Osilatör Çıkış Eğrileri

Elektronik iletişim sistemlerinde ve otomasyonda kare, sinüs, üçgen ve testere dişi dalgalar vardır. Bazı durumda birden fazla tip sinyal kullanmak ve bunları birbirine senkronize etmek gereklidir. Bundan dolayı istenen işleme uygun bir sinyal üretimine ihtiyaç vardır.

Osilatör Ne İşe Yarar?

Osilatörler; elektrik sinyalleri üreten, geri beslemeli amplifikatör (yükseltici) devreleridir. Başka bir tanımla, kendi kendine sinyal üretebilen elektronik elemandır. Elektronik devrelerde gömülü sistemlerde, bu dalga şekillerini osilatör yardımıyla elde ederiz. Osilatör, bir yükseltgeç aracılığı ile verdiği çıktıyı girdi olarak geri alır. Buna pozitif geri besleme denir. Bu sayede sinyal her defasında kendini yenilemiş olur.

Osilatörler bir kez harekete geçirildikten sonra bir AC çıkış sinyali üretir. Bu AC sinyalinin küçük bir bölümü geri besleme ile yükseltilir. Giriş sinyali yükseltilerek çıkışa gelir ve aynı süreç tekrar eder. Oluşan bu sürece tekrar üretimli süreç denir. Çıkış sinyali giriş sinyaline, giriş sinyali de çıkış sinyaline bağlıdır.

Osilatörün çalıştığı frekans kuvars kristali ile tespit edilir. Örneğin; düşük frekans osilatörleri (LFO) 0.1 Hz ile 10 Hz arasında dalgalar üretirler. Yüksek frekanslı kristal osilatör (100 kHz-100 GHz) (RF osilatör) vardır. Osilatörler DC güç kaynağından aldığı DC gerilimi istenilen frekansa dönüştürür. Doğru akım cihazından aldığı akımı,  başka bir devreyi yüksek güçte beslemek için AC akıma çeviren osilatörler ise invertördür. Yani güç çeviricidir.

Osilatör Özellikleri 

Bir osilatör devresinin oluşturduğu sinyallerin veya osilasyonların (titreşim salınım) devam edebilmesi için;

• Yükseltme
• Pozitif Geri Besleme
• Frekansa Bağlı Olma

Osilatör Devresi Blok Şeması

Osilatör Nasıl Çalışır?

Osilatörün nasıl çalıştığı basit bir devrede anlatılabilir. Bunun için bir kondansatör (kapasitör) ve bobin (indüktör) devrede birbirine bağlamak gerekir. Kondansatör ve bobinin enerji depoladığını biliyoruz. İndüktör de manyetik alanda enerji depolar.

Kondansatör şarj ettikten sonra devreyi seri olarak tamamlayan bir indüktör eklenir. Kondansatör enerjisini indüktöre aktarmaya başlar ve indüktör üzerinde bir manyetik alan oluşur. Kondansatörün enerjisi bittiğinde indüktör, devreden akan akımın devam etmesini sağlar ve kondansatörün diğer tabakasını şarj eder.

Bu kez de indüktörün manyetik alanı söndüğünde, kondansatör ters polarize olmuş bir biçimde yeniden şarj edilir. Bu döngü aynı pozitif geri beslemede olduğu gibi uzun bir süre devam eder. Ancak kabloda oluşan direnç kaybı vs bazı nedenlerden dolayı bir süre sonra durur.

Osilatör Blog Diyağramı

Bir osilatör devresinde çıkışın bir miktarının şekildeki gibi girişe geri beslenmesi gereklidir. Geri besleme, sistemde yüksek seviyeden alçak seviye noktasına enerji transferidir. Diğer bir tanımlama ile çıkışın girişe yeniden uygulanmasıdır. Geri besleme girişi arttırıcı yönde pozitif, azaltıcı yönde ise negatif geri beslemedir. Osilasyonların devamlılığını sağlamak ve devre kayıplarını önlemek için pozitif geri besleme olmalıdır. Osilatörün belirlenecek bir frekansta osilasyon yapması için bir frekans tespit ediciye ihtiyaç vardır.

Osilatördeki geri besleme, frekans tespit edici devredeki zayıflamayı dengeler.  Rezonans devresi ise, frekans tespit edici devre diğer veya filtre devresidir. İstenen sinyalleri geçirir, istenmeyenleri bastırır. Rezonans devreleri bobin ve kondansatör veya direnç ve kondansatör elemanlarından oluşur. Bu elemanların isimleriyle anılır. Osilatör çıkışındaki sinyalin genlik ve frekansının sabit tutulabilmesi için osilatör devresindeki yükseltecin pozitif geri besleme için yeterli kazancı sağlaması gerekir.

Osilatör Çeşitleri

• Sinüzoidal osilatörler (harmonik osilatör)
• Sinüzoidal olmayan (gevşeme osilatörü) osilatörler olmak üzere iki gruba ayrılır.

Osilatör Kullanım Alanları 

Osilatörler kontrol sistemlerinde ve televizyon, radyo, telsiz, AM alıcılar, AM vericiler, FM alıcılar ve FM vericiler gibi sistemlerde ve daha çok elektronik-haberleşme   sistemlerinde ve otomasyon sistemlerinde kullanılır. Ayrıca video oyunlarda sesleri üretmek için de kullanılan osilatör kullanılır.

Elektriksel iletişim ve dalga şeklinde devamlı oluşan değişmeleri meydana getirir. Bunun çıkış dalga şekli sinüs, üçgen, kare dalga gibi düzenli aralıklarla tekrarlanan bir dalga şekli olabilir. Kendi giriş sinyalini kendi sağlayan bir yükselteç devresidir. Osilatör çeşitleri oluşturdukları dalganın yapısına ve frekansına göre çeşitlilik gösterir. Fiyatlar da bu özelliklere değişmektedir.

Osilatörlerde Frekans Kayması

Osilatörlerde aranan en önemli özellik frekans kararlılığıdır. Frekans kayması diğer bir ifade ile frekansta oluşan istenmeyen değişimler, kontrol sistemlerinde çok önemli hatalara neden olur. Frekans kaymasının sebepleri;

• Besleme gerilimindeki değişmeler
• Mekanik sarsıntılar
• Isı değişimi
• Yük değişimi

Osilatör firmaları tarafından osilatör tasarımları yapılırken bu faktörlere karşı gereken önlemler alınmalıdır. Frekans kayması olabildiğince engellenmelidir.

Osilatör Arızaları 

Osilatörde arıza giderme işleminde arızalı osilatör çıkış sinyali, hiç olmaması veya hatalı olması şeklinde tanımlanabilir. Yapılacak işlemler şunlardır;

Enerji Kontrolü: Arızalı bir devre de gereken enerjinin olup olmadığını kontrol edilir. Enerji kablosunun prize takılı ve sigortanın yanmamış olmasına bakılır. Batarya (pil), kullanılan sistemlerde ise bataryanın dolu ve çalışır durumda olduğunun kontrolü yapılır.

Duyussal Kontrol: Örneğin, yanık bir direnç, kopmuş teller, zayıf lehim bağlantıları, kötü bakır yollar ve atmış sigortalar genelde görülebilir. Elemanların arızalanması sırasında veya hemen sonra devrenin yanında iseniz çıkan dumanı koklayarak kontrol edebilirsiniz.

Eleman Değiştirme (yedek eleman kullanmak): Bu yöntem hatalara dayalı tahmin yürütme eğitimine, tecrübesine bağlıdır. Devrenin çalışması hakkındaki bilgiye dayanır. Belli arızaları, kusurlu devrede belli elemanlar gösterir. Bu yöntemi kullanarak şüpheli elemanı değiştirebilir ve devrenin düzgün çalışıp çalışmadığını test edebilirsiniz.

Sinyal İzleme: Bu arıza giderme yöntemi en fazla kullanılanı ve en etkili olanıdır. Temel olarak yapılacak işlem, osilatör devresinde veya sistemde izlediğimiz sinyalin nerede kaybolduğunu veya yanlış, farklı bir sinyalin ilk görüldüğü yeri tespit etmektir.