ઇલેક્ટ્રોનિક જનરેટર

જનરેટર એ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો છે જે જરૂરી આવર્તન અને શક્તિના વિવિધ સ્વરૂપો સાથે પ્રત્યક્ષ વર્તમાન સ્ત્રોતની ઊર્જાને વૈકલ્પિક વર્તમાન ઊર્જા (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન) માં રૂપાંતરિત કરે છે.

રેડિયો બ્રોડકાસ્ટિંગ, દવા, રડારમાં વપરાતા ઈલેક્ટ્રોનિક જનરેટર એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર, માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ વગેરેનો ભાગ છે.

કોઈપણ ઈલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ આંતરિક અથવા બાહ્ય જનરેટર વિના પૂર્ણ થતી નથી જે તેની કામગીરીની ગતિ નક્કી કરે છે. જનરેટર માટેની મૂળભૂત આવશ્યકતાઓ - સ્પંદન આવર્તનની સ્થિરતા અને વધુ ઉપયોગ માટે તેમાંથી સંકેતો દૂર કરવાની ક્ષમતા.

ઇલેક્ટ્રોનિક જનરેટરનું વર્ગીકરણ:

1) આઉટપુટ સિગ્નલોના સ્વરૂપ અનુસાર:

- સિનુસોઇડલ સંકેતો;

- લંબચોરસ સંકેતો (મલ્ટિવાઇબ્રેટર્સ);

— રેખીય રીતે બદલાતા વોલ્ટેજ સિગ્નલો (CLAY) અથવા તેમને સોટૂથ વોલ્ટેજ જનરેટર પણ કહેવામાં આવે છે;

- વિશિષ્ટ આકાર સંકેતો.

2) જનરેટ કરેલ ઓસિલેશનની આવર્તનમાંથી (શરતી):

- ઓછી આવર્તન (100 kHz સુધી);

- ઉચ્ચ આવર્તન (100 kHz ઉપર).

3) ઉત્તેજના પદ્ધતિ દ્વારા:

- સ્વતંત્ર (બાહ્ય) ઉત્તેજના સાથે;

- સ્વ-ઉત્તેજના સાથે (ઓટોજનરેટર્સ).

ઓટોજનરેટર - એક સ્વ-ઉત્તેજિત જનરેટર, બાહ્ય પ્રભાવ વિના, ઊર્જા સ્ત્રોતોની ઊર્જાને સતત કંપનમાં રૂપાંતરિત કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, વાઇબ્રેટિંગ સર્કિટ.

આકૃતિ 1 — જનરેટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ

ઇલેક્ટ્રોનિક જનરેટર સર્કિટ્સ (આકૃતિ 1) એ એમ્પ્લીફાયર્સની સમાન યોજનાઓ અનુસાર બનાવવામાં આવે છે, ફક્ત જનરેટર્સ પાસે ઇનપુટ સિગ્નલ સ્ત્રોત નથી, તે હકારાત્મક પ્રતિસાદ સિગ્નલ (PIC) દ્વારા બદલવામાં આવે છે. અમે તમને યાદ અપાવીએ છીએ કે પ્રતિસાદ એ ઇનપુટ સર્કિટમાં આઉટપુટ સિગ્નલના ભાગનું ટ્રાન્સફર છે. ફીડબેક લૂપ સ્ટ્રક્ચર દ્વારા જરૂરી વેવફોર્મ પ્રદાન કરવામાં આવે છે. ઓસિલેશન ફ્રીક્વન્સી સેટ કરવા માટે, ઓએસ સર્કિટ એલસી અથવા આરસી સર્કિટ પર બાંધવામાં આવે છે (આવર્તન કેપેસિટર રિચાર્જ સમય નક્કી કરે છે).

PIC સર્કિટમાં જનરેટ થયેલ સિગ્નલ એમ્પ્લીફાયરના ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે, એક પરિબળ K દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે અને આઉટપુટ પર મોકલવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, આઉટપુટમાંથી સિગ્નલનો ભાગ PIC સર્કિટ દ્વારા ઇનપુટ પર પાછો આવે છે, જ્યાં તે K ના પરિબળ દ્વારા ક્ષીણ થાય છે, જે જનરેટરના આઉટપુટ સિગ્નલના સતત કંપનવિસ્તાર જાળવવાની મંજૂરી આપશે.

સ્વતંત્ર બાહ્ય ઉત્તેજના (પસંદગીયુક્ત સંવર્ધકો) સાથેના ઓસિલેટર એ અનુરૂપ આંશિક શ્રેણી સાથે પાવર એમ્પ્લીફાયર છે, જેનું ઇનપુટ ઓસિલેટરમાંથી વિદ્યુત સંકેત છે. આ. માત્ર ચોક્કસ ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ એમ્પ્લીફાઈડ છે.

આરસી જનરેટર

ઓછી-આવર્તન જનરેટર બનાવવા માટે, સામાન્ય રીતે ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે PIC સર્કિટ, RC સર્કિટ sinusoidal oscillations ની આપેલ આવર્તન f0 પ્રદાન કરવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.

RC સર્કિટ ફ્રિક્વન્સી ફિલ્ટર્સ છે-ઉપકરણો કે જે ચોક્કસ આવર્તન શ્રેણીમાં સંકેતો પસાર કરે છે અને ખોટી શ્રેણીમાં પસાર થતા નથી.આ કિસ્સામાં, પ્રતિસાદ લૂપ દ્વારા, એમ્પ્લીફાયરને એમ્પ્લીફાયરના ઇનપુટ પર પાછા ખવડાવવામાં આવે છે, જેનો અર્થ છે કે માત્ર ચોક્કસ આવર્તન અથવા આવર્તન બેન્ડ એમ્પ્લીફાઇડ થાય છે.

આકૃતિ 2 મુખ્ય પ્રકારનાં ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ અને તેમના ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (AFC) દર્શાવે છે. આવર્તન પ્રતિસાદ આવર્તનના કાર્ય તરીકે ફિલ્ટરની બેન્ડવિડ્થ દર્શાવે છે.

આકૃતિ 2 — ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સના પ્રકારો અને તેમના આવર્તન પ્રતિભાવ

ફિલ્ટર્સના પ્રકાર:

- લો-પાસ ફિલ્ટર્સ (LPF);

- હાઇ-પાસ ફિલ્ટર્સ (એચપીએફ);

- બેન્ડ પાસ ફિલ્ટર્સ (BPF);

- અવરોધિત આવર્તન ફિલ્ટર્સ (FSF).

ફિલ્ટર્સ કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સી fc દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જેની ઉપર અથવા નીચે સિગ્નલનું તીવ્ર એટેન્યુએશન હોય છે. પાસબેન્ડ્સ અને રિજેક્શન ફિલ્ટર્સ પણ IFP (RFP નોન-પાસ) બેન્ડવિડ્થ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

આકૃતિ 3 સિનુસોઇડલ જનરેટરનું આકૃતિ દર્શાવે છે. રેઝિસ્ટર R1, R2 ના OOS સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને જરૂરી ગેઇન સેટ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, PIC સર્કિટ એ બેન્ડપાસ ફિલ્ટર છે. રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી f0 સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: f0 = 1 / (2πRC)

જનરેટેડ ઓસિલેશનની આવર્તનને સ્થિર કરવા માટે, ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરનો ઉપયોગ ફ્રીક્વન્સી ટ્યુનિંગ સર્કિટ તરીકે થાય છે. ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર એ ક્વાર્ટઝ ધારકમાં માઉન્ટ થયેલ પાતળી ખનિજ પ્લેટ છે. જેમ તમે જાણો છો, ક્વાર્ટઝ છે પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસર, જે તેને વિદ્યુત ઓસીલેટીંગ સર્કિટની સમકક્ષ અને રેઝોનન્ટ પ્રોપર્ટીઝ ધરાવતી સિસ્ટમ તરીકે ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. ક્વાર્ટઝ પ્લેટ્સની રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ સામાન્ય રીતે 10-8 અને નીચેના ક્રમમાં ફ્રીક્વન્સી અસ્થિરતા સાથે થોડા કિલોહર્ટ્ઝથી હજારો મેગાહર્ટ્ઝ સુધીની હોય છે.

આકૃતિ 3 — આરસી સાઈન વેવ જનરેટરનું ડાયાગ્રામ

મલ્ટિવાઇબ્રેટર્સ ઇલેક્ટ્રોનિક જનરેટર છે ચોરસ તરંગ સંકેતો.

મલ્ટિવાઇબ્રેટર મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં માસ્ટર ઓસિલેટરનું કાર્ય કરે છે જે પલ્સ અથવા ડિજિટલ એક્શન સિસ્ટમમાં અનુગામી નોડ્સ અને બ્લોક્સ માટે ટ્રિગર ઇનપુટ પલ્સ જનરેટ કરે છે.

આકૃતિ 4 IOU-આધારિત સપ્રમાણ મલ્ટિવાઇબ્રેટરનું ડાયાગ્રામ બતાવે છે. સપ્રમાણ — લંબચોરસ પલ્સનો પલ્સ સમય વિરામ સમય tpause = tpause સમાન છે.

IOU હકારાત્મક પ્રતિસાદ દ્વારા આવરી લેવામાં આવે છે - એક સર્કિટ R1, R2 તમામ ફ્રીક્વન્સીઝ પર સમાન રીતે કાર્ય કરે છે. બિન-વિક્ષેપિત ઇનપુટ પરનો વોલ્ટેજ સ્થિર છે અને તે રેઝિસ્ટર R1, R2 ના પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે. મલ્ટિવાઇબ્રેટરનું ઇનપુટ વોલ્ટેજ આરસી સર્કિટ દ્વારા OOS નો ઉપયોગ કરીને જનરેટ થાય છે.

આકૃતિ 4 — સપ્રમાણ મલ્ટિવાઇબ્રેટરનું યોજનાકીય

આઉટપુટ વોલ્ટેજનું સ્તર + Usat થી -Us અને ઊલટું બદલાય છે.

જો આઉટપુટ વોલ્ટેજ Uout = + Usat હોય, તો કેપેસિટર ચાર્જ થાય છે અને ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પર કામ કરતું વોલ્ટેજ Uc ઝડપથી વધે છે (ફિગ. 5).

સમાનતા Un = Uc સાથે, આઉટપુટ વોલ્ટેજ Uout = -Us માં તીવ્ર ફેરફાર થશે, જે કેપેસિટરના ઓવરચાર્જિંગ તરફ દોરી જશે. જ્યારે સમાનતા -Un = -Uc પર પહોંચી જશે, ત્યારે Uout ની સ્થિતિ ફરીથી બદલાશે. પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે.

આકૃતિ 5 — મલ્ટિવાઇબ્રેટર ઑપરેશન માટે ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ

RC સર્કિટના સમય સ્થિરતાને બદલવાથી ફેરફાર થાય છે કેપેસિટરના ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગનો સમય, અને તેથી મલ્ટિવાઇબ્રેટરની ઓસિલેશન આવર્તન. વધુમાં, આવર્તન PIC પરિમાણો પર આધારિત છે અને તે સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: f = 1 / T = 1 / 2t અને = 1 / [2 ln (1 + 2 R1 / R2)]

જો t અને ≠ tp માટે અસમપ્રમાણ લંબચોરસ ઓસિલેશન મેળવવું જરૂરી હોય, તો અસમપ્રમાણ મલ્ટિવાઇબ્રેટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં કેપેસિટર વિવિધ સમયના સ્થિરાંકો સાથે વિવિધ સર્કિટમાં રિચાર્જ થાય છે.

જ્યારે ઇનપુટ પર ટૂંકા ટ્રિગર પલ્સનો સંપર્ક કરવામાં આવે ત્યારે જરૂરી સમયગાળાના લંબચોરસ વોલ્ટેજ પલ્સ બનાવવા માટે સિંગલ વાઇબ્રેટર (પ્રતીક્ષા કરતા મલ્ટિવાઇબ્રેટર) ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. મોનોવિબ્રેટરને ઘણીવાર ઇલેક્ટ્રોનિક સમય વિલંબ રિલે કહેવામાં આવે છે.

તકનીકી સાહિત્યમાં વધુ છે. વન-શોટનું નામ વેઇટિંગ મલ્ટિવાઇબ્રેટર છે.

મોનોવિબ્રેટરમાં એક લાંબા ગાળાની સ્થિર સ્થિતિ હોય છે, ટ્રિગર પલ્સ લાગુ થાય તે પહેલાં તે જે સંતુલન હોય છે. બીજી સંભવિત સ્થિતિ અસ્થાયી રૂપે સ્થિર છે. યુનિવિબ્રેટર ટ્રિગર પલ્સની ક્રિયા હેઠળ આ સ્થિતિમાં પ્રવેશે છે અને મર્યાદિત સમય ટીવી માટે તેમાં રહી શકે છે, ત્યારબાદ તે આપમેળે તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં પરત આવે છે.

સિંગલ-શોટ ઉપકરણો માટેની મુખ્ય આવશ્યકતાઓ આઉટપુટ પલ્સની અવધિની સ્થિરતા અને તેની પ્રારંભિક સ્થિતિની સ્થિરતા છે.

લીનિયર વોલ્ટેજ જનરેટર (CLAY) સામયિક સંકેતો બનાવે છે જે રેખીય રીતે બદલાય છે (સાવટુથ પલ્સ).

Sawtooth કઠોળ કાર્યકારી સ્ટ્રોક ટીપીની અવધિ, વળતર સ્ટ્રોકની અવધિ અને કંપનવિસ્તાર Um (આકૃતિ 6, b) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સમયસર વોલ્ટેજની રેખીય અવલંબન બનાવવા માટે, સતત વર્તમાન સાથે કેપેસિટરનો ચાર્જ (અથવા ડિસ્ચાર્જ) મોટેભાગે ઉપયોગમાં લેવાય છે. CLAY ની સૌથી સરળ યોજના આકૃતિ 6, a માં બતાવવામાં આવી છે.

જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT બંધ હોય, ત્યારે કેપેસિટર C2 ને પાવર સપ્લાય અપ દ્વારા રેઝિસ્ટર R2 દ્વારા ચાર્જ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, કેપેસિટરમાં વોલ્ટેજ અને તેથી આઉટપુટ પર રેખીય રીતે વધે છે.જ્યારે સકારાત્મક પલ્સ આધાર પર આવે છે, ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખુલે છે અને કેપેસિટર તેના નીચા પ્રતિકાર દ્વારા ઝડપથી વિસર્જન કરે છે, જે આઉટપુટ વોલ્ટેજને શૂન્ય સુધી ઝડપી ઘટાડો પૂરો પાડે છે - અને ઊલટું.

CLAY નો ઉપયોગ CRTs માં બીમ સ્કેનિંગ ઉપકરણોમાં, એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર (ADCs), અને અન્ય રૂપાંતરણ ઉપકરણોમાં થાય છે.

આકૃતિ 6 — a) રેખીય રીતે બદલાતા વોલ્ટેજની રચના માટે સૌથી સરળ યોજના b) ટ્રાયોન પલ્સનો સમય આકૃતિ.