Language
Country/Area
No result found
No mundo eletrônico, qual é o princípio fundamental para relaxar um oscilador?
Um oscilador de relaxamento é um circuito oscilador eletrônico não linear capaz de gerar um sinal de saída repetido não senoidal, como um triângulo ou onda quadrada. O circuito consiste em um circuito de feedback e contém dispositivos de comutação, como transistores, comparadores, relés, amplificadores operacionais ou dispositivos de resistência negativa, como diodos de túnel. Ele carrega continuamente o capacitor ou indutor através da resistência até atingir um determinado limite e então o descarrega. Neste processo, o período do oscilador depende principalmente da constante de tempo do capacitor ou circuito indutor.
Os osciladores de relaxamento diferem de outros tipos de osciladores eletrônicos, como os osciladores lineares, porque usam feedback do amplificador para excitar oscilações ressonantes, gerando assim ondas senoidais.
Os osciladores de relaxamento têm uma ampla gama de aplicações. Embora seja adequado para gerar sinais de baixa frequência, geralmente abaixo da faixa de áudio, ele ainda encontra diversos usos, como luzes piscantes (como piscas) e chamadores eletrônicos. Eles também são usados em dispositivos como osciladores controlados por tensão, inversores, fontes chaveadas e geradores de função.
Curiosamente, o conceito de osciladores de relaxamento não se limita à engenharia eletrônica, mas é amplamente utilizado em sistemas dinâmicos em muitos campos científicos, que também produzem oscilações não lineares e podem usar a mesma matemática do modelo de osciladores de relaxamento eletrônicos para analisar. Por exemplo, fontes geotérmicas, redes de células nervosas, sistemas de aquecimento com temperatura controlada e batimentos cardíacos humanos podem ser modelados como osciladores de relaxamento.
As oscilações de relaxamento são caracterizadas por dois processos alternados: um longo período de relaxamento e um curto período impulsivo, que continuam alternadamente.
Progresso em osciladores eletrônicos de relaxamento
O primeiro circuito oscilador relaxado, o multioscilador astável, foi inventado durante a Primeira Guerra Mundial por Henry Abraham e Eugene Bloch. Baltasha van der Poel distinguiu pela primeira vez entre oscilações de relaxamento e oscilações harmônicas em 1920 e cunhou o termo "oscilador de relaxamento". Ele também derivou o primeiro modelo matemático de um oscilador relaxado, o famoso modelo de oscilador de van der Pol.
Os osciladores de relaxamento podem ser divididos em duas categorias de acordo com as diferentes estruturas do circuito: onda dente de serra, onda de varredura ou osciladores de feedback e multi-osciladores astáveis. O capacitor de armazenamento de energia em um oscilador de onda dente de serra carrega lentamente, mas descarrega quase imediatamente, de modo que a forma de onda de saída é principalmente uma forma de onda dente de serra. Em um multioscilador astável, os processos de carga e descarga do capacitor são realizados através do resistor, e a forma de onda de saída contém inclinações ascendentes e descendentes.
Aplicação do oscilador de relaxamento
Osciladores de relaxamento são amplamente utilizados devido ao seu design relativamente simples e facilidade de fabricação em circuitos integrados. Eles não requerem um indutor como os osciladores LC, tornando-os mais fáceis de filtrar e ajustar. Este tipo de oscilador pode desempenhar um papel importante em circuitos de base de tempo, aplicações de áudio e instrumentos de teste, como música instrumental eletrônica na era valvulada e o circuito de base de tempo dos osciloscópios CRT.
Embora os osciladores relaxados sejam fáceis de projetar, seu ruído de fase e estabilidade de frequência não são tão bons quanto os osciladores lineares.
O futuro e os desafios dos osciladores de relaxamento
Com o desenvolvimento da tecnologia microeletrônica, muitos osciladores de relaxamento simples começaram a usar circuitos integrados dedicados, como o chip temporizador 555, para substituir os dispositivos de resistência negativa (como luzes de néon ou transistores unipolares) usados nos primeiros dias. Nos últimos anos, os osciladores de relaxamento têm desempenhado um papel indispensável em vários geradores de formas de onda, circuitos de retardo de tempo e outras aplicações eletrônicas.
Olhando para a história, aplicação e desenvolvimento dos osciladores de relaxamento, este tipo de circuito sem dúvida desempenha um papel fundamental na tecnologia eletrônica. No entanto, com as mudanças na tecnologia, é possível ter designs de osciladores mais eficientes ou estáveis no futuro. ?
