An dao động là một mạch điện tử được sử dụng để thay đổi một DC đầu vào thành một AC đầu ra. Điều này có thể có một loạt các dạng sóng với các tần số khác nhau dựa trên ứng dụng. Bộ tạo dao động được sử dụng trong một số ứng dụng như thiết bị thử nghiệm tạo ra bất kỳ dạng sóng nào như dạng sóng hình sin, răng cưa, sóng vuông, hình tam giác. Bộ dao động LC thường được sử dụng trong Mạch RF do đặc tính nhiễu pha chất lượng cao cũng như dễ thực hiện. Về cơ bản, bộ tạo dao động là một bộ khuếch đại bao gồm phản hồi tích cực hoặc tiêu cực. Trong thiết kế mạch điện tử , vấn đề chính là dừng bộ khuếch đại dao động khi cố gắng thu được bộ dao động để dao động. Bài viết này thảo luận tổng quan về bộ dao động LC và mạch hoạt động .
Dao động LC là gì?
Về cơ bản, bộ tạo dao động sử dụng phản hồi tích cực và tạo ra tần số o / p mà không cần sử dụng tín hiệu đầu vào. Do đó, đây là những mạch tự hỗ trợ tạo ra dạng sóng o / p tuần hoàn ở một tần số chính xác. Dao động LC là một loại dao động trong đó mạch bình (LC) được sử dụng để cung cấp phản hồi dương cần thiết để duy trì dao động.
lc-dao động-và-ký hiệu của nó
Mạch này còn được gọi là mạch điều chỉnh LC hoặc mạch cộng hưởng LC. Các bộ dao động này có thể hiểu được với sự trợ giúp của FET, BJT, Op-Amp, MOSFET , vv Các ứng dụng của bộ tạo dao động LC chủ yếu bao gồm bộ trộn tần số, bộ tạo tín hiệu RF, bộ điều chỉnh, bộ điều chế RF, bộ tạo sóng sin, v.v. Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Sự khác biệt giữa tụ điện và cuộn cảm
Sơ đồ mạch dao động LC
Mạch LC là một mạch điện có thể được xây dựng với một cuộn cảm và tụ điện trong đó cuộn cảm được ký hiệu là 'L' và tụ điện được ký hiệu bằng ‘C’ cả hai liên minh trong một mạch đơn. Mạch hoạt động giống như một bộ cộng hưởng điện tích trữ năng lượng để dao động ở tần số cộng hưởng của mạch.
lc-dao động-mạch
Các mạch này được sử dụng để chọn một tín hiệu ở tần số cụ thể thông qua tín hiệu ghép nếu không tạo ra tín hiệu ở một tần số cụ thể. Các mạch này hoạt động như thành phần chính trong một loạt các thiết bị điện tử như thiết bị vô tuyến, các mạch điện như bộ lọc, bộ điều chỉnh và bộ dao động. Mạch này là một mô hình hoàn hảo tưởng tượng rằng sự tiêu tán năng lượng không xảy ra do điện trở. Chức năng chính của mạch này là dao động qua tắt dần ít nhất để làm cho điện trở nhỏ nhất có thể.
Khởi tạo dao động LC
Khi mạch dao động được cung cấp năng lượng với điện áp ổn định theo thời gian thay đổi tần số, sau đó điện trở của RL, cũng như RC, cũng thay đổi. Do đó tần số và biên độ của o / p có thể thay đổi khi tương phản với tín hiệu i / p.
Điện kháng cảm ứng và tần số có thể tỷ lệ thuận với nhau trong khi tần số và điện dung có thể tỷ lệ nghịch với nhau. Vì vậy, ở tần số thấp hơn, điện trở điện dung của cuộn cảm cực kỳ nhỏ hoạt động giống như ngắn mạch trong khi điện trở điện dung cao hơn và hoạt động giống như mạch hở.
Ở tần số cao hơn, điều ngược lại sẽ xảy ra, tức là điện dung hoạt động như ngắn mạch trong khi điện kháng cảm ứng hoạt động như một mạch hở. Mạch ở sự kết hợp cụ thể của cuộn cảm và tụ điện sẽ trở thành tần số được điều chỉnh hoặc tần số cộng hưởng ở cả điện kháng của điện dung và cảm ứng đều giống nhau & dừng với nhau.
Do đó, đơn giản là sẽ có điện trở trong mạch để chống lại dòng điện và do đó điện áp không thể tạo ra Bộ dao động dịch pha LC dòng điện với sự trợ giúp của mạch cộng hưởng. Vì vậy, dòng điện và điện áp sẽ cùng pha với nhau.
Có thể đạt được dao động liên tục bằng cách cung cấp điện áp cho các thành phần như cuộn cảm và tụ điện. Kết quả là, bộ tạo dao động LC sử dụng mạch LC hoặc mạch bình để tạo ra dao động.
Tần số dao động có thể được tạo ra từ mạch bình hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị cuộn cảm, tụ điện và điều kiện cộng hưởng của chúng. Vì vậy, nó có thể được phát biểu bằng cách sử dụng công thức sau đây.
XL = 2 * π * f * L
XC = 1 / (2 * π * f * C)
Chúng ta biết rằng, khi cộng hưởng, XL bằng XC. Vì vậy, phương trình sẽ trở thành như sau.
2 * π * f * L = 1 / (2 * π * f * C)
Một khi phương trình có thể được rút gọn thì phương trình của Tần số dao động LC bao gồm những điều sau đây.
f2 = 1 / ((2π) * 2 LC)
f = 1 / (2π √ (LC))
Các loại dao động LC
LC bộ dao động được phân thành nhiều loại khác nhau bao gồm những điều sau đây.
Bộ tạo dao động thu được điều chỉnh
Bộ dao động này là một loại dao động LC cơ bản. Mạch này có thể được chế tạo với tụ điện và máy biến áp bằng cách kết nối song song qua mạch thu của bộ dao động. Mạch bể có thể được hình thành bởi tụ điện và chính của máy biến áp. Phần phụ của máy biến áp cung cấp mặt sau một phần dao động được tạo ra trong mạch bể vào đế của bóng bán dẫn. Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Bộ tạo dao động thu được điều chỉnh
Bộ tạo dao động cơ sở được điều chỉnh
Đây là một loại dao động bóng bán dẫn LC ở bất cứ nơi nào mà mạch này nằm giữa hai cực của bóng bán dẫn giống như mặt đất và đế. Mạch điều chỉnh có thể được hình thành bằng cách sử dụng tụ điện và cuộn dây chính của máy biến áp. Cuộn dây nhỏ của máy biến áp được sử dụng làm phản hồi.
Bộ dao động Hartley
Đây là một loại dao động LC bất cứ nơi nào mạch bể chứa một tụ điện và hai cuộn cảm . Tụ điện mắc song song và cuộn cảm mắc nối tiếp thành kiểu mắc nối tiếp. Bộ dao động này được tạo ra bởi Ralph Hartley vào năm 1915. Ông là một nhà khoa học người Mỹ. Tần số hoạt động của bộ tạo dao động Hartley điển hình nằm trong khoảng từ 20 kHz-20MHz. Nó có thể được nhận ra bằng cách sử dụng FET , BJT, ngược lại op-amps . Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Bộ dao động Hartley
Colpitts Oscillator
Đây là một loại dao động khác mà mạch bể có thể được xây dựng với một cuộn cảm và hai tụ điện. Kết nối của các tụ điện này có thể được thực hiện nối tiếp trong khi cuộn cảm có thể được kết nối song song theo hướng kết hợp nối tiếp của tụ điện.
Bộ dao động này được tạo ra bởi các nhà khoa học là Edwin Colpitts vào năm 1918. Dải tần hoạt động của bộ dao động này nằm trong khoảng từ 20 kHz - MHz. Bộ dao động này bao gồm cường độ tần số cao hơn so với bộ dao động Hartley. Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Colpitts Oscillator
Bộ dao động Clapp
Bộ dao động này là một sự thay đổi của bộ dao động Colpitts. Trong bộ dao động này, một tụ điện phụ có thể được mắc nối tiếp về phía cuộn cảm trong mạch bể. Tụ điện này có thể được tạo ra không đồng đều trong các ứng dụng của tần số thay đổi. Tụ điện phụ này ngăn cách hai tụ điện từ các hiệu ứng tham số bóng bán dẫn như điện dung mối nối cũng như tăng cường độ tần số.
Các ứng dụng
Các bộ dao động này được sử dụng rộng rãi để tạo ra các tín hiệu tần số cao do đó chúng còn được đặt tên là bộ tạo dao động RF. Bằng cách sử dụng các giá trị thực tế của tụ điện & cuộn cảm , Có thể tạo ra dải tần số cao hơn như> 500 MHz.
Các ứng dụng của bộ tạo dao động LC chủ yếu bao gồm trong đài phát thanh, truyền hình, hệ thống sưởi cao tần và máy phát RF, v.v ... Bộ tạo dao động này sử dụng mạch bình chứa bao gồm tụ điện ‘C’ và cuộn cảm ‘L’.
Sự khác biệt giữa LC và RC Oscillator
Chúng tôi biết rằng mạng RC cung cấp phản hồi tái tạo và quyết định hoạt động của tần số trong bộ tạo dao động RC. Mỗi bộ dao động mà chúng ta đã thảo luận ở trên sử dụng một mạch bể LC cộng hưởng. Chúng ta biết rằng cách mạch bình này lưu trữ năng lượng trong các thành phần được sử dụng trong mạch như tụ điện và cuộn cảm.
Sự khác biệt chính giữa mạch LC và RC là thiết bị quyết định tần số trong bộ dao động RC không phải là mạch LC. Hãy xem xét, hoạt động của một bộ dao động LC có thể được thực hiện bằng cách sử dụng xu hướng như lớp A hoặc lớp C do hoạt động của bộ dao động trong bể cộng hưởng. Bộ tạo dao động RC nên sử dụng xu hướng lớp A vì xác định thiết bị tần số RC không chứa khả năng dao động của mạch bể.
Vì vậy, đây là tất cả về Dao động LC là gì và độ lệch khi sử dụng mạch. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, những lợi thế của Mạch LC ?
