Oszillatoren sind die elektronischen Schaltkreise, mit denen Wellenformen ohne Eingangssignal erzeugt werden. Wellenformen wie Sinuswellen, Cosinuswellen, Dreieckswellen, Pulswellen usw. werden unter Verwendung einer Oszillatorschaltung erzeugt. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von elektronischen Oszillatoren - die linearen Oszillatoren und die Relaxationsoszillatoren. Die linearen Oszillatoren werden verwendet, um die sinusförmigen Wellenformen zu erzeugen, während die Relaxationsoszillatoren verwendet werden, um die nicht sinusförmigen Wellenformen zu erzeugen. Der Relaxationsoszillator besteht aus einer Rückkopplungsschleife mit einer Schaltvorrichtung wie einem Transistor, einem Operationsverstärker, einem Relais usw., die den Kondensator wiederholt über einen Widerstand auflädt und entlädt. In UJT Relaxation Oscillator wird UJT als Schaltgerät verwendet.
Was ist ein UJT-Relaxationsoszillator?
Um Wellenformen ohne Eingangssignal zu erzeugen, verwenden wir Oszillatoren. Relaxationsoszillatoren sind die Schaltkreise, die die nicht sinusförmigen Wellenformen erzeugen. Diese Oszillatoren bestehen aus einer Rückkopplungsschleife mit einer Schaltvorrichtung, die einen Kondensator über einen Widerstand auflädt und entlädt, bis er den Schwellenwert erreicht. Hier hängt die Periode des Oszillators von der Zeitkonstante des Kondensators ab. Im UJT-Relaxationsoszillator wird UJT als Schaltgerät verwendet, das den Kondensator lädt und entlädt.
UJT-Eigenschaften und Relaxationsoszillator
Um die Funktionsweise von UJT im Relaxationsoszillator zu verstehen, ist es wichtig, die Eigenschaften des UJT zu kennen. UJT ist die Kurzform für UniJunction Transistor. Es ist ein Gerät mit drei Anschlüssen, das als EIN-AUS-Schalttransistor verwendet wird. Diese werden unter Verwendung von Halbleitermaterial vom P- und N-Typ konstruiert und bilden einen einzelnen PN-Übergang im Kanal vom N-Typ der Vorrichtung. Es hat unidirektionale Leitfähigkeit und negative Widerstandseigenschaften. Es wirkt unter Ausfallbedingungen als variabler Spannungsteiler. Hier wird das Material vom P-Typ in den Siliziumkanal vom N-Typ eingeschmolzen. Der N-Typ-Kanal des UJT fungiert als Hauptstromkanal mit zwei äußeren Verbindungen Base1 und Base2. Das Material vom P-Typ bildet die Emitterverbindung.
UJT Relaxationsoszillator
In UJT ist der Emitteranschluss E in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Hier gibt das intrinsische Abstandsverhältnis das Widerstandsverhältnis von RB1 zu RB2 an, das mit η bezeichnet ist. η-Werte reichen von 0,5 bis 0,8.
η = RB1 / (RB1 + RB2)
UJT wird ausgeschaltet, wenn eine kleine Eingangsspannung abzüglich der Spannung an RB1 an den Emitteranschluss angelegt wird. Wenn der Emitter-Anschluss mit einer Spannung angelegt wird, die größer als die Spannung am RB1 ist, wird das Gerät in Vorwärtsrichtung vorgespannt und beginnt zu leiten.
UJT Relaxation Oscillator Schaltplan
Der UJT-Relaxationsoszillator besteht aus einer UJT-Schaltung, deren Emitter mit einem Widerstand und einem Kondensator verbunden ist. Das Timing der Ausgangswellenform wird unter Verwendung der RC-Zeitkonstante bestimmt. Die Versorgungsspannung VBB wird an die Schaltung angelegt. Der Kondensator beginnt über den Widerstand R1 zu laden.
UJT RelaxationsoszillatorTheorie
Wenn sich der Kondensator auf den Schwellenwert des UJT auflädt, wird UJT eingeschaltet und der Kondensator beginnt sich zu entladen. Der Kondensator entlädt sich über den Widerstand R2. Der Kondensator entlädt sich, bis die Spannung auf den Talpunkt des UJT abfällt, wo der UJT ausgeschaltet wird und der Kondensator wieder aufgeladen wird. Die an R2 gesammelte Ausgangsspannung bildet die nicht sinusförmige Wellenform. Die Spannungswellenform wird erzeugt, wenn sich das UJT im EIN-Zustand befindet.
Anfangs ist die Spannung am Kondensator Vc = 0. Der Kondensator beginnt über den Widerstand R1 zu laden, V = V0 (1- e1 / R.1C.). Der Kondensator lädt sich weiter auf, bis der UJT eingeschaltet wird, wo er sich über den Widerstand R2 zu entladen beginnt.
Dieser Lade- und Entladevorgang wird fortgesetzt. Die Spannung über dem Kondensator, wenn sie in der Grafik dargestellt ist, zeigt eine Sweep-Wellenform. Das kontinuierliche Laden und Entladen des Kondensators hat eine Wobbelwellenform über den Kondensator erzeugt. Somit erzeugt der Ausgang des Relaxationsoszillators kontinuierliche nicht sinusförmige Wellenformen.
Wellenform des Relaxationsoszillators über den Entladungswiderstand erhalten wird auch ein kontinuierliches Relaxations- und Wechselstromsignal erzeugt. Die Entspannung wird verursacht, wenn das UJT ausgeschaltet wird und das Wechselstromsignal erzeugt wird, wenn das UJT eingeschaltet wird.
Beim Entwurf dieses Relaxationsoszillators sind einige Entwurfsparameter zu berücksichtigen. Die Zeitdauer der Ausgangswellenform in Abhängigkeit von der Zeitkonstante RC wird als T = R2C log (1/1-η) angegeben, während die Frequenz als 1 / T dargestellt wird. Da die Ladegeschwindigkeit des Kondensators vom Widerstandswert von R1 abhängt, kann der effiziente Widerstandswert von R1 als R1 = 10 gewählt werden4/ η VBB, VBB ist die Versorgungsspannung. Die Entladewerte des Kondensators hängen vom Widerstandswert von R2 ab. Also R.Max= (VBB -Vp)/ICHpund R.Mindest= (VBB - V.v)/ ICHv. wo V.pund ichpsind die Spitzenspannung und der Spitzenstrom von UJT. V.vund ichvsind die Talspannung und der Talstrom von UJT.
Anwendungen
Das UJT-Relaxationsoszillatoranwendungen sind
Der Relaxationsoszillator bleibt einige Zeit in Ruheposition und erzeugt Wechselstromsignale. Diese Oszillatoren erzeugen niederfrequente Signale. Der UJT-Relaxationsoszillator wird im Funktionsgenerator verwendet, um Wobbelsignale, elektronische Piepser, SMPS, blinkende Lichter, zu erzeugen. Spannungsgesteuerte Oszillatoren , Wechselrichter usw ..
Vorteile und Nachteile
Das UJT Relaxationsoszillator Vorteile und Nachteile sind
Die negative Widerstandscharakteristik des UJT verleiht dem UJT-Relaxationsoszillator einen Vorteil. UJT erfordert einen niedrigen Auslösestromwert. Es ist kostengünstig und ein Gerät mit geringer Leistungsaufnahme. UJT hat eine stabile Auslösespannung.
Die Nachteile des UJT-Relaxationsoszillators bestehen darin, dass sie instabil sind und für die guten Steuerungsmerkmale komplexe Schaltungen erfordern.
Der UJT-Relaxationsoszillator kann als Impulsgenerator verwendet werden, wenn die Spannung am Entladungswiderstand verwendet wird. Durch Anschließen eines Potentiometer An der Stelle des Ladewiderstands R1 können Sägezahnwellenformen mit unterschiedlichen Frequenzbereichen über den Kondensator erhalten werden. Impulse mit unterschiedlichem Frequenzbereich können über den Entladungswiderstand erhalten werden, wenn ujt Relaxationsoszillator-Experiment mit unterschiedlichen Werten von Kondensator und Widerstände R1 und R2.
Das mathematische Modell der Entspannung Oszillator wird in vielen Bereichen der Wissenschaft verwendet, um die dynamischen Systeme zu analysieren, die nichtlineare Schwingungen erzeugen. Am Ausgang eines Relaxationsoszillators gibt es nur einen einzigen Rampe das nimmt den gesamten Zeitraum in Anspruch. Hier ist die Spannung über dem Kondensator eine Sägezahnwelle, während der Strom durch UJT ist eine Folge von kurzen Impulsen. Was ist die Spitzenspannung von UJT?
