|
<!-- oszcillátor -->
[[Fájl:Integrierter Quarzoszillator (smial).jpg|bélyegkép|jobbra|1. ábra: 1MHz-es kvarcoszcillátor]]
Az '''oszcillátor''' (más néven rezgéskeltő) egy olyan villamos [[áramkör]], amely egyenáramú energiát felhasználva stabil, periodikus [[elektromágneses rezgés]]t hoz létre és tart fenn. Az oszcillátor által keltett elektromágneses rezgés vezetékben [[váltakozó áram]]ként, szabad térben [[elektromágneses hullám]]ként jelentkezik.
* harmonikus vagy szinuszos oszcillátor (ritkábban lineáris oszcillátornak is nevezik);
* nemlineáris (relaxációs oszcillátor).
[[Fájl:Oscillator block diagram hu.svg|bélyegkép|jobbra|2. ábra: Visszacsatolt oszcillátor blokkvázlata]]
== Működési elve ==
A legegyszerűbb oszcillátor aműködési 2. ábrán látható elven működikelve: egy erősítő eszköz (például tranzisztor) <math>v_0</math> kimenetéről bizonyos mennyiségű jelet visszavezetik (visszacsatolják) a bemenetére <math>v_f</math> (pozitív visszacsatolás). Ha a visszavezetett jel elegendő erősségű és megfelelő fázisú, akkor folyamatos rezgések jönnek létre. Esetenként szükség van a kimeneti jel szintjének (amplitúdójának) szabályozására például abból a célból, hogy a keltett jelek ne tegyék tönkre a következő áramkört. A rezgések megindulása azáltal jön létre, hogy az áramkört bekapcsolva, annak erősítő részén egy zaj-jel indul el, amely elegendő a rezgések beindulásához. A rezgések fennmaradásához a megfelelő visszavezetett jelszint mellett a helyes fázisviszonyokra azért van szükség, mert előfordulhat olyan eset, amelynek során a visszavezetett jel a rezgéseket kioltja vagy gyengíti (negatív visszacsatolás).
== Szinuszos oszcillátor ==
<center><math>f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}</math></center>
A magára hagyott rezgőkör energiája folyamatosan csökken a 3.ábraveszteségek szerintmiatt. A gyakorlatban azonban egy oszcillátor kimenetén nem a 3. ábra szerinti jelalakra, hanem a 4. ábra szerinti egyenletes, állandó amplitúdójú jelalakra van szükség. A rezgések fenntartása csak úgy lehetséges, ha a rezgőkör veszteségeit egy aktív elem (például félvezető) megfelelő elrendezésben pótolni tudja. Az energiaveszteség pótlása történhet
* egy erősítő eszközzel, pozitív visszacsatolással vagy
* [[negatív ellenállás]]ú eszköz használatával.
Amennyiben az erősítő eszköz bemenetére túlságosan sok jel lesz visszavezetve (túl szoros pozitív visszacsatolással), akkor az 5. ábra szerinti – nem kívánt – jelalak keletkezik. A keletkezett egyre erősödő rezgések amplitúdójának csak a betáplált energia és a környezet szab határt.
<center>
<gallery>
Fájl:Sinusoid decreasing Q=10.svg|3. ábra: Magára hagyott rezgőkör vagy hibásan visszacsatolt oszcillátor hullámalakja
Fájl:Sinusoid constant amplitude.svg|4. ábra: Ideális oszcillátor jelalakja
Fájl:Sinusoid increasing Q=10.svg|5. ábra: Túlcsatolt oszcillátor jelalakja
</gallery>
</center>
* RC-oszcillátor: Az RC-oszcillátorban a visszacsatolást ellenállásokból és kondenzátorokból álló hálózat biztosítja. Rendszerint alacsonyabb frekvenciákon (hangfrekvencia) működik.
{{Bővebben|RC oszcillátorok}}
* LC-oszcillátor: Az LC-oszcillátor (6. ábra) frekvencia-meghatározó eleme egy <math>C_2</math> kondenzátorból és <math>L_2</math> tekercsből áll (hangolt LC-kör). A visszacsatolást (az <math>u_1</math> jel visszavezetését a <math>Q</math> bipoláris tranzisztor bázisára) az <math>L_1</math> tekerccsel oldják meg: a visszacsatolt jel nagyságát a tekercsek menetszám-arányai, a fázisviszonyokat pedig a két tekercs ellentétes csévélési irányai (fekete pontok a tekercsek kezdetei) biztosítják. A <math>C_1</math> kondenzátor megakadályozza a tranzisztor bázisosztójának rövidzárlatát az <math>L_1</math> tekercsen át. Az <math>f_0</math> frekvenciájú <math>u_a</math> amplitúdójú jel a <math>C_3</math> kondenzátoron át csatolható ki. Az <math>R</math> jelzésű ellenállások a tranzisztor munkapontját (üzemi körülményeit) állítják be megfelelő értékre.
Az LC oszcillátort főleg rádiófrekvenciás tartományokban alkalmazzák (például jelgenerátor, vevő keverő oszcillátora), mert alacsony frekvencián a szükséges kapacitások és induktivitások fizikai mérete is nagyon nagy. A nagy [[Jósági tényező (rezgőkör)|jósági tényezőjű]] [[rezgőkörök]] a nagyfrekvenciás technikában könnyen megvalósíthatóak és a rezgőkör feszültség-alakja igen szélsőséges működési feltételek mellett is szinuszos. A rezgőkör veszteségeit erősítő eszköz (tranzisztor vagy műveleti erősítő) fedezi.
{{Bővebben|Kristályoszcillátor}}
[[File:Negative resistance oscillator.svg|thumb|7. ábra: Negatív ellenállású oszcillátor. A negatív karakterisztikájú eszköz párhuzamosan kapcsolódik a rezgőkörrel.]]
=== Oszcillátor negatív ellenállású eszközzel ===
A negatív ellenállású eszközt használó oszcillátorban olyan – rendszerint félvezető– eszközt csatlakoztatnak párhuzamosan a rezgőkörhöz (7. ábra), amely negatív ellenállásával képes kompenzálni a rezgőkör veszteségeit. Ilyen eszköz lehet például a [[magnetron]], [[alagútdióda]] vagy [[Gunn-dióda]]. Elsősorban a mikrohullámú technikában alkalmazzák, ahol a rezgőkör lehet felharmonikuson rezgő kristály, [[üregrezonátor]] de kisebb frekvenciákon akár LC-kör is.
A negatív ellenállású eszköz félvezetőkkel és elektroncsövekkel is megvalósítható.<ref name="Kung">{{cite web
== Relaxációs oszcillátor ==
[[Fájl:Waveforms.svg|bélyegkép|jobbra|8. ábra: Különböző hullámformák (Magyar elnevezések fentről lefelé haladva: szinusz-, négyszög-, háromszög- és fűrészjel.)]]
Az elektronikában a fentebb vázolt szinusz alakú rezgéseken kívül szükség van más formájú jelekre is (8. ábra), amelyeket relaxációs oszcillátorral állítanak elő. Például a négyszög alakú jelek (négyszögjelek) digitális technika, órák és számláló áramkörök részére, a háromszög és fűrészfog alakú jelek a katódsugárcsövek (analóg oszcilloszkópok, analóg televíziók) működéséhez szükségesek. Előállításuk nemlineáris kapcsoló áramkörökkel, például Schmitt-trigger, UJT-vel (egyátmenetű tranzisztor)<ref>http://www.circuitstoday.com/ujt-relaxation-oscillator UJT Relaxation Oscillator</ref> lehetséges, de készülnek speciálisan jelforrás célú integrált áramkörök is (például az elektronikában népszerű [[555-ös időzítő IC|NE 555]]).
== Jegyzetek ==
| 