نوسان ساز هارتلی

علامت‌های اختصاری روی میلگرد را بشناسید

اسیلاتور یا نوسان ساز چیست ?

اسیلاتور به قسمتی از مدارات الکترونیک گفته می شود که خود یک مدار مجزا می باشد و وظیفه آن تولید امواج فرکانس بالا برای حمل امواج حاوی اطلاعات می باشد ، در الکترونیک به عمل سوار کردن موج حامل اطلاعات بر روی موج حامل عمل مدولاسیون گفته می شود که هدف اصلی از این کار افزایش برد فرستنده ها و کاهش طول آنتن ها می باشد ، لذا برای انجام عمل مدولاسیون در مدارات الکترونیک نیاز به موج حامل و موج پیام داریم که موج حامل شامل یک سیگنال فرکانس بالا می باشد که اکثرا سینوسی می باشد ، و این موج توسط مدارات اسیلاتور یا نوسان سازها در مدارات تولید می شود .

انواع اسیلاتور ها

1. نوسان ساز هارتلی – سینوسی
2. نوسان ساز آرمسترانگ – سینوسی
3. نوسان ساز کولپیتس – سینوسی
4. مولتی ویبراتور مونوآستابل ( 1 حالته ) – مربعی
5. مولتی ویبراتور بای آستابل ( دو حالته) – مربعی

کاربرد اسیلاتورها

1 – استفاده برای عمل مدولایون
2 – استفاده برای نوسان سازی رادیویی
3 – استفاده برای مدارات اینورتر ولتاژ
4 – استفاده برای راه اندازی میکروکنترلرها و پردازنده ها
5 – تعیین فرکانس کاری و سرعت پردازنده ها
و . . .

تحلیل و طراحی نوسان ساز آشوب هارتلی مبتنی بر خازن حافظه دار در فرکانس بالا

کنفرانس توسعه پژوهش های نوین در مهندسی برق و کامپیوتر

خرید و دانلود فایل مقاله

با استفاده از پرداخت اینترنتی بسیار سریع و ساده می توانید اصل این مقاله را که دارای 5 صفحه است به صورت فایل PDF و یا WORD در اختیار داشته باشید.

خرید اینترنتی فایل PDF مقاله با قیمت ( 14,000 ) تومان خرید اینترنتی فایل WORD مقاله با قیمت ( 28,000 ) تومان

مشخصات نویسندگان مقاله تحلیل و طراحی نوسان ساز آشوب هارتلی مبتنی بر خازن حافظه دار در فرکانس بالا

چکیده مقاله :

مقاومت حافظه دار یا ممریستور که به عنوان چهارمین عنصر پایه بعد از مقاومت، خازن و سلف معرفی شده است، یکقطعه دو پایه است که در ابعاد مقیاس نانو میشود و مقاومت آن به دامنه، پلاریته و مدت زمان ولتاژ اعمالی به آنبستگی دارد. عناصر دیگری از خانواده عناصر حافظه دار نظیر خازن های حافظه دار و سلف های حافظه دار شناسایی وپیاده سازی شده اند. این المان ها که به قطعات ممریستیو معروف می باشند در مقیاس نانو قابل پیاده سازی بوده و بهراحتی می توان رفتار آنها را با مدارات الکترونیکی شبیه سازی کرد. در این مقاله ابتدا تکنولوژی ساخت و مدلفیزیکی خازن های حافظه دار بررسی شده است سپس از این المان در طراحی اسیلاتور هارتلی فرکانس بالا مبتنی برتکنولوژی ساخت 0.18 میکرون با رفتار آشوبناک استفاده شده است.

کلیدواژه ها:

کد مقاله /لینک ثابت به این مقاله

کد یکتای اختصاصی (COI) این مقاله در پایگاه سیویلیکا ECCIRD01_005 میباشد و برای لینک دهی به این مقاله می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است و به عنوان سند ثبت مقاله در مرجع سیویلیکا مورد استفاده قرار میگیرد:

نحوه استناد به مقاله :

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:

ستوده، فرید و دوستی، مسعود،1395،تحلیل و طراحی نوسان ساز آشوب هارتلی مبتنی بر خازن حافظه دار در فرکانس بالا،کنفرانس توسعه پژوهش های نوین در مهندسی برق و کامپیوتر،تربت جام،https://civilica.com/doc/572800

در داخل متن نیز هر جا که به عبارت و یا دستاوردی از این مقاله اشاره شود پس از ذکر مطلب، در داخل پارانتز، مشخصات زیر نوشته می شود.
برای بار اول: ( 1395، ستوده، فرید؛ مسعود دوستی )
برای بار دوم به بعد: ( 1395، ستوده؛ دوستی )
برای آشنایی کامل با نحوه مرجع نویسی لطفا بخش راهنمای سیویلیکا (مرجع دهی) را ملاحظه نمایید.

مراجع و منابع این مقاله :

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :

• B. B. Cheng, L. Zhong, and X. Jian-Ping, memristor .
• oscillator, " Chin. Phys. B, Vol. 19, No. 3, PP. .
• Strongatz S.H. (1 9 94), Nonlinear dynamics and chaos, "Library .
• L. O. Chua, _ Memristor-The Missing Circuit Element, " IEEE .
• D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, and .
• found, " Nature, 453, PP. 80-83, 2008. .
• C. Yakopcic, E. Shin, T. M. Taha, G. Subramanyam, P. .
• Devices, " International Joint Conference _ Neural Networks (ICNN), PP. .
• C. Yakopcic, T. M. Taha, G. Subramanyam, E. Shin, P. .
• Processing: an Adaptive Coded Aperture Imaging and Sensing Opportunity, " .
• S. H. Jo, T. Chang, I. Ebong, B. B. Bhadviya, .
• M.J. JANG, "Sliding Mode Control of Chaos in Circuit .
• International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 12, No. 6, .
• B. B. Cheng, L. Zhong, and X. Jian-Ping, memristor .
• oscillator, " Chin. Phys. B, Vol. 19, No. 3, PP. .
• Y. Ho, G. M. Huang, and P. Li, "Dynamical Properties .
• Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, Vol. 58, .
• S. H. Jo, and W. Lu, :CMOS Compatible Nanoscale Nonvolatile .
• Y. N. Joglekar, and S. J. Wolf, "The elusive memristor: .

مدیریت اطلاعات پژوهشی

اطلاعات استنادی این مقاله را به نرم افزارهای مدیریت اطلاعات علمی و استنادی ارسال نمایید و در تحقیقات خود از آن استفاده نمایید.

نوسان ساز هارتلی

علامت‌های اختصاری روی میلگرد را بشناسید

همه چیز در مورد کیست ساده کلیه

شماره ۵۷ نشریه فرهنگی آموزشی و تخصصی ناظر امین منتشر شد

دابسمش جنجالی ناهید کیانی قهرمان تکواندو با آهنگ تتلو + فیلم

حمله اغتشاشگران به یک بانوی محجبه‌ با شعار زن، زندگی، آزادی! + فیلم

لیست قیمت تورهای استانبول از سراسر ایران

تکنولوژی شگفت انگیز LDM در حیطه زیبای و درمانی پوست

چطور رپورتاژ آگهی تاثیرگذار بنویسیم؟

معرفی متخصص جراحی زانو در تهران

گوناگون

درمان بیماری فک و صورت، با دکتر علیرضا امیرسیف‌الدینی

!متخصص جراحی پلک و هر آنچه لازم است بدانید

خرید ویلا در شمال با قیمت مناسب

انواع مدارات نوسان ساز

به طور کلی در مدارات فرستنده رادیویی یا نوسان ساز، قسمت اصلی مدار که وظیفه اش ساختن نوسان می باشد یا شامل سیم پیچ و خازن می باشد (lc) و یا شامل کریستال است که فرکانس نوسان سازهای کریستالی دقیق تر و ثابت تر هستند.

در قسمت تقویت کننده ها ی مدارات نوسان ساز یا از ترانزیستور استفاده می شود، یا از گیت های منطقی (لاجیک) و یا از تقویت کننده عملیاتی (آی.سی های آپ امپ) استفاده می شود.

نقشه شماتیک مدار نوسان ساز با کریستال

نقشه شماتیک مدار نوسان ساز با سیم پیچ و خازن

نوسان ساز های ترانزیستوری

نوساتن ساز های ترانزیستوری عمدتا به 3 دسته زیر تقسیم می شوند:

نوسان ساز آرمسترانگ

این نوع نوسان ساز به نام مخترع آن یعنی آرمسترانگ، نامگذاری شده و از قدیمی ترین نوع نوسان سازها به شمار می رود. در نوسان ساز هارتلی این نوسان ساز، یک مدار lc، به عنوان نوسان کننده و یک ترانزیستور به عنوان تقویت کننده و یک فیدبک که به صورت کوپلاژ ترانس (انتقال دهنده ترانسی) می باشد، به کار رفته است و موج تقویت شده از کلکتور، برای جلوگیری از میراشدن نوسانات سیم پیچ به مدار lc برگشت داده می شود.در این نوسان ساز، جهت سیم پیچ های L1 و L2 طوری است که اختلاف فاز در ولتاژ القا شده، ایجاد می شود و معمولا روی یک هسته، پیچیده می شوند. مقدار فرکانس ساخته شده با فرمول زیر محاسبه می شود.

که F فرکانس بر حسب هرتز و L1 مقدار سیم پیچ بر حسب هانری و C1 مقدار خازن بر حسب فاراد می باشد.

مدار عملی یک نوسان ساز ساده هارتلی

مدار زیر یک نوسان ساز با سیم پیچ سه سر می باشد که سیم پیچ های مدار، کادر آنتن سه سر یک رادیوی موج متوسط (MW) می باشد. چنان چه، نقاط B و A به یک گوشی کریستالی وصل شوند، صدای سوت شنیده می شود. همچنین اگر یک رادیوی MW را روشن نمایید، می توانید با تغییر واریابل رادیو، صدای سوت را بر روی رادیو نیز بشنوید.

نوسان ساز کولپیتس

این نوسان ساز شبیه هارتلی است با این فرق که در مدل LC آن به جای ترانس با سروسط، از خازن با سروسط (2 خازن به هم سری شده) استفاده می شود که در نتیجه، سیم پیچ L1 و خازن C1، مدار Lcرا تشکیل می دهند.

با وصل ولتاژ به مدار، جریانی در ترانزیستور برقرار می شود. افت ولتاژ روی کلکتور از طریق C4 به مدار Lc فیدبک شده و مدار Lc را تحریک می کند. نوسانات ایجاد شده در مدار Lc بین C1 و C2 تقسیم شده و افت روی C1 به بیس از طریق C3 کوپلاژ می شود و سیگنال تقویت شده از طریق C4 روی C2 برگشت داده می شود. در این مدار هم چون امیتر مشترک است،اختلاف فاز بین موج ورودی و خروجی داریم. از طرفی، چون وسط دو خازن شاسی شده صفحه پایین C2 با صفحه بالای C1 هم اختلاف فاز دارند، لذا موج ورودی و خروجی هم فازند.

مقدار فرکانس از فرمول زیر محاسبه می شود که C بر حسب فاراد و L بر حسب هانری می باشد.

اسیلاتور در الکترونیک چیست؟

اسیلاتور چیست؟ اسیلاتور یا نوسان‌ساز به قسمتی از مدارات الکترونیک گفته می‌شود که خود یک مدار مجزا می‌باشد و وظیفه آن تولید امواج فرکانس بالا برای حمل امواج حاوی اطلاعات می‌باشد، در الکترونیک به عمل سوار کردن موج حامل اطلاعات بر روی موج حامل عمل مدولاسیون گفته می شود که هدف اصلی از این کار […]

اسیلاتور چیست؟

اسیلاتور یا نوسان‌ساز به قسمتی از مدارات الکترونیک گفته می‌شود که خود یک مدار مجزا می‌باشد و وظیفه آن تولید امواج فرکانس بالا برای حمل امواج حاوی اطلاعات می‌باشد، در الکترونیک به عمل سوار کردن موج حامل اطلاعات بر روی موج حامل عمل مدولاسیون گفته می شود که هدف اصلی از این کار افزایش برد فرستنده‌ها و کاهش طول آنتن ها می‌باشد، لذا برای انجام عمل مدولاسیون در مدارات الکترونیک نیاز به موج حامل و موج پیام داریم که موج حامل شامل یک سیگنال فرکانس بالا می باشد که اکثرا سینوسی می باشد ، و این موج توسط مدارات اسیلاتور یا نوسان سازها در مدارات تولید می شود .

انواع نوسان ساز هارتلی اسیلاتورها

نوسان ساز هارتلی – سینوسی
نوسان ساز آرمسترانگ – سینوسی
نوسان ساز کولپیتس – سینوسی
مولتی ویبراتور مونوآستابل ( 1 حالته) – مربعی
مولتی ویبراتور بای آستابل ( دو حالته) – مربعی

کاربرد اسیلاتور

1 – استفاده برای عمل مدولایون
2 – استفاده برای نوسان سازی رادیویی
3 – استفاده برای مدارات اینورتر ولتاژ
4 – استفاده برای راه اندازی میکروکنترلرها و پردازنده ها
5 – تعیین فرکانس کاری و سرعت پردازنده ها
و …

اسيلاتور كريستالي

اسيلاتور كريستالی، مداري الكترونيكي است كه از رزونانس مكانيكي يك كريستال در حال لرزش پيزو الكتريكي بهره مند می‌شود تا سيگنال الكتريكي با فركانسی با دقت بالا به وجود آورد. اين فركانس معمولا براي داشتن حسی از زمان مثل در ساعت هاي مچي كوارتز استفاده مي شود تا سيگنال ساعتي پايدار براي مدارت مجتمع ديجيتال فراهم كند. همچنین فركانس ها را در فرستنده هاي راديويي پايدار كند.

استفاده از تقويت كننده و فيدبك فرمی با دقت بالا از يك اسيلاتور الكترونيكي است. به كريستال استفاده شده در اسیلاتور كريستال زمان سنج گفته مي شود. بعضی اوقات در دياگرام هاي شماتيكي، كريستال را با XTAL نمايش مي دهند.

كريستال هایی براي اهداف زمان سنجی

تقريبا هر چيزي كه از مواد الاستيك ساخته شده مي تواند مانند كريستال مورد استفاده قرار گيرد، با ترنسديوسرهاي (مبدل ها) متناسب، زيرا تمامي اجسام داراي فركانس رزونانس طبيعي لرزش هستند. براي مثال، فولاد الستيسيته بالايي دارد و سرعت صوت در آن بالاست. اين اغلب در فيلترهاي مكانيكي، قبل از كوارتز، استفاده مي شد. فركانس رزونانس به اندازه، شكل، الاستيسيته و سرعت صوت در آن ماده بستگي دارد. كريستال هاي فركانس بالا معمولا به شكل صفحه مستطيلي ساده اي بريده مي شوند. كريستال هاي فركانس پايين، مثل آن هايي كه در ساعت هاي ديجيتالي استفاده مي شود، به شكل يك دياپازون بريده مي شوند. براي كاربردهايي كه زمان سنجي بسيار دقيقي نمي خواهند از يك رزونانس كننده سراميكي ارزان به جاي كريستال كوارتز استفاده مي شود.

وقتي كه يك كريستال كوارتز به طور صحيح بريده و سوار شد، مي توانيم با قرار دادن آن در يك ميدان الكتريكي (اعمال ولتاژ به الكترودي نزديك يا روي كريستال) باعث خم شدن آن شويم. اين ويژگي به نام پيزوالكتريك بودن (piezoelectricity) معروف است. وقتي ميدان برداشته شود، كوارتز با بازگشت به شكل اوليه اش يك ميدان الكتريكي توليد مي كند كه اين مي تواند يك ولتاژ توليد كند. اين رفتار كريستال كوارتز شبيه مداري متشكل از يك سلف، خازن و مقاومت (RLC Circuit) با فركانس رزونانسي دقيق است.

كوارتز مزيت ديگري نيز دارد و آن كم بودن تغييرات اندازه آن با تغييرات دما است. لذا فركانس رزونانس صفحه ي مان كه به اندازه ي آن وابسته است، تغيير چنداني نمي كند. اين يعني كه ساعت كوارتز، فيلتر يا اسيلاتر دقيق خواهد ماند. براي كاربردهاي حساس اسيلاتور كوارتز در ظرفي كه دماي آن كنترل شده است (به نام اجاق كريستال crystal oven) سوار مي شود، و همچنين مي تواند روي جذب كننده هاي ضربه shock absorbers ، كه براي جلوگيري از اختلال هايي كه ناشي از لرزش هاي مكانيكي خارجي است، قرار بگيرد.

كريستال هاي كوارتز زمان سنجي براي فركانس هاي از ده ها كيلوهرتز تا ده ها مگاهرتز ساخته مي شوند. سالانه بيشتر از دو ميليارد (2×109) كريستال توليد مي شود. اكثر آن ها براي استفاده در ساعت هاي مچي، ساعت ها، و مدارات الكترونيكي هستند. هر چند، كريستال كوارتز داخل ابزارهاي تست و اندازه گيري مثل شمارنده ها، سيگنال ژنراتورها و اسيلوسكوپ ها نيز پيدا مي شود.

كريستال ها و فركانس

مدار اسيلاتور كريستالي نوسان را با گرفتن سيگنال ولتاژي از رزونانس كننده ي كوارتز، تقويت آن و فيدبك كردن آن به رزونانس كننده، نگه مي دارد. سرعت خم و راست شدن كوارتز فركانس رزونانس است و توسط برش اندازه كريستال تعيين مي شود.

يك كريستال معمول زمان سنجي از دو صفحه ي رسانا با يك برش (slice) يا دياپازوني از كريستال كوارتز كه بين آنها ساندويچ شده تشكيل شده است. هنگام راه اندازي به مدار حول كريستال سيگنال نويز اتفاقي ac اعمال مي شود و كاملا بسته شانس كسر اندكي از آن در فركانس رزونانس كريستال خواهد بود. بنابراين كريستال شروع به نوسان كردن همگام با آن سيگنال مي كند.

اسيلاتور سيگنال خروجي از كريستال را تقويت مي كند و لذا فركانس كريستال محكم تر مي شود و سرانجام خروجي غالب اسيلاتور را شامل مي شود. فركانس طبيعي در مدار و در كريستال كوارتز تمام فركانس هاي ناخواسته را فيلتر مي كند.

يكي از مهمترين خصوصيات اسيلاتورهاي كريستالي كوارتز اين است كه نويز در فاز بسيار كمي نشان مي دهند. به زباني ديگر سيگنال توليدي آن ها يك تون خالص (pure tone) است. اين آن ها را در مخابرات پر كاربرد مي كند، جايي كه سيگنال هاي پايدار مورد نياز هستند. و همچنين در وسايل علمي كه مرجع دقيق زماني مورد نياز است.

فركانس خروجي يك اسيلاتور كوارتز يا فركانس اصلي رزونانس آن يا يك ضريبي از فركانس رزونانس آن به نام فركانس اور تون (overtone) است.

Q (ضريب كيفيت) معمول براي يك اسيلاتور كوارتز بين 10^4 تا 10^6 تغيير مي كند. Q ماكزيمم براي يك اسيلاتور كوارتز بسيار پايدار مي تواند به اينگونه تقريب زده شود كه f فركانس رزونانس به MHz است: Q = 1.6 × 107/f

تغييرات محيطي دما، رطوبت، فشار و لرزش مي تواند فركانس رزونانس يك كريستال كوارتز را تغيير دهد اما طراحي هاي گوناگوني وجود دارند كه اين اثرهاي محيطي را كاهش مي دهند. اين ها شامل TCXO، MCXO و OCXO هستند مه در يادداشت توضيح داده شده اند. اين طرح ها (به ويژه OCXO) وسايلي با پايداري كوتاه مدت عالي ايجاد مي كنند. محدوديت هايي كه در پايداري كوتاه مدت وجود دارد عمدتا به دليل نويز اجزاي الكترونيكي در مدار اسيلاتور است. پايداري بلند مدت با پيري كريستال محدود مي شود.

به دليل پيري و فاكتورهاي محيطي چون دما و لرزش، نگه داشتن فركانس آنها درون يك از 10^-10 فركانس نامي آن ها، حتي براي بهترين اسيلاتورهاي كوارتز، بدون تنظيم مستمر بسيار سخت خواهد بود. به همين علت اسيلاتورهاي اتمي (atomic oscillators) براي كاربردهايي كه نياز به پايداري و دقت بهتري دارند نوسان ساز هارتلی استفاده مي شوند.

اگر چه كريستال ها مي توانند براي هر فركانس رزونانسي ساخته شوند، به دليل محدوديت هاي فني، در عمل مهندسان مدار اسيلاتور كريستالي در حوالي فركانس هاي استاندارد كمي طراحي مي كنند مانند 10MHz، 20MHz و 40MHz. استفاده از مدار هاي مقسم فركانس، چند برابر كننده ي فركانس و phase locked loop براي سنتز كردن (ساختن) هر فركانس دلخواه از فركانس مرجع امكان پذير است.

مراقب باشيد و تنها از يك اسيلاتور كريستالي در طراحي مدارات خود استفاده كنيد تا از وقوع نمونه هاي ظريفي از خطاهاي خودپايداري در الكترونيك (metastability in electronics) جلوگيري كنيد. اگر اين ممكن نيست تعداد كريستال اسيلاتورهاي مجزا (PLLها) و دامنه هاي ساعتي متحد با آن هاي بايستي به شدت كم شوند با تكنيك هايي چون نصف كردن كلاك (Clock) موجود به جاي استفاده از يك منبع جديد كريستالي. هر منبع مجزاي كريستالي بايد دقيقا توجيه شود زيرا هر كدام حالت هاي خطاي محتمل غير قابل رفعي را به علت برهم كنش چند كريستالي در وسيله، ايجاد مي كنند.

اسیلاتور در مدار موبایل

در یک تلفن همراه، مدارهای فرستنده و گیرنده حاوی اسیلاتور، سیگنال‌های فرکانس رادیویی تولید می‌کنند و سپس توسط آنتن تلفن به امواج الکترومغناطیسی ورودی و خروجی تبدیل می‌شوند. نوسانگرهای فعلی مبتنی بر سیلیکون هستند و از بار الکترون برای ایجاد امواج مایکروویو استفاده می کنند.

اسیلاتور کریستالل موجود در تلفن همراه برای ایفای نقش در آن، هنگامی که استفاده از تلفن همراه پس از مدتی یا در طول عمر تلفن همراه به طور تصادفی سقوط کرد، باعث عدم برخورد زمین یا برخورد مشابه نمایش زمان می شود، در این حالت، کریستال تلفن همراه نقش خواهد داشت.

به طور کلی تعمیرات اسیلاتور کاری تخصصی به شمار می‌رود؛ داشتن تجربه در این زمینه بسیار مهم طلقی می‌شود. مجموعه دکتربرد برگزار کننده دوره های آموزش ی مختلف شامل دوره آموزشی تعمیرات موبایل و تبلت ، همراه با ارائه مدارک بین المللی هنرجویان می‌باشد. در صورت تمایل به شرکت و دریافت اطلاعات بیشتر با مشاورین ما در تماس باشید.