نوسان سازهای RF:- درباره ، انواع ، برنامه ، طراحی:

نوسان ساز R F مؤلفه ای است که با استفاده از ولتاژ DC یک سیگنال الکترونیکی دوره ای و نوسان کننده در محدوده فرکانس رادیویی تولید می کند.

• سیگنال های دوره ای تولید شده توسط نوسان سازهای RF اغلب با استفاده از جریان مستقیم از منبع تغذیه ، امواج مربعی یا سینوسی هستند.

انواع مختلفی از نوسان سازهای RF که معمولاً در دسترس هستند عبارتند از: نوسان سازهای کریستالی ، VCXO - نوسان سازهای کریستالی کنترل شده با ولتاژ ، نوسان سازهای کریستالی کنترل شده OCXO - اجاق گاز و TCXO - نوسان سازهای کریستالی جبران شده دما.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیستم های RF و مایکروویو ، توصیه می کنیم RF و پرفروش های مایکروویو زیر را بررسی کنید.

• 7 بهترین کتاب RF و مایکروویو.
• 7 بهترین کتاب ارتباطی بی سیم.

برای درک جزئیات نوسان سازهای RF ، توصیه می کنیم اجزای RF و مایکروویو زیر را درک کنید.

در این مقاله RF و Microwave Oscillator ، ما پوشش خواهیم داد ،

• RF و Microwaveoscillator چیست؟
• انواع نوسان سازهای فرکانس رادیویی؟
• برنامه های نوسان ساز RF و مایکروویو؟
• مشخصات اصلی نوسان ساز RF؟
• تولید کنندگان نوسان ساز RF و مایکروویو.

نوسان سازهای RF و مایکروویو را از آمازون با کمترین قیمت بخرید:

اکنون بخرید: https://amzn. to/3mkhyo4

طراحی و کاربرد

مفهوم طراحی نوسان ساز RF چیست؟

نوسان سازهای RF جریان مستقیم (DC) را به شکل موج سیگنال RF دوره ای ، مداوم و متناوب تبدیل می کنند ، که به طور گسترده در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی RF و مایکروویو به عنوان منبع سیگنال استفاده می شود. نوسان سازهای RF در درجه اول با فرکانس خروجی و نویز فاز سیگنال تولید شده مشخص می شوند.

اصل اصلی کار نوسان سازها را می توان با تجزیه و تحلیل رفتار مدار مخزن LC توضیح داد ، که از یک خازن کاملاً از پیش شارژ شده استفاده می کند: C و یک سلف بدون شارژ: L ، به عنوان مؤلفه های آن. در ابتدا ، خازن شروع به تخلیه از طریق سلف ، که باعث تولید یک میدان الکترومغناطیسی در سلف می شود و تا زمانی که خازن به طور کامل تخلیه شود ، شارژ می شود. از طریق این فرآیند سیگنال الکتریکی مستقیم ذخیره شده به یک سیگنال الکترومغناطیسی تبدیل می شود.

هنگامی که سلف به طور کامل شارژ شد ، شروع به تخلیه در خازن می کند و خازن شارژ می شود که هنوز هم سلف کاملاً تخلیه می شود. از طریق این فرآیند ، سیگنال الکترومغناطیسی دوباره به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این فرآیند تا زمان فروپاشی میدان الکترومغناطیسی ادامه خواهد یافت. خروجی سیگنال در سراسر خازن گرفته می شود. شارژ و تخلیه خازن باعث تولید جریان متناوب در مدار می شود.

این چرخه تا زمانی که مدار LC با استفاده از منبع DC مغرضانه باشد ، یک سیگنال دوره ای را تکرار و تولید می کند تا در هنگام شارژ و تخلیه خازن ها از بین برود.

نوسان سازها اساساً به 3 نوع در پایه دامنه فرکانس طبقه بندی می شوند.

نوسان ساز با فرکانس پایین: یک نوسان ساز با فرکانس پایین سیگنال فرکانس زیر 20 هرتز تولید می کند.

نوسان ساز صوتی: یک نوسان ساز صوتی سیگنال فرکانس را در محدوده 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز یعنی در محدوده صوتی تولید می کند.

نوسان ساز RF: یک نوسان ساز RF سیگنال های فرکانس را در محدوده 100 کیلو هرتز تا 100 گیگاهرتز تولید می کند. دامنه فرکانس RF و مایکروویو.

انواع نوسان سازهای RF و مایکروویو:

در اصل دو نوع نوسان ساز وجود دارد که نوسان ساز غیر خطی یا آرامش بخش و نوسان ساز خطی یا هارمونیک در دسترس هستند.

نوسانگرهای هارمونیک:

نوسان ساز هارمونیک یا نوسان ساز خطی یک خروجی مداوم سینوسی را تولید می کند. نوسانگرهای هارمونیک از دو نوع هستند.

نوسان ساز بازخورد مثبت:

تقویت کننده های بازخورد با استفاده از ترانزیستور یا آمپلی فایرهای عملیاتی و اتصال حلقه بازخورد مثبت از طریق فیلترهای انتخابی فرکانس طراحی شده اند. هنگامی که منبع تغذیه به تقویت کننده روشن می شود ، سر و صدای الکترونیکی داخلی در مدار نوسانات را فراهم می کند. سپس این صداها تا رسیدن به یک فرکانس تک موج سینوسی مورد نیاز تقویت و فیلتر می شوند. مدارهای نوسان ساز بازخورد در پایه حلقه بازخورد انتخابی فرکانس مورد استفاده طبقه بندی می شوند.

• مدار اسیلاتور RC: مدار اسیلاتورهای RC با استفاده از شبکه ای از مقاومت ها و خازن ها طراحی شده است.
• مدار اسیلاتور LC: مدار اسیلاتور LC ، از سلف (L) و خازن (C) تشکیل شده است. به آن مدار مخزن نیز گفته می شود. آمپلی فایر موجود در مدار ضررهای موجود در مدار را جبران می کند و سیگنال خروجی مورد نیاز را تأمین می کند.
• مدار اسیلاتور کریستال: کریستال پیزو الکتریک (که معمولاً به عنوان کریستال Quartrz شناخته می شود) در مدار نوسان ساز کریستال استفاده می شود تا از نظر مکانیکی به عنوان یک تشدید کننده ارتعاش شود. فرکانس لرزش کریستال فرکانس خروجی نوسان ساز را تعیین می کند.

نوسان ساز با مقاومت منفی:

از دستگاه های فعال مانند لوله های مگنترون ، دیودهای Impatt ، دیودهای تونل و دیودهای گون برای طراحی یک نوسان ساز با مقاومت منفی استفاده می شود. این نوسانگرها نوسان سازهای فرکانس بالایی هستند که می توانند در محدوده مایکروویو و بالاتر استفاده شوند. مدار رزونانس مانند مدار LC ، کریستال و غیره با مقاومت دیفرانسیل منفی در نوسان سازهای مقاومت منفی مرتبط است.

نوسان ساز آرامش:

آرامش یا یک نوسان ساز غیرخطی ، یک خروجی غیر سینوسی ، مانند موج اره ، مربع یا مثلث ایجاد می کند. یک نوسان ساز غیرخطی از یک خازن یا سلف مانند یک عنصر ذخیره انرژی و یک دستگاه تعویض غیرخطی مانند یک قفل ، Schmitt Trigger ، که در یک حلقه بازخورد متصل است ، تشکیل شده است. دستگاه سوئیچینگ در حلقه بطور دوره ای عنصر ذخیره انرژی را در مدار شارژ و تخلیه می کند و باعث ایجاد شکل موج خروجی می شود. ثبات فرکانس نوسان سازهای غیرخطی فقیرتر از نوسان سازهای خطی است.

نوسان سازهای آرامش موج مربع بیشتر به عنوان سیگنال ساعت برای مدارهای دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند. از نوسان سازهای آرامش برای برنامه های کاربردی در فرکانس های پایین تر استفاده می شود.

نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ (VCO):

در نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ ، فرکانس نوسان را می توان با ولتاژ کنترل ورودی یا جریان در برخی از محدوده تنظیم کرد. این نوسان سازها با نوسان سازهای حلقه ای فاز استفاده می شوند. RF VCO ها معمولاً با اضافه کردن یک دیود Varactor به مدار تنظیم شده برای تغییر خازن خازن در مدار LC توسط ولتاژ DC طراحی می شوند ، که به نوبه خود فرکانس رزونانس مدار تنظیم شده را تغییر می دهد.

برنامه های نوسان سازهای RF:

از نوسان سازهای RF در طیف گسترده ای از برنامه های RF و مایکروویو اعم از ژنراتورهای ساعت ساده برای ابزارهای دیجیتالی و سیستم های باند پایه گرفته تا ژنراتورهای حامل RF برای تعدیل کننده های RF استفاده می شود. متداول ترین کاربرد نوسان سازهای RF شامل تولید سیگنال برای سینت سایزرها (نوسان سازهای محلی) برای سیستم های ارتباطی مانند فرستنده رادیویی است. تعدادی از برنامه های صنعتی در زیر ذکر شده است.

• نوسان RF دامنه مورد نظر فرکانس ها را برای ارتباطات رادیویی ایجاد می کند.
• از نوسان سازهای RF برای تولید طیف گسترده ای از سیگنال ها مانند سینوسی ، مربع ، مستطیل و غیره برای برنامه های آزمایشگاه استفاده می شود.
• به عنوان یک سیگنال ساعت اصلی برای سیستم های دیجیتالی مانند ماشین حساب ، موبایل و غیره استفاده می شود
• نوسان ساز در ابزار پزشکی برای درمان ها استفاده می شود.

نوسان سازهای RF و مایکروویو را از آمازون با کمترین قیمت بخرید:

اکنون بخرید: https://amzn. to/3mkhyo4

اصول و ویژگی های انتخاب

مشخصات اصلی انتخاب برای نوسان سازهای RF:

در حالی که انتخاب یک نوسان ساز RF برای برنامه طراحی RF و مایکروویو ، پایداری فرکانس و نویز فاز مشخصات اصلی است که باید در نظر بگیرند. علاوه بر این ، ایده آل است که تمام پارامترهای لیست زیر را برای ویژگی های بهتر سیستم بررسی کنید.

فراوانی نوسان سازهای RF:

فرکانس نوسان ساز فرکانس خروجی را از یک نوسان ساز (میزان تکرار خروجی سیگنال از نوسان ساز) نشان می دهد. فرکانس نوسان سازها در هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. برای نوسان سازهای ثابت ، فرکانس خروجی یک مقدار ثابت خواهد بود. برای نوسان سازهای متغیر ، فرکانس خروجی را می توان با هر مقدار خاص در محدوده فرکانس عامل با ولتاژ کنترل تنظیم کرد.

ثبات فرکانس RF:

پایداری فرکانس یک نوسان ساز در قطعات در هر میلیون (ppm) یا قطعات در هر میلیارد (ppb) بیان شده است و نشان دهنده انحراف فرکانس خروجی از مقدار فرکانس ایده آل آن است. این تغییرات فرکانس خروجی نوسان ساز بر اساس شرایط خارجی مانند دما ، پایداری ولتاژ کنترل و غیره خواهد بود. تعداد پایداری کوچکتر (دامنه پایداری فرکانس بالاتر) به معنای عملکرد بهتر است.

قالب سیگنال خروجی نوسان سازها:

نوسان سازهای RF با قالب های مختلف سیگنال خروجی مانند سینوس ، مربع و غیره در دسترس هستند. طراحان RF باید یک نوسان ساز را با خروجی سیگنال مناسب انتخاب کنند.

نویز فاز (jitter) از نوسان سازهای RF:

سر و صدای فاز (همتای دامنه زمان: jitter) ، تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم دارد ، مانند بیت ارشاد نسبت (BER) در سیستم های ارتباطی داده های سریال. از آنجا که ساعت پایه هر سیستم ارتباطی دیجیتال است ، نویز فاز در ساعت منجر به تخریب عملکرد کل سیستم خواهد شد. نویز فاز نوسان ساز نشانگر نویز ساعت در دامنه فرکانس است. شکل نویز فاز نوسان ساز را برای عملکرد بهتر کنید. برای برنامه های کاربردی کلی نویز فا ز-105 dBC در 1kHz و-150 dBC در 1 مگاهرتز به دور از مرکز ، فرکانس یک شکل قابل قبول است.

ولتاژ و جریان را به نوسان سازهای RF:

ولتاژ عرضه نوسان سازها در ولت (V) مشخص شده است. این ورودی انرژی مورد نیاز برای عملکرد نوسان ساز است. ولتاژ تأمین از طریق پین VDD نوسان سازها تغذیه می شود و دامنه ولتاژ استاندارد برای نوسان سازها 1. 8 تا 3. 3 ولت است.

جریان عرضه یک نوسان ساز در میکروامپ ها (μA) یا Milliamps (MA) اندازه گیری می شود و حداکثر جریان عملیاتی است که یک نوسان ساز برای تولید سیگنال خروجی مورد نیاز مورد نیاز است.

قدرت خروجی یک نوسان ساز:

سطح توان خروجی یک نوسان ساز حداکثر میزان توان خروجی سیگنال مورد نظر را از نوسان سازها نشان می دهد. در DBM ذکر شده است. طراحان برای استخراج مدارهای مورد نیاز باید یک نوسان ساز را با توان خروجی مورد نظر انتخاب کنند.

هارمونیک:

هارمونیک نوسان ساز سطح قدرت سیگنال را در فرکانس هارمونیک نشان می دهد. سطح قدرت هارمونیک را پایین بیاورید ، برای برنامه ها بهتر است.

دمای عملیاتی:

دامنه دمای عملیاتی نوسان ساز نشان دهنده دمای محیط است که انتظار می رود نوسان ساز با رعایت مشخصات آن کار کند. این در درجه سانتیگراد در یک محدوده بیان شده است. برای بازرگانی های تجاری ، درجه یک خودرو از دامنه دمای 4 تا +70 درجه سانتیگراد ، نوسان سازهای درجه تجاری از 20 تا +70 درجه سانتیگراد هستند و برای کاربردهای نظامی ، در محدوده 55 تا 125 درجه سانتیگراد قرار خواهد گرفت. بشر

• پایداری دما پارامتر دیگری است که برای عملکرد دمای وسیع تر باید در نظر بگیرید. ثبات دما تغییر در پارامترهای خروجی با توجه به تغییر در دما است.

بسته ها و اتصالات RF:

نوسان سازهای RF به طور کلی در SMD قرار می گیرند یا در بسته های استاندارد صنعتی فلزی ، پلاستیکی یا سرامیکی قرار دارند. ماژول های کانکتور با اتصالات استاندارد RF و مایکروویو برای رابط خروجی RF و پین های VDD برای عرضه DC همراه هستند.

نتیجه:

از آنجا که از نوسان سازهای RF برای تولید سیگنال های اصلی ساعت استفاده می شود ، این یکی از مؤلفه های اصلی در هر سیستم ارتباطی است. از نوسان ساز برای تولید فرکانس مکرر مورد نیاز از سیگنال DC استفاده می شود و اسیلاتور کریستالی از خاصیت رزونانس یک کریستال کوارتز برای تولید فرکانس مورد نیاز استفاده می کند.

• در بخش تولید ، شما می توانید لیست تولید کنندگان نوسان ساز RF دارای رتبه برتر را از کشورهای مختلف ثبت شده در RFMWC بررسی کنید.

اگر می خواهید جزئیات بیشتری از نوسان سازهای RF و مایکروویو را به این صفحه یا هر تولید کننده نوسانگر مربوطه اضافه کنید ، احساس راحتی کنید تا از طریق صفحه تماس با ما به ما دسترسی پیدا کنید.