क्रिस्टल थरथरानवाला सर्किट को समझना

बुनियादी ठोस राज्य क्रिस्टल थरथरानवाला सर्किट विन्यास आज अधिक विकसित हैं, लगभग सभी सर्किट पियर्स, हार्टले, क्लैप और बटलर ऑसिलेटर जैसे व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त वैक्यूम ट्यूब सिस्टम के संशोधन हैं और दोनों द्विध्रुवी और एफईटी उपकरणों के साथ काम करते हैं।

यद्यपि ये सभी सर्किट मूल रूप से अपने डिज़ाइन किए गए उद्देश्य को पूरा करते हैं, लेकिन बहुत सारे अनुप्रयोग हैं जो किसी चीज़ को पूरी तरह से अलग करने के लिए कहते हैं या जहाँ कार्यक्षमता का सही वर्णन करना आवश्यक है।

नीचे सूचीबद्ध सर्किट की एक श्रृंखला है, वीएचएफ रेंज के माध्यम से एलएफ से सीधे विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए, जो आमतौर पर मौजूदा शौकिया उपयोग या पुस्तकों में नहीं देखे जाते हैं।

बेसिक सॉलिड स्टेट क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट तकनीक अब तक अच्छी तरह से स्थापित हैं, अधिकांश सर्किट पियर्स, हार्टले, क्लैप और बटलर ऑसिलेटर जैसी जानी-मानी वैक्यूम ट्यूब तकनीक के अनुकूलन हैं और दोनों द्विध्रुवी और एफईटी उपकरणों का उपयोग करते हैं।

जब तक ये सर्किट मूल रूप से अपने इच्छित उद्देश्य को पूरा करते हैं, ऐसे कई अनुप्रयोग हैं जिनके लिए कुछ अलग करने की आवश्यकता होती है या जहां प्रदर्शन को मज़बूती से दिखाने की आवश्यकता होती है।

यहां प्रस्तुत हैं विभिन्न प्रकार के सर्किट, वीएचएफ रेंज के माध्यम से एलएफ से अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला के लिए, जो आमतौर पर वर्तमान शौकिया उपयोग या साहित्य में नहीं पाए जाते हैं।

काम करने का तरीका

एक बिंदु पर शायद ही कभी मूल्यवान, या बस अनदेखी की जाती है, यह तथ्य है कि क्वार्ट्ज क्रिस्टल एक समानांतर गुंजयमान मोड और एक श्रृंखला गुंजयमान मोड में दोलन कर सकते हैं। दो आवृत्तियों को एक मामूली अंतर के साथ विभाजित किया जाता है, आमतौर पर आवृत्ति रेंज पर 2-15 kHz।

श्रृंखला गुंजयमान आवृत्ति समानांतर की तुलना में आवृत्ति में छोटा है।

समानांतर मोड में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया एक विशिष्ट क्रिस्टल उचित रूप से एक श्रृंखला में लागू किया जा सकता है प्रतिध्वनि सर्किट में इसकी सटीक भार समाई (आमतौर पर 20,30, 50 या 100 पीएफ) में परिमाण के बराबर एक संधारित्र होना चाहिए जो क्रिस्टल के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है।

दुर्भाग्य से, समानांतर मोड सर्किट में श्रृंखला गुंजयमान क्रिस्टल के लिए कार्य को पलटना संभव नहीं है। श्रृंखला मोड क्रिस्टल शायद अपनी स्थिति में अपनी कैलिब्रेटेड आवृत्ति से परे दोलन करेगा और संभवतः इसे पर्याप्त रूप से लोड करने के लिए संभव नहीं है।

ओवरटोन क्रिस्टल श्रृंखला मोड में आमतौर पर तीसरे, पांचवें या सातवें ओवरटोन पर चलते हैं, और निर्माता आमतौर पर ओवरटोन आवृत्ति में क्रिस्टल को कैलिब्रेट करता है।

एक क्रिस्टल को समानांतर मोड में चलाना और 3 या 5 बार आवृत्ति को गुणा करना इसके 3 या 5 वें ओवरटोन पर श्रृंखला मोड में ठीक उसी क्रिस्टल को संचालित करने के बजाय एक नया परिणाम उत्पन्न करता है।

ओवरटोन क्रिस्टल खरीदते समय, दुविधा से दूर रहें और स्पष्ट मौलिक आवृत्ति के बजाय आपके द्वारा पसंद की जाने वाली आवृत्ति की पहचान करें।

500 मेगाहर्ट्ज से 20 मेगाहर्ट्ज तक के मौलिक क्रिस्टल आमतौर पर समानांतर मोड कार्यप्रणाली के लिए बनाए जाते हैं, हालांकि श्रृंखला मोड ऑपरेशन के लिए कहा जा सकता है।

1 मेगाहर्ट्ज तक कम आवृत्ति के क्रिस्टल के लिए, या तो मोड को चुना जा सकता है। ओवरटोन क्रिस्टल आमतौर पर 15 मेगाहर्ट्ज से 150 मेगाहर्ट्ज तक की सीमा को कवर करते हैं।

वाइड रेंज या APERIODIC OSCILLATORS

Oscillators जो कभी ट्यून किए गए सर्किट का उपयोग नहीं करते हैं, वे अक्सर बहुत उपयोगी होते हैं, चाहे ers क्रिस्टल चेकर्स ’या किसी भी अलग कारण से। विशेष रूप से एलएफ क्रिस्टल के लिए, ट्यून्ड सर्किट बल्कि विशाल हो सकते हैं।

दूसरी ओर, वे आमतौर पर अपने जाल के बिना नहीं होते हैं। कुछ क्रिस्टल अवांछनीय मोड पर दोलन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, विशेष रूप से एलटी क्वार्ट्ज ऑसिलेटर्स के लिए डीटी और सीटी कट क्रिस्टल।

यह वास्तव में यह सुनिश्चित करने के लिए एक अच्छा विचार है कि आउटपुट उचित आवृत्ति पर है और कोई 'मोड अस्थिरता' स्पष्ट नहीं है। उच्च आवृत्तियों पर न्यूनतम फीडिंग आमतौर पर इसे हल करती है।

विशेष मामलों में, उपर्युक्त सिद्धांत को भुलाया जा सकता है और एक विकल्प के रूप में लागू ट्यून सर्किट रखने वाला एक थरथरानवाला (एलएफ क्रिस्टल ऑसिलेटर्स की बाद में समीक्षा की जाती है)।

क्रिस्टल सर्किट

नीचे पहला सर्किट एक एमिटर-कपल्ड थरथरानवाला है, जो बटलर सर्किट की भिन्नता है। अंजीर में सर्किट का आउटपुट 1 मूल रूप से साइन वेव है, जो कि Q2 के एमिटर रेसिस्टर को कम करता है, हार्मोनिक आउटपुट को बढ़ा देता है।

नतीजतन, एक 100 kHz क्रिस्टल 30 मेगाहर्ट्ज के माध्यम से उत्कृष्ट हार्मोनिक्स उत्पन्न करता है। यह एक श्रृंखला मोड सर्किट है।

ट्रांजिस्टर की एक श्रृंखला को नियोजित किया जा सकता है। 3 मेगाहर्ट्ज से ऊपर के क्रिस्टल के लिए, उच्च लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद वाले ट्रांजिस्टर की सलाह दी जाती है। 50 kHz से 500 kHz वर्गीकरण के भीतर क्रिस्टल के लिए, उच्च LF लाभ वाले ट्रांजिस्टर, जैसे 2N3565 को पसंद किया जाता है।

इसके अतिरिक्त, इस चयन के भीतर क्रिस्टल के लिए, अनुमेय विच्छेदन आमतौर पर 100 माइक्रोवाट से कम होता है और आयाम अवरोधन आवश्यक हो सकता है।

कम आपूर्ति वोल्टेज, कुशल शुरुआत के साथ कदम में, सुझाव दिया गया है। डायोड में शामिल किए जाने के माध्यम से सर्किट को बदलना जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, एक अधिक लाभकारी तकनीक है, और शुरू करने की दक्षता को बढ़ाया जाता है।

उपयुक्त ट्रांजिस्टर और उत्सर्जक रोकनेवाला मूल्यों का उपयोग करके सर्किट 10 मेगाहर्ट्ज के रूप में उच्च पर दोलन करने जा रहा है। एक एमिटर फॉलोअर या सोर्स फॉलोअर बफर की सिफारिश आमतौर पर की जाती है।

अंजीर के साथ उपरोक्त कनेक्ट करने के लिए पहचान योग्य टिप्पणी। इस सर्किट के भीतर एक एमिटर फॉलोअर बफर को शामिल किया गया है।

दो सर्किट कुछ आवृत्ति के प्रति संवेदनशील होते हैं और वोल्टेज भिन्नता और लोड ऐनक के लिए। 1 k या इससे अधिक के लोड की सिफारिश की जाती है।

TTL lC को क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किटों के साथ जोड़ा जा सकता है, हालांकि कई प्रकाशित सर्किटों में भयानक प्रारंभिक दक्षता होती है या lC के विशाल मापदंडों के कारण गैर-पुनरावृत्तिता का अनुभव होता है।

अंजीर में सर्किट। 4. लेखक द्वारा 1 मेगाहर्ट्ज से 18 मेगाहर्ट्ज पर प्रयोग किया गया है और इसे प्रोत्साहित किया जाएगा। यह एक श्रृंखला मोड थरथरानवाला और तारीफ एटी-कट क्रिस्टल है।

आउटपुट लगभग 3 V चोटी से शिखर तक, वर्ग तरंग लगभग 5 MHz तक होता है जिसके ऊपर यह आधे साइन दालों के समान होता है। दक्षता शुरू करना शानदार है, जो ज्यादातर टीटीएल ऑसिलेटर्स के साथ एक महत्वपूर्ण कारक प्रतीत होता है।

कम से कम क्रिस्टल ओएससीलेटर

50 kHz से 500 किलोहर्ट्ज़ सीमा के भीतर के क्रिस्टल अधिक प्रचलित एटी या बीटी कट आरएमबी फ़ाइनल में विशिष्ट नहीं होने वाले विशिष्ट कारकों की मांग करते हैं।

समान श्रृंखला प्रतिरोध बहुत बड़ा है और उनके स्वीकार्य विघटन को 100 माइक्रोवेट, आदर्श रूप से 50 माइक्रोवाट या उससे कम के तहत प्रतिबंधित किया गया है।

अंजीर 5 में सर्किट एक श्रृंखला मोड थरथरानवाला है। यह ट्यून्ड सर्किट की आवश्यकता नहीं होने का लाभ प्रदान करता है, और साइन या स्क्वायर वेव आउटपुट का विकल्प प्रदान करता है। 50-150 kHz के स्पेक्ट्रम के भीतर क्रिस्टल के लिए, 2N3565 ट्रांजिस्टर को सलाह दी जाती है, हालांकि प्रकाशक BC107 को उचित पाता है।

दोनों किस्म 150 किलोहर्ट्ज़ से 500 किलोहर्ट्ज़ के भीतर क्रिस्टल के लिए पर्याप्त हो सकते हैं। यदि आपको लगता है कि क्रिस्टल में एक बड़ा समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध शामिल है, तो आप R1 के मूल्य को 270 ओम और R2 को 3.3 k तक बढ़ा सकते हैं।

वर्ग तरंग संचालन के लिए, C1 1 uF है (या शायद एक परिमाण के साथ, या उससे बड़ा)। साइन वेव आउटपुट के लिए, C1 सर्किट में नहीं है।

आयाम नियंत्रण अनावश्यक है। साइन वेव आउटपुट लगभग 1 V rms है, 4 V पीक से लेकर पीक तक चौकोर वाइव आउटपुट।

अंजीर। 6 में सर्किट वास्तव में एक संशोधित प्रकार का Colpitts थरथरानवाला है, जिसमें फीडबैक को विनियमित करने के लिए प्रतिरोधक Rf को शामिल किया गया है। कैपेसिटर C1 और C2 की गणना मैग्नीट्यूड के माध्यम से कम से कम होनी चाहिए क्योंकि आवृत्ति बढ़ जाती है।

500 kHz पर, C1 और C2 के लिए मान लगभग 100 pF और 1500 pF समान होना चाहिए। जैसा कि सिद्ध किया गया सर्किट लगभग 40 डीबी कम (या अधिक) के दूसरे हार्मोनिक का उपयोग करके साइन वेव आउटपुट प्रदान करता है।

यह अक्सर आरएफ और सी 1 के माइंडफुल ट्विकिंग के माध्यम से कम से कम किया जाता है। याद रखें कि, कम मात्रा में एक प्रतिक्रिया यह पूरा करने के लिए आवश्यक है, पूर्ण उत्पादन प्राप्त करने के लिए थरथरानवाला के लिए लगभग 20 सेकंड की आवश्यकता होती है।

आउटपुट लगभग 2 से 3 वोल्ट की चोटी है। जब आपको हार्मोनिक्स के साथ लोड किए गए आउटपुट की आवश्यकता होती है, तो एमिटर रेसिस्टर पर 0.1 यूएफ कैपेसिटर का आसान समावेश इसे पूरा करेगा। आउटपुट बाद में बढ़कर 5 V पीक के शिखर पर पहुंच जाता है।

क्रिस्टल अपव्यय को कम करने के लिए ऐसे मामलों में विद्युत आपूर्ति वोल्टेज को कम किया जा सकता है। अन्य ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है, हालांकि पूर्वाग्रह और प्रतिक्रिया को टालना पड़ सकता है। आप चाहते हैं कि उन लोगों के अलावा मोड में दोलन करने के लिए डिज़ाइन किए गए कैंटैंकियस क्रिस्टल के लिए, Fig.7 के सर्किट को दृढ़ता से सुझाव दिया गया है

प्रतिक्रिया Q1 के कलेक्टर लोड के साथ एक नल द्वारा शासित होती है। सीमाओं के अंदर क्रिस्टल अपव्यय को बनाए रखने के लिए आयाम सीमित करना महत्वपूर्ण है। 50 kHz क्रिस्टल के लिए कॉइल को 2 mH और इसके रेज़ोनिंग कैपेसिटर 0.01 uF की आवश्यकता होती है। आउटपुट लगभग 0.5 V rms है, मौलिक रूप से एक साइन लहर है।

एक एमिटर फॉलोअर या सोर्स फॉलोअर बफर का उपयोग अत्यधिक अनुशंसित है।

यदि एक समानांतर मोड क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है तो क्रिस्टल के साथ श्रृंखला में संकेतित 1000 pF संधारित्र को क्रिस्टल के चयनित लोड समाई (आमतौर पर इस प्रकार के क्रिस्टल के लिए 30, 50 से 100 pF) में बदल दिया जाना चाहिए।

एचएफ क्रिस्टल ओएससीलेटर सर्किट

जाने-माने एटी-कट एचएफ क्रिस्टल के लिए ठोस राज्य डिजाइन लीजन होते हैं। लेकिन, परिणाम जरूरी नहीं कि आप क्या करने की उम्मीद कर सकते हैं। 20 एमएचजेड तक के अधिकांश आवश्यक क्रिस्टल आमतौर पर समानांतर मोड कामकाज के लिए चुने जाते हैं।

फिर भी, क्रिस्टल के साथ श्रृंखला में वांछित लोड समाई की स्थिति के अनुसार इस तरह के क्रिस्टल का उपयोग श्रृंखला मोड ऑसिलेटर में किया जा सकता है। नीचे दो प्रकार के सर्किट पर चर्चा की गई है।

3 से 10 मेगाहर्ट्ज रेंज के लिए एक अच्छा थरथरानवाला जो ट्यून सर्किट की मांग नहीं करता है उसे अंजीर 8 (ए) में प्रस्तुत किया गया है। यह स्वाभाविक रूप से, Fig.6 के समान सर्किट है। सर्किट 1 MHz पर बहुत अच्छी तरह से काम करता है जब C1 और C2 क्रमशः 470 pF और 820 pF से अधिक होते हैं। इसका उपयोग 15 मेगाहर्ट्ज के लिए किया जा सकता है, C1 और C2 को 120 pF और 330 pF तक घटा दिया जाता है। क्रमशः।

यह सर्किट गैर-राजनीतिक उद्देश्यों के लिए सलाह दी जाती है जिसमें बड़े हार्मोनिक आउटपुट वांछित हैं, या एक विकल्प नहीं है। ट्यून सर्किट को 8 बी में शामिल करने से हार्मोनिक आउटपुट में काफी कमी आती है।

आमतौर पर एक पर्याप्त क्यू होने वाले एक ट्यून्ड सर्किट की सिफारिश की जाती है। एक 6 मेगाहर्ट्ज थरथरानवाला में, हम नीचे दिए गए परिणाम प्राप्त कर चुके हैं। 50 के कॉइल क्यू होने से 2 हारमोंस पूरे रास्ते में 35 डीबी था।

160 के क्यू होने के बाद, यह -50 डीबी हो गया था! इसे बढ़ाने के लिए रिसिस्टर आरएफ को बदला जा सकता है। आउटपुट अतिरिक्त रूप से एक उच्च क्यू कॉइल का उपयोग करके उठाया जाता है।

जैसा कि पूर्व में देखा गया था, कम प्रतिक्रिया के साथ इसे चालू करने से 100% आउटपुट प्राप्त करने के लिए कई दसियों सेकंड की आवश्यकता होती है, फिर भी, आवृत्ति की स्थिरता शानदार है।

कैपेसिटर और कॉइल को प्रभावी ढंग से समायोजित करके विभिन्न आवृत्तियों पर कार्य किया जा सकता है।

इस सर्किट (छवि 8) को एक अत्यंत उपयोगी VXO में भी बदला जा सकता है। एक छोटे से इंडक्शन को क्रिस्टल के साथ श्रृंखला में परिभाषित किया जाता है और फीडबैक सर्किट के भीतर कैपेसिटर में से एक का उपयोग चर प्रकार के रूप में किया जाता है।

एक आम दो-गिरोह 10-415 पीएफ ट्रांसमीटर ट्यूनिंग कैपेसिटर पूरी तरह से कार्य करेगा। प्रत्येक गैंग को समानांतर में रखा गया है।

ट्यूनिंग रेंज क्रिस्टल द्वारा निर्धारित की जाती है, एल 1 की प्रेरण और आवृत्ति। उच्च आवृत्ति क्रिस्टल का उपयोग करके एक बड़ी रेंज आम तौर पर सुलभ है। स्थिरता बहुत अच्छी है, क्रिस्टल के करीब हो रही है।

एक वीएचएफ ओएससीलेटर-मल्टीप्लेयर

Fig.10 में सर्किट one प्रतिबाधा थरथरानवाला inverting in प्रतिबाधा का एक संशोधित संस्करण है। आमतौर पर, सर्किट में प्रतिबाधा inverting सर्किट को लागू करना या तो अछूता है या आरएफ के लिए आधारित है।

क्रिस्टल आवृत्ति पर आउटपुट को कम करने के लिए कलेक्टर को दो बार या 3 गुना क्रिस्टल आवृत्ति के साथ ट्यून किया जा सकता है, एक 2x ट्यून सर्किट प्रस्तावित है।

आप कलेक्टर को क्रिस्टल आवृत्ति पर कभी भी धुन नहीं देंगे, अन्यथा सर्किट एक आवृत्ति के साथ दोलन कर सकता है जो क्रिस्टल के नियंत्रण से बाहर हो सकता है। आपको कलेक्टर लीड को बहुत छोटा रखने की जरूरत है और एक पर एक जितना हो सके उतना कम रखें।

इस प्रकार के सर्किट का उपयोग करने वाले अंतिम परिणाम बहुत अच्छे थे। वांछित आउटपुट के अलावा सभी आउटपुट के बारे में -60 डीबी या उससे अधिक था।

वांछित उत्पादन के तहत शोर उत्पादन कम से कम 70 डीबी तक पहुंचता है। यह VHF / UHF कन्वर्टर्स के लिए एक उत्कृष्ट रूपांतरण थरथरानवाला बनाता है।

व्यावहारिक रूप से 2 V का आरएफ L3 के गर्म टर्मिनल (लेखक का मूल 30 मेगाहर्ट्ज पर) पर प्राप्त किया जा सकता है। एक जेनर विनियमित आपूर्ति की जोरदार सिफारिश की गई।

जैसा कि आरेख के भीतर बताया गया है, विभिन्न ट्रांजिस्टर के लिए विभिन्न सर्किट मान आवश्यक हैं। विशिष्ट संरचना में गड़बड़ी के लिए संशोधनों की आवश्यकता हो सकती है। L1 का उपयोग आवृत्ति पर क्रिस्टल को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है। आवृत्ति में मामूली संशोधन (लगभग 1 पीपीएम) एल 2 और एल 3 को समायोजित करने के साथ-साथ लोड विविधताओं का उपयोग करते समय होता है। वास्तविक परीक्षण में, इन बातों को महत्वहीन कहा जा सकता है।