیار بیشتری در تنظیم دارد. اگر C7 بسیار کوچکتر باشد، فرکانس f بیشتر به C7 وابسته است و پایدارتر است و در محدوده بهتر تنظیم می شود. به همین دلیل است که مدار های کلپ اغلب محبوب ترین گزینه برای رادیو VFO (اسیلاتور های فرکانس متغیر) هستند.

در زیر یک کلپ VFO فعال نشان داده شده است، موارد دیگری نیز در مدار اصلی وجود دارد. C1 و R1 جداسازی از منبع تغذیه را انجام می دهند. چوک فرکانس رادیو (RFC) حدودا 10 بار دور یک هسته فریت میچرخد، و امپدانس بالاتری را به منبع میدهد و R3 نیز ولتاژ بایاس FET را فراهم می کند. C2 و C4 خازن های  فیدبک اصلی هستند و C5 خازن قابل تنظیم متغیر است. D1 و R2 به پایین نگه داشتن دامنه کمک می کنند و موج سینوسی بهتری ایجاد می کنند.

اگر در مورد این مطلب سوالی دارید در قسمت نظرات بپرسید

CLAP VFO برد بورد کلپ VFO به سبک RF

در زیر شکل موج کلپ مدار بالا وجود دارد که یک موج سینوسی خوب است. در کنار آن نمایش فوریه دومین هارمونیک را نشان می دهد که تقریباً 40dB است (حدود 1٪ THD).

Clapp oscillator harmonic is 1% شکل موج اسیلاتور Clapp

اکنون، ما چهار اسیلاتور مختلف موج سینوسی را بررسی کرده ایم که همگی شکل موج خوبی دارند.

منبع:

https://irenx.ir/electronic/sine-wave-generator/ به نقل از محمد رحیمی

فصل2) هوشمند کردن  ساخت اسیلاتور  با استفاده از آی سی 555

همان طور که بیان شد مدار ارائه شده در قسمت مقدمه، یک نوسان ساز موج مربعی ( اسیلاتور ) بسیار ساده است که وسیله هوشمند ابتکاری ما، به طور هوشمند ،در مواقع لزوم آن را می سازد و می تواند فرکانس نوسان آن را توسط یک پتانسیومتر به طور تغییر دهد. این اسیلاتور با توجه به قابلیت آی سی تایمر ۵۵۵ طراحی شده است و به قطعات جانبی بسیاری کمی نیاز دارد.

در صورتی که این مدار فرکانش ۱ هرتز ( ۱ پالس در ثانیه )  تولید نماید وسیله هوشمند ابتکاری ما، به طور هوشمند ،از آن به همراه یک شمارنده به عنوان ثانیه شمار استفاده نمایید. در فرکانسهای بالاتر وسیله هوشمند ابتکاری ما، به طور هوشمند ،از این مدار جهت ایجاد کلاک میکروکنترلرها و یا مدارات ایجاد فرکانسهای صوتی ، فرستنده های مافوق صوت ، فرستنده های مادون قرمز و …  استفاده می کند.

فصل3)هوشمند کردن ساخت اسیلاتور مربعی

همان طور که در مقدمه بیان شداسیلاتور یک مدار الکترونیکی است که در یک چرخه تکرار، حالت را از مثبت به منفی تغییر می دهد، بدون اینکه محرک دیگری به غیر از جریان DC داشته باشد و در خروجی یک شکل موج AC ایجاد می کند.بیکی از ساده ترین راه ها برای تولید موج مربعی استفاده از یک اسیلاتور آرامش است.

که وسیله هوشمند ابتکاری ما، به طور هوشمند ،ابرای اینکه هر اسیلاتور به عنوان یک اسیلاتور آرامش محسوب شود،  شرایط زیر را در نظر می گیرد :

یک شکل موج دوره ای غیر سینوسی مانند شکل موج مثلثی، مربعی یا مستطیلی تولید کند.

مدار یک اسیلاتور آرامش باید غیرخطی باشد. این به این معنی است که در طراحی مدار باید از یک دستگاه نیمه هادی مانند ترانزیستور، MOSFET یا op-amp استفاده شود.

در طراحی مدار که وسیله هوشمند ابتکاری ما، به طور هوشمند ، از یک جزء ذخیره کننده انرژی مانند سلف یا خازن استفاده می کند که به طور مداوم شارژ و تخلیه انجام دهد تا یک شکل موج پریودیک تولید کند., بنابراین در مواقعی که در ساختمان به موارد زیر نیاز است وسیله هوشمند ابتکاری ما،به طور هوشمند ، موج مربعی را تولید می کند

سیستم های صوتی مختلف و سیستم های ویدیویی،در دستگاه های مختلف رادیویی، تلویزیونی و سایر ارتباطات،در رایانه ها، ردیاب های فلزی، اینورترها و رادیو،برای تولید پالس ساعت،ریز پردازنده ها و میکرو کنترلرها،تولید سیگنال مافوق صوت،برای کار با چراغ های تزئینی، به عنوان مثال چراغ های رقص نور

فصل4 )هوشمند کردن ساخت اسیلاتور سینوسی

همان طور که در قسمت مقدمه بیان شدامواج سینوسی، در حالت ایده آل، اصلاً نباید هیچگونه هارمونیکی داشته باشند و بنابراین وسیله هوشمند ابتکاری ما به طور هوشمند،اغلب در ژنراتور های سیگنال برای آزمایش تقویت کننده ها و فیلتر ها و مدار های فرکانس رادیویی (RF) از امواج سینوسی استفاده می کند تا سیگنال های حامل برای گیرنده ها و فرستنده ها فراهم شود. از نظر وسیله هوشمند ابتکاری ما صافی طیف ها و ثبات در اولویت اول است. و برای تولید امواج سینوسی مانند از سه روش بیان شده در مقدمه استفاده می کند

بنابراین وسیله هوشمند ابتکاری ما به طور هوشمند، در موارد سیستم های صوتی مختلف و سیستم های ویدیویی،در دستگاه های مختلف رادیویی، تلویزیونی و سایر ارتباطات،در رایانه ها، ردیاب های فلزی، اینورترها و رادیو،برای تولید پالس ساعت،ریز پردازنده ها و میکرو کنترلرها،تولید سیگنال مافوق صوت،برای کار با چراغ های تزئینی، به عنوان مثال چراغ های رقص نور و همچنین برای تعمیر موبایل ،به طور هوشمند موضوع و اولویت را تشخیص می دهد و با هوشمند کردن یکی از سه روش بیان شده در مقدمه، به طور هوشمندموج سینوسی لازم را ایجاد می نماید

منابع:

1)

https://namatek.com/%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%84%D8%A7%D8%AA%D9%88%D8%B1/

2)

https://matlabtools.com/%D9%BE%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D9%86%D9%88%D8%B3%D8%A7%D9%86-%D8%B3%D8%A7%D8%B2-%D8%A8%D8%A7-%D9%81%D8%B1%DA%A9%D8%A7%D9%86%D8%B3-%D9%85%D8%AA%D8%BA%DB%8C%D8%B1-%D8%AA%D9%88

3)

https://irenx.ir/electronic/square-wave-generator/ به نقل از محمد رحیمی

4)

https://irenx.ir/electronic/sine-wave-generator/ به نقل از محمد رحیمی