Osilatörler

Osilatörler, bir devrenin kendi kendine periyodik elektriksel sinyaller üretmesini sağlayan cihazlar veya devrelerdir. Bu tür aygıtlar, girişinde düzenli bir harici sinyale ihtiyaç duymaksızın, aktif elemanlar ve geri besleme yoluyla enerji sağlarlar ve sürekli olarak sinyal üretirler. Sürdürülebilir osilasyon için genellikle Barkhausen koşulları olarak bilinen uygun kazanç ve uygun faz kayması gerekir; bu koşullar sağlandığında sinyal büyüyerek sabit bir amplitütte dengelenir.

Çalışma prensibi, pozitif geri beslemenin kullanılması ve geri besleme yolunun karşı ağın fazını 0 veya 360 derece yapmasıdır. Osilatörler, sinüzoidal veya düzgün dalga formlarında çıkış üretebilirler; bazıları ise kararlı şekilde kare, tepe, üçgen veya yayılan dalga biçimleri üretebilir. Topolojileri ve kullanım amaçları açısından çeşitli sınıflara ayrılır: LC osilatörleri, RC osilatörleri, kristal (kuvars) osilatörleri ve relaksasyon osilatörleri.

LC osilatörleri çoğunlukla yüksek frekanslarda kullanılır ve Colpitts, Hartley ile Clapp gibi alt tipleri vardır; bunlar, bir iletken veya kapasitif/induktif bölücüler aracılığıyla geri besleme sağlar. RC osilatörleri genellikle daha düşük frekanslarda ve sinüzoidal çıkışlarda tercih edilir; Wien köprüsü ve RC faz kaydırıcı osilatörleri buna örnektir. Kristal osilatörleri, kuvars kristalinin piezoelektrik özelliğinden yararlanır ve yüksek frekanslarda çok yüksek frekans stabilitesi sağlarlar; sıklıkla saat üreteçlerinde ve mikrodenetleyici saatlerinde kullanılırlar (Pierce, Clapp gibi konfigürasyonlarla). Relaksasyon osilatörleri ise RC ağları veya benzeri yavaş elemanlarla kararlı olmayan, kare veya tepe dalgalar üreten devrelerdir (örneğin 555 timer ile).

Osilatörler, iletişim, saat ve mikroişlemci senkronizasyonu, radyolarda local osilatörler, laboratuvar sinyal üreteçleri ve test/ölçüm cihazları gibi pek çok uygulamada temel bileşen olarak görev yapar. Performans ölçütleri arasında frekans kararlılığı, faz gürültüsü, sıcaklık ve yaşlanma etkileri bulunur.