Osilatör Nedir? Çeşitleri Nelerdir? |
3. Bölüm

Osilatör devreleri ile sinyal eldesinin ne kadar önemli olduğunu yazımızın daha önceki bölümlerinde gözlemledik. Osilatör yazı dizimizin bu son bölümünde ise kristal osilatör gibi özel tip osilatörleri inceleyeceğiz.

A- A+

27.01.2014 tarihli yazı 77606 kez okunmuştur.

Yazı dizimizin 1. bölümünde osilatör ile ilgili tanımlamalara ve tarihçeye yer verdik. "Osilasyon nedir?", "Sinyal çeşitleri nelerdir?", "Osilatörün görevleri ve kullanım alanları nelerdir?" gibi soruların cevaplarını da yazımızın 1. bölümünde bulabilirsiniz.

2. bölümde ise sinüs, kare ve üçgen dalga üreten osilatör çeşitlerini inceledik. Sinüs dalga üreten, kare dalga üreten osilatör devrelerini gözlemledik. Bu 3. ve son bölümde ise geriye kalan osilatör çeşitlerini yani kristal osilatör, harmonik osilatörler gibi elemanları inceleyeceğiz.

Kristal Osilatör

Piyasada osilatör denince ilk akla gelen çeşittir. Frekans kararlılığı en iyi olan osilatör tipidir. Osilatörler için çok önemli olan bu özelliğin tanımını sabit frekansta kalabilme olarak tanımlayabiliriz. Özellikle alıcı-verici devrelerinde kullanılan frekansta yayın yapabilmek için frekans kararlılığı çok iyi olmalıdır ve genellikle bu devrelerde karşımıza kristal osilatörler çıkar.

Kristal ise piezoelektrik etkiyle çalışan bir malzeme tipidir. Frekans kararlılığının maksimum seviyede olması için ise quartz kristali kullanılır.

Şekil 1: Kristal Osilatörler

► İlginizi Çekebilir: Elektronik Geliştirme Kartları

Şekilde görülen devre kristal osilatörlerin en basit ve en genel devre yapısını teşkil ediyor. Ancak transistörlü ve op-amplı kristal osilatör devreleri de mevcuttur. Devrenin ihtiyaçlarına göre transistör veya op-amp kullanılan bu devrelerde rezonans frekansı büyük önem taşıyor.

Şekil 2: En Temel Kristal Osilatör Devresi

Wien Köprü Tipi Osilatör

Wien Osilatör, hem negatif hem pozitif geri besleme kullanan bir RC osilatör olarak da bilinir. 5 Hz - 1 MHz aralığındaki kararlı-düşük frekanslarda sinyal üretmek için en sık kullanılan osilatör çeşididir. Şekilde gördüğünüz devrede seri R1-C1 ve paralel R2-C2 devreleri wien köprüsünü oluşturuyor. Yükselteç olarak da op-amp tercih edilmiş.

Şekil 3: Op-Amplı Wien Köprü Tipi Osilatör Devresi

RC Osilatör

Daha çok alçak frekanslı devrelerde, frekans tespit edici amacıyla kurulan devredeki elemanlar sadece dirençlerden ve kondansatörlerden oluşuyorsa bu tip osilatörlere RC Osilatör denir. Bu tip osilatörlerin uygulama alanları ise 20 Hz - 20 kHz aralığındadır. Blok diyagramda görüldüğü gibi R-C devresi hem pozitif geri beslemeyi hem de frekans tespit edici devreyi sağlar. Transistörlü ve op-amplı osilatör devre çeşitleri de mevcuttur.

Şekil 4: RC Osilatör Blok Diyagramı

► İlginizi Çekebilir: 4G ve 5G Nedir? | Telekomünikasyon Teknolojileri

LC Osilatör

RC osilatör ile elde edilemeyen yüksek frekanslar, LC osilatörler aracılığıyla elde edilirler. LC osilatörler ile MHz seviyesinde yüksek frekanslı sinüsoidal sinyaller elde edilebilir. Paralel bobin ve kondansatörden oluşan devreye ise Tank Devresi adı verilir.

Şekil 4: LC Tank Devresi ve Çalışma Prensibi

LC osilatörün ise çeşitli amaçlar için özel olarak geliştirilmiş çeşitleri bulunuyor. Bu çeşitli osilatörlerin en sık kullanılanları ise Kolpits ve Hartley osilatörlerdir.

Kolpits Osilatör

Kolpits osilatörler, LC osilatörün belki de en çok kullanılan çeşididir. Bu tip osilatörün devresinde C1 ve C2 gibi iki ayrı kondansatör bulunur. Kolpits osilatörün en belirgin özelliği bu iki kondansatördür. Bu yüzden tank devresinin eşdeğer kapasite değeri ve çıkıştan alınan sinyal frekansı tamamen değişiklik gösterir. Şekilde op-amplı Kolpits osilatör devresi görülüyor ancak bu devrenin transistör kullanılarak sinüsoidal çıkış elde eden çeşidi de mevcut.

Şekil 5: Op-Amplı Kolpits Osilatör Devresi

Hartley Osilatör

LC osilatörün bir diğer çeşidi olan Hartley osilatörler seri ve paralel olmak üzere ikiye ayrılırlar. Şekilde seri Hartley devresi görülmektedir ve Kolpits çeşidinde olduğu gibi LC Tank devresi mevcuttur. Tank devresi, yükselteç ile gerilim kaynağı arasına seri bağlandığı için Seri Hartley ismi alıyor. Eğer bu bağlantı paralel yapılmış olsaydı Paralel Hartley ismini alacaktı.

Şekil 6: Seri Hartley Osilatör Devresi

Armstrong Osilatör

Meissner Osilatör olarak da bilinen Armstrong Osilatör, yine bir LC osilatör çeşidi olarak karşımıza çıkıyor. İlk kez radyo alıcı-verici devrelerinde kullanılan bu osilatör tipi, 1940'lı yıllara kadar çok popüler idi. Şekilde görülen Armstrong Osilatör devresinde FET kullanılmıştır.

Şekil 7: Armstrong Osilatör Devresi

► İlginizi Çekebilir: Geçmişten Günümüze Transistör

Faz Kaydırmalı Osilatör (Phase Shift)

Yükseltici olarak transistör veya op-amp kullanan Faz Kaydırmalı Osilatör, bir RC Osilatör çeşidi olarak görülebilir. En az 180 derecelik bir faz farkı isteyen devre, yüksek frekanslarda 270 derecelik bir faz farkı da yaratabiliyor. Şekildeki op-amplı faz kaydırmalı osilatör devresinde 4 direnç ve 3 kapasitör kullanılmıştır. Her RC hücresinde ise çıkış sinyali için aşama aşama geri besleme sinyali oluşturuluyor.