Oscylatora

Oscylator to urządzenie, układ lub system, który generuje sygnał powtarzalny, zwykle okresowy, bez zewnętrznego wymuszenia. W praktyce chodzi o utrzymanie samowzmacniania w pętli zwrotnej i ograniczenie amplitudy, aby oscylacje były stabilne w wybranej częstotliwości. Kluczowym pojęciem teoretycznym jest spełnienie kryterium Barkhausena: wzmocnienie pętli musi przekraczać straty przy odpowiedniej sumie przesunięć faz, aby powstała stała amplituda.

Najczęściej spotykane oscylatory to typy elektroniczne, mechaniczne i optyczne. W elektronice popularne są oscylatory LC i RC, a także kwarcowe, które zapewniają wysoką stabilność częstotliwości. Do oscylatorów relaksacyjnych należą układy wykorzystujące nieliniowe elementy i tranzystory. W układach cyfrowych występują ring oscillators, z kaskadowo połączonych bramek. Oscylatory mechaniczne obejmują wahadła, rezonatory torsyjne i sprężynowe, natomiast optyczne to źródła światła takie jak lasery i inne źródła z dodatnim sprzężeniem zwrotnym.

Zastosowania oscylatorów obejmują generowanie sygnałów nośnych i zegarów w radiotechnice i elektronice, precyzyjne źródła sygnału w pomiarach, a także synchronizację układów cyfrowych oraz zegary kwarcowe. W naukach podstawowych i inżynierii bada się także naturalne i biologiczne oscylacje, które odzwierciedlają rytmy i procesy samoregulujące w systemach złożonych. Dla czytelnego wprowadzenia warto odnieść się do kryterium Barkhausena jako teoretycznej podstawy projektowania oscylatorów.