Oskillaattoreissa

Oskillaattorit ovat elektroniikkaan kuuluvia piirejä tai laitteita, jotka tuottavat toistuvan signaalin itsenäisesti. Ne ylläpitävät jatkuvan värähtelyn käyttämällä palautetta ja taajuutta määräävää verkkoa. Termi oskillaattoreissa viittaa usein useisiin samankaltaisiin oskillaattoreihin järjestelmässä, jolloin puhutaan esimerkiksi oskillaattoreista laitteen sisällä. Oskillaattoreita käytetään kellosignaaleina, signaaligeneraattoreina sekä viestintäjärjestelmien perusta.

Keskeisiä tyyppejä ovat RC-oskillaattorit, LC-oskillaattorit, kristallioskillaattorit sekä relaxaati-oskillaattorit. RC-oskillaattorit toimivat matalilla ja keskitaajuuksilla ja taajuus määräytyy verkon vastus- ja kondensaattoriparametrien mukaan. LC-oskillaattorit soveltuvat korkeille taajuuksille ja antavat usein kapeakaistaisia signaaleja. Kristallioskillaattorit käyttävät kvartsikiteen resonanssia erittäin hyvän taajuusvakauden saavuttamiseksi. Relaxaati-oskillaattorit ovat epälineaarisia ja niiden taajuus määräytyy lataus- ja purkautumisajoissa, mikä johtaa pulssimaisiin tai rytmisiin signaaleihin.

Toimintaperiaatteen ytimessä on palaute: vahvistimen kautta palautettu signaali vahvistuu takaisin verkkoon ja ylläpitää värähtelyä. Barkhausenin kriteerin mukaan jatkuva värähtely syntyy kun palauteyhteyden kokonaisvaihe on 0 astetta (mod 360) ja verkon kokonaisvahvistus on yhtä suuri kuin 1. Käytännössä suunnittelussa säädellään taajuutta ja vakaata amplitudia sekä minimoidaan häiriöt ja lämpötilariippuvuus.

Sovellukset ulottuvat kellogeeneistä radioviestintään ja generaattoreihin sekä mittauslaitteisiin. Oskillaattoreissa käytettyjen komponenttien valinta vaikuttaa taajuusvakauteen, lämpötilariippuvuuteen ja häiriönkestävyyteen. Mittauksissa käytetään oskilloskooppia, spektrianalysoijaa ja taajuusmittauslaitteita taajuuden ja signaalin laadun varmistamiseksi.