Gli oscillatori sono i circuiti elettronici utilizzati per generare forme d'onda senza utilizzare alcun segnale in ingresso. Forme d'onda come onde sinusoidali, onde coseno, onde triangolari, onde impulsive, ecc. Vengono generate utilizzando un circuito Oscillatore. Fondamentalmente ci sono due tipi di oscillatori elettronici: gli oscillatori lineari e gli oscillatori di rilassamento. Gli oscillatori lineari vengono utilizzati per generare le forme d'onda sinusoidali mentre gli oscillatori di rilassamento vengono utilizzati per generare le forme d'onda non sinusoidali. L'oscillatore di rilassamento è costituito da un anello di feedback con un dispositivo di commutazione come un transistor, amplificatore operazionale, relè, ecc. Che carica e scarica ripetutamente il condensatore attraverso un resistore. In UJT Relaxation Oscillator, UJT viene utilizzato come dispositivo di commutazione.

Cos'è l'oscillatore di rilassamento UJT?

Per generare forme d'onda senza utilizzare alcun segnale in ingresso, utilizziamo gli oscillatori. Gli oscillatori di rilassamento sono i circuiti che producono le forme d'onda non sinusoidali. Questi oscillatori sono costituiti da un anello di feedback con un dispositivo di commutazione, che carica e scarica un condensatore attraverso un resistore fino a raggiungere il valore di soglia. Qui, il periodo dell'oscillatore dipende dalla costante di tempo del condensatore. In UJT Relaxation Oscillator, UJT viene utilizzato come dispositivo di commutazione che carica e scarica il condensatore.

Caratteristiche UJT e oscillatore di rilassamento

Per comprendere il funzionamento di UJT nell'oscillatore a rilassamento è importante conoscere le caratteristiche dell'UJT. UJT è la forma abbreviata di UniJunction Transistor. È un dispositivo a tre terminali utilizzato come transistor di commutazione ON-OFF. Questi sono costruiti utilizzando materiale semiconduttore di tipo P e N, formando un'unica giunzione PN nel canale di tipo N del dispositivo. Ha conducibilità unidirezionale e caratteristiche di resistenza negativa. Agisce come partitore di tensione variabile durante le condizioni di guasto. Qui, il materiale di tipo P è fuso nel canale di silicio di tipo N. Il canale di tipo N dell'UJT funge da canale di trasporto di corrente principale con due connessioni esterne Base1 e Base2. Il materiale di tipo P forma la connessione dell'emettitore.

Oscillatore di rilassamento UJT

In UJT il terminale di emettitore E è polarizzato in avanti. Qui, il rapporto intrinseco stand-off indica il rapporto resistivo di RB1 a RB2, indicato con η. I valori di η vanno da 0,5 a 0,8.

η = RB1 / (RB1 + RB2)

UJT viene disattivato quando una piccola tensione di ingresso, meno la tensione su RB1, viene applicata al terminale dell'emettitore. Quando il terminale dell'emettitore viene applicato con una tensione maggiore della tensione attraverso l'RB1, il dispositivo viene polarizzato in avanti e inizia a condurre.

Schema del circuito dell'oscillatore di rilassamento UJT

L'oscillatore di rilassamento UJT è costituito da un circuito UJT con il suo emettitore collegato a un resistore e un condensatore. La temporizzazione della forma d'onda di uscita viene determinata utilizzando la costante di tempo RC. La tensione di alimentazione VBB viene applicata al circuito. Il condensatore inizia a caricarsi attraverso il resistore R1.

Oscillatore di rilassamento UJTTeoria

Quando il condensatore si carica fino al valore di picco di soglia dell'UJT, UJT si accende e il condensatore inizia a scaricarsi. Il condensatore si scarica attraverso il resistore R2. Il condensatore si scarica fino a quando la tensione si riduce al punto di valle dell'UJT, dove l'UJT viene spento e il condensatore ricomincia a caricarsi. La tensione di uscita raccolta su R2 forma la forma d'onda non sinusoidale. La forma d'onda della tensione viene generata quando l'UJT è in stato ON.

“applicazione del filtro passa basso ”

Inizialmente la tensione ai capi del condensatore Vc = 0. Il condensatore inizia a caricarsi attraverso il resistore R1, V = V0 (1- e^{1 / R₁C}). Il condensatore continua a caricarsi fino a quando l'UJT è acceso, dove inizia a scaricarsi attraverso il resistore R2.

Questo processo di carica e scarica continua. La tensione attraverso il condensatore quando tracciata sul grafico mostra una forma d'onda di sweep. La carica e la scarica continue del condensatore hanno generato una forma d'onda di sweep attraverso il condensatore. Pertanto, l'uscita dell'oscillatore di rilassamento genera forme d'onda continue non sinusoidali.

forma d'onda dell'oscillatore di rilassamento ujt ottenuta attraverso la resistenza di scarica genera anche un segnale continuo con rilassamento e AC. Il rilassamento è causato quando l'UJT è spento e il segnale AC viene generato quando l'UJT è acceso.

Ci sono alcuni parametri di progettazione da considerare durante la progettazione di questo oscillatore di rilassamento. Il periodo di tempo della forma d'onda di uscita in base alla costante di tempo RC è dato come T = R2C log (1/1-η) mentre la frequenza è rappresentata come 1 / T. Poiché la velocità di carica del condensatore dipende dal valore di resistenza di R1, il valore di resistenza efficiente di R1 può essere scelto come R1 = 10⁴/ η VBB, VBB è la tensione di alimentazione. I valori di scarica del condensatore dipendono dal valore di resistenza di R2. Così R_Max= (VBB -V_p)/IO_pe R_Min= (VBB - V_v)/ IO_v. dove V_pe io_psono rispettivamente la tensione di picco e la corrente di picco di UJT. V_ve io_vsono rispettivamente la tensione di valle e la corrente di valle di UJT.

Applicazioni

Il Applicazioni dell'oscillatore di rilassamento UJT siamo

L'oscillatore di rilassamento rimane in posizione di riposo per qualche tempo e produce segnali AC. Questi oscillatori producono segnali a bassa frequenza. L'oscillatore di rilassamento UJT viene utilizzato nel generatore di funzioni per produrre segnali di scansione, beep elettronici, SMPS, luci lampeggianti, Oscillatori controllati in tensione , inverter, ecc.

Vantaggi e svantaggi

Il Oscillatore di rilassamento UJT Vantaggi e svantaggi siamo

La caratteristica di resistenza negativa dell'UJT aggiunge un vantaggio all'oscillatore di rilassamento UJT. UJT richiede un valore basso di corrente di attivazione. È di basso costo ed è un dispositivo a basso assorbimento di potenza. UJT ha una tensione di attivazione stabile.

Gli svantaggi dell'oscillatore di rilassamento UJT sono che sono instabili e per le buone caratteristiche di controllo richiedono circuiti complessi.

L'oscillatore di rilassamento UJT può essere utilizzato come generatore di impulsi quando viene utilizzata la tensione attraverso il resistore di scarica. Collegando un file potenziometro al posto del resistore di carica R1, è possibile ottenere forme d'onda a dente di sega con diversi intervalli di frequenza attraverso il condensatore. Impulsi con gamma di frequenza diversa possono essere ottenuti attraverso la resistenza di scarica quando esperimento con oscillatore di rilassamento ujt con diversi valori di condensatore e resistori R1 e R2.

Il modello matematico del rilassamento oscillatore è utilizzato in molti campi della scienza per analizzare i sistemi dinamici che producono oscillazioni non lineari. Nell'output di un oscillatore di rilassamento, c'è solo un singolo rampa che occupa l'intero periodo di tempo. Qui la tensione attraverso il condensatore è un'onda a dente di sega mentre la corrente lo attraversa UJT è una sequenza di brevi impulsi. Qual è la tensione di picco di UJT?