مدار نوسان ساز آرامش (Relaxation Oscillator Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار نوسان ساز آرامش (Relaxation Oscillator Circuit) :
مدار نوسان ساز آرامش (Relaxation Oscillator) نوعی نوسان ساز است که شکل موج غیرسینوسی مانند موج مربعی، مثلثی یا دندانه ارئی (Sawtooth) تولید می کند. برخلاف نوسان سازهای هارمونیک (مانند LC و کریستالی) که بر اساس یک مدار تشدید خطی کار می کنند، نوسان ساز آرامش بر اساس شارژ و دشارژ یک خازن (یا سلف) از طریق یک مقاومت (یا منبع جریان) و سوئیچ زنی سریع توسط یک المان غیرخطی مانند مقایسه کننده (Comparator)، ترانزیستور یا دیود شاکلی (Shockley diode) عمل می کند.
اصل عملکرد: یک خازن از طریق یک مقاومت یا منبع جریان شارژ می شود. ولتاژ خازن به صورت خطی (یا نمایی) افزایش می یابد. این ولتاژ به یک مقایسه کننده (مانند آپ امپ بدون فیدبک) یا یک المان آستانه دار (مانند ترانزیستور یونی جانکشن - UJT) اعمال می شود. وقتی ولتاژ خازن به یک آستانه بالایی (
\[ V_H \]) رسید، مقایسه کننده سوئیچ زده و یک مسیر سریع برای دشارژ خازن فراهم می کند. ولتاژ خازن به سرعت کاهش می یابد تا به یک آستانه پایینی (
\[ V_L \]) برسد. در این نقطه، مقایسه کننده دوباره سوئیچ زده و مسیر دشارژ قطع می شود و شارژ مجدد آغاز می گردد. این چرخه تکرار می شود و در خروجی یک موج مربعی (از مقایسه کننده) و روی خازن یک موج مثلثی یا دندانه ارئی تولید می شود.
انواع و مثال ها:
⭐ نوسان ساز با آپ امپ و شبکه RC: با استفاده از یک آپ امپ در نقش مقایسه کننده و یک شبکه RC می توان یک نوسان ساز آرامش ساده ساخت.
⭐ تایمر ۵۵۵ در حالت پایدار (Astable): معروف ترین مثال از نوسان ساز آرامش است که موج مربعی تولید می کند.
⭐ نوسان ساز با ترانزیستور یونی جانکشن (UJT): یک نوسان ساز آرامش کلاسیک که برای تولید پالس های تریگر در مدارهای کنترلی استفاده می شد.
فرکانس نوسان: فرکانس نوسان به ثابت زمانی شارژ (
\[ \tau = RC \]) و سطوح آستانه بستگی دارد. برای تایمر ۵۵۵، فرکانس با رابطه
\[ f \approx \frac{1.44}{(R_1+2R_2)C} \]تعیین می شود.
کاربردها:
⭐ تولید موج مربعی و پالس برای مدارهای دیجیتال و کلاک.
⭐ مدارهای تایمر و تأخیر.
⭐ مبدل های ولتاژ به فرکانس (VCOهای ساده).
⭐ تولید موج مثلثی و دندانه ارئی برای اسیلوسکوپ ها و مدارهای زمان بندی.
