اسیلاتور سه فاز ( نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _الکترونیک

اسیلاتور سه فاز ( نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر (  افشین رشید )

_{همان طور که در مدار دیده می شود، این مولد از سه طبقه ی ترانزیستوری تشکیل یافته که به صورت متوالی به هم وصل شده اند. هر کدام از این طبقات ترانزیستوری روی پایانه های بیس خود یک مدار «ثابت زمانی مقاومت-خازنی» (RC-Timing Constant) شامل یک مقاومت 10 کیلواهمی و یک خازن یک میکروفارادی دارند.}

_{وظیفه ی اساسیِ این مقاومت و خازن ایجاد اثر تاخیریِ لازم برای تولید 3 سیگنال با اختلاف فاز 120 درجه ای نسبت به هم است.}

_{هنگامی که کلید دستگاه را زده و آن را روشن می کنیم، به نظر می رسد که مدار قفل می شود و هیج حرکتی در آن به وجود نمی آید، اما به دلیل این که هیچگاه ظرفیت همه ی خازن ها نمی تواند دقیقاً و 100% با هم برابر باشد، یکی که اندکی ظرفیت اش پایین تر از بقیه است، زودتر پُر می شود و استارت شروع توالی کار مدار را از طریق ترانزیستور مربوطه اش می زند.}

_{بیایید فرض کنیم به خاطر ضریب خطای خازن ها و یکسان نبودن مقدار ظرفیت آنها، خازن متصل به بیسِ ترانزیستور میانی پیش از همه شارژ شود. این امر سبب می شود که ترانزیستور وسطی پیش از بقیه ی ترانزیستورها به حالت هدایت برود و در این لحظه، بیس ترانزیستور سمت راست را به زمین مدار وصل کند و مانع هدایت آن شود (مسیر کلکتور-امیتر باز می ماند). اما در همین زمان خازن روی بیسِ ترانزیستور سمت چپ یا سمت راست در حال شارژ شدن هستند. این شارژ، وقتی به مقدار لازم رسید، ترانزیستور میانی را وادار به قطع شدن می کند. قطع شدن این ترانزیستور موچب هدایت ترانزیستور سمت راست خواهد شد.}

_{این روند کشمکشی (Push-Pull) به زنجیره ای از توالی ها و تکرارهای منظم در هدایت و قطع ترانزیستورها منجر می شود که حاصل آن پیدا شدن سیگنال هایی با یک الگوی سه فاز روی کلکتور ترانزیستورها است. با توجه به منحنیِ تدریجیِ پر و خالی شدن خازن ها، سیگنال های حاصل سینوسی خالص خواهند بود.}

_{مقاومت 2/2 کیلواهمی که در نقشه با رنگ قرمز مشخص شده است، در تولید و توالی و تاخیرِ سیگنال های 3 فاز نقش حیاتی دارد و بدون آن مدار از کار خواهد افتاد. ممکن است لازم باشد مقدار آن را در مدارتان مقداری کمتر یا بیشتر بگیرید.}

_{همان گونه که پیش از این گفته شد، درجه ی اختلاف فازِ میان سیگنال های تولید شده را می توان با تغییر دادن مقدار RC روی بیسِ ترانزیستورها کم و زیاد کرد. اختلاف فاز میان خروجی ها با مقادیر داده شده روی نقشه 120 درجه خواهد بود.}

_{(کاربرد اسیلاتور ۳ فاز)}

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اسیلاتور ۳ فاز ، «پایداری فرکانسی» (Frequency Stability) آن است. این قابلیت به این معنی است که اگر بار اسیلاتور تغییر کند، فرکانس نوسان موج سینوسی در خروجی اسیلاتور ثابت باقی خواهد ماند. می‌توان پایداری اسیلاتور را با اتصال سری سه یا چهار طبقه مدار RC، بهبود بخشید. 

در حالت کلی، اسیلاتور‌های RC پایدار هستند و در خروجی خود شکل موج سینوسی تولید می‌کنند. فرکانس نوسان در این اسیلاتورها، با نسبت ۱RCمتناسب است. اگر از خازن متغیر استفاده شود، این اسیلاتور‌ها بازه فرکانسی وسیعی را پوشش می‌دهند. هرچند، اسیلاتور‌های RCپهنای باند محدودی دارند و معمولا در فرکانس‌های بالا قابلیت ایجاد جابجایی فاز مطلوب را دارند؛ بنابراین از این اسیلاتورها، در فرکانس‌های نسبتا بالا استفاده می‌شود.

• پژوهشگر و نویسنده:  دکتر (  افشین رشید )

•