Els oscil·ladors són els circuits electrònics que s’utilitzen per generar formes d’ona sense utilitzar cap senyal d’entrada. Formes d'ona com ones sinusoïdals, ones cosinus, ones triangulars, ones de pols, etc. es generen mitjançant un circuit oscil·lador. Bàsicament hi ha dos tipus d’oscil·ladors electrònics: els oscil·ladors lineals i els oscil·ladors de relaxació. Els oscil·ladors lineals s’utilitzen per generar formes d’ona sinusoidals, mentre que els oscil·ladors de relaxació s’utilitzen per generar formes d’ona no sinusoidals. L'oscil·lador de relaxació consisteix en un bucle de retroalimentació amb un dispositiu de commutació, com ara un transistor, Op-Amp, relé, etc. A l’oscil·lador de relaxació UJT, s’utilitza UJT com a dispositiu de commutació.
Què és l'oscil·lador de relaxació UJT?
Per generar formes d'ona sense utilitzar cap senyal d'entrada utilitzem oscil·ladors. Els oscil·ladors de relaxació són els circuits que produeixen les formes d’ona no sinusoïdals. Aquests oscil·ladors consisteixen en un bucle de retroalimentació amb un dispositiu de commutació, que carrega i descarrega un condensador a través d’una resistència fins que arriba al valor llindar. Aquí, el període de l’oscil·lador depèn de la constant de temps del condensador. A l’oscil·lador de relaxació UJT, l’UJT s’utilitza com a dispositiu de commutació que carrega i descarrega el condensador.
Característiques de l’UJT i oscil·lador de relaxació
Per entendre el funcionament de l’UJT a l’oscil·lador de relaxació, és important conèixer les característiques de l’UJT. UJT és la forma breu del transistor UniJunction. És un dispositiu de tres terminals utilitzat com a transistor de commutació ON-OFF. Aquests es construeixen amb material semiconductor de tipus P i N, formant una única unió PN al canal de tipus N del dispositiu. Té conductivitat unidireccional i característiques de resistència negatives. Actua com a divisor de tensió variable durant les condicions de fallada. Aquí, el material de tipus P es fon al canal de silici de tipus N. El canal de tipus N de l'UJT actua com a canal principal de corrent amb dues connexions externes Base1 i Base2. El material de tipus P forma la connexió de l'emissor.
Oscil·lador de relaxació UJT
A UJT, el terminal emissor E està esbiaixat cap endavant. Aquí, la proporció d’interrupció intrínseca indica la relació resistiva de RB1 a RB2, denotada per η. Els valors de η oscil·len entre 0,5 i 0,8.
η = RB1 / (RB1 + RB2)
UJT s'apaga quan s'aplica una tensió d'entrada petita, menys la tensió de RB1, al terminal de l'emissor. Quan el terminal de l'emissor s'aplica amb una tensió superior a la tensió a través de l'RB1, el dispositiu es polaritza cap endavant i comença a conduir-se.
Diagrama del circuit de l’oscil·lador de relaxació UJT
L'oscil·lador de relaxació UJT consisteix en un circuit UJT amb el seu emissor connectat a una resistència i un condensador. El temps de la forma d'ona de sortida es determina utilitzant la constant de temps RC. La tensió d'alimentació VBB s'aplica al circuit. El condensador comença a carregar-se a través de la resistència R1.
Oscil·lador de relaxació UJTTeoria
Quan el condensador es carrega al valor màxim del llindar de l'UJT, l'UJT s'encén i el condensador comença a descarregar-se. El condensador es descarrega a través de la resistència R2. El condensador es descarrega fins que el voltatge es redueix al punt de la vall de l'UJT, on l'UJT s'apaga i el condensador torna a carregar-se. La tensió de sortida recollida a través de R2 forma la forma d'ona no sinusoïdal. La forma d'ona de tensió es genera quan l'UJT està en estat ON.
Inicialment, la tensió del condensador Vc = 0. El condensador comença a carregar-se a través de la resistència R1, V = V0 (1- e1 / R1C). El condensador continua carregant-se fins que l’UJTis s’encén, on comença a descarregar-se per la resistència R2.
Aquest procés de càrrega i descàrrega continua. El voltatge a través del condensador quan es representa al gràfic mostra una forma d'ona d'escombratge. La càrrega i descàrrega contínua del condensador han generat una forma d'ona d'escombrat a través del condensador. Per tant, la sortida de l’oscil·lador de relaxació genera formes d’ona contínues no sinusoïdals.
ujt forma d'ona de l'oscil·lador de relaxació obtingut a través de la resistència de descàrrega també genera un senyal continu amb relaxació i corrent altern. La relaxació es produeix quan s’apaga l’UJT i es genera el senyal de CA quan s’activa l’UJT.
Hi ha alguns paràmetres de disseny que cal tenir en compte en dissenyar aquest oscil·lador de relaxació. El període de temps de la forma d'ona de sortida en funció de la constant de temps RC es dóna com a T = R2C log (1/1-η) mentre que la freqüència es representa com a 1 / T. Com que la velocitat de càrrega del condensador depèn del valor de resistència de R1, el valor de resistència eficient de R1 es pot escollir com R1 = 104/ η VBB, VBB és la tensió d'alimentació. Els valors de descàrrega del condensador en funció del valor de resistència de R2. Així RMàx= (VBB -Vpàg) / Jopàgi RMín= (VBB - Vv) / Jov. on Vpàgi jopàgsón la tensió de pic i el corrent de pic de UJT respectivament. Vvi jovsón la tensió de la vall i el corrent de la vall de la UJT respectivament.
Aplicacions
El Aplicacions de l’oscil·lador de relaxació UJT són
L'oscil·lador de relaxació es manté en posició de repòs durant un temps i produeix senyals de corrent altern. Aquests oscil·ladors produeixen senyals de baixa freqüència. L’oscil·lador de relaxació UJT s’utilitza en el generador de funcions per produir senyals d’escombrat, sonors electrònics, SMPS, llums intermitents, Oscil·ladors controlats per tensió , inversors, etc.
Avantatges i inconvenients
El Oscil·lador de relaxació UJT Avantatges i inconvenients són
La resistència negativa característica de l’UJT afegeix un avantatge a l’oscil·lador de relaxació UJT. UJT requereix un valor baix de corrent d’activació. És de baix cost i és un dispositiu que absorbeix poca potència. UJT té un voltatge d’activació estable.
Els desavantatges de l’oscil·lador de relaxació UJT són que són inestables i que per tenir un bon control requereixen circuits complexos.
L'oscil·lador de relaxació UJT es pot utilitzar com a generador d'impulsos quan s'utilitza la tensió a través de la resistència de descàrrega. Connectant a potenciòmetre al lloc de la resistència de càrrega R1, es poden obtenir formes d'ona de dents de serra amb diferents rangs de freqüència a través del condensador. Es poden obtenir impulsos amb un rang de freqüència diferent a través de la resistència de descàrrega quan experiment de l'oscil·lador de relaxació ujt amb diferents valors de condensador i les resistències R1 i R2.
El model matemàtic de la relaxació oscil·lador s’utilitza en molts camps de la ciència per analitzar els sistemes dinàmics que produeixen oscil·lacions no lineals. A la sortida d'un oscil·lador de relaxació, només n'hi ha un de únic rampa que ocupa tot el període de temps. Aquí el voltatge a través del condensador és una ona de dents de serra mentre que el corrent a través UJT és una seqüència de polsos curts. Quin és el voltatge màxim de UJT?
