ٹرانزسٹر آسکیلیٹر: سرکٹ، ورکنگ اور اس کی ایپلی کیشنز

عام طور پر، آسکیلیٹر ایک الیکٹرانک ڈیوائس ہے جو ڈی سی انرجی کو ہائی فریکوئنسی کے ساتھ اے سی انرجی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جہاں فریکوئنسی ہرٹز سے کچھ میگا ہرٹز تک ہوتی ہے۔ ایک آسکیلیٹر کو کسی بیرونی سگنل کے ذریعہ کی ضرورت نہیں ہے، جیسے ایمپلیفائر۔ عام طور پر، oscillators دو قسم کے سائنوسائیڈل اور غیر سائنوسائیڈل میں دستیاب ہیں۔ sinusoidal oscillators کے ذریعے پیدا ہونے والے دوغلے سائن لہریں ہیں جو مستحکم فریکوئنسی اور طول و عرض پر بنتی ہیں جبکہ غیر سائنوسائیڈل کے ذریعے پیدا ہونے والی دوغلیاں مثلث، مربع لہر، اور ساوتوت جیسی پیچیدہ لہریں ہیں۔ تو اس مضمون میں ٹرانزسٹر کے ایک جائزہ پر بحث کی گئی ہے بطور آسکیلیٹر یا ٹرانجسٹر آسکیلیٹر - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

ٹرانزسٹر اوسیلیٹر کی تعریف کریں۔

جب ٹرانزسٹر مناسب مثبت فیڈ بیک کے ساتھ ایک آسیلیٹر کے طور پر کام کرتا ہے تو اسے ٹرانزسٹر آسکیلیٹر کہا جاتا ہے۔ اگر ٹینک اور فیڈ بیک سرکٹس اس سے صحیح طریقے سے جڑے ہوئے ہیں تو یہ آسکیلیٹر کسی بھی مطلوبہ فریکوئنسی کے لیے مسلسل بغیر ڈیمپڈ دولن پیدا کرتا ہے۔

ٹرانجسٹر آسکیلیٹر سرکٹ ڈایاگرام

ٹرانجسٹر آسکیلیٹر کا سرکٹ ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔ اس سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے، ہم آسانی سے وضاحت کر سکتے ہیں کہ ٹرانزسٹر کو ایک آسیلیٹر کے طور پر کیسے استعمال کیا جائے۔ اس سرکٹ کو مندرجہ ذیل کی طرح تین حصوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔

ٹینک سرکٹ

ٹینک سرکٹ دوغلے پیدا کرتا ہے جو ٹرانزسٹر کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے اور کلکٹر سائیڈ کے اندر ایمپلیفائیڈ آؤٹ پٹ پیدا کرتا ہے۔

یمپلیفائر سرکٹ

اس سرکٹ کو بیس ایمیٹر سرکٹ کے اندر دستیاب چھوٹے سائنوسائیڈل دوغلوں کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور آؤٹ پٹ ایمپلیفائیڈ شکل میں تیار ہوتا ہے۔

فیڈ بیک سرکٹ

فیڈ بیک سرکٹ اس سرکٹ میں ایک بہت ہی اہم حصہ ہے کیونکہ، ایک یمپلیفائر کے لیے، اسے ٹینک سرکٹ پر بڑھانے کے لیے کچھ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، کلیکٹر سرکٹ کی توانائی کو Mutual induction phenomenon کا استعمال کرتے ہوئے بیس سرکٹ کو واپس دیا جاتا ہے۔ اس سرکٹ کو استعمال کرنے سے، توانائی کو آؤٹ پٹ سے ان پٹ تک واپس پہنچایا جاتا ہے۔

ٹرانزسٹر کا ایک آسیلیٹر کے طور پر کام کرنا

مندرجہ بالا ٹرانزسٹر آسکیلیٹر سرکٹ میں، ٹرانزسٹر کو CE (عام ایمیٹر) سرکٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جہاں ایمیٹر بیس اور کلیکٹر ٹرمینلز دونوں میں مشترک ہوتا ہے۔ ایمیٹر اور بیس ان پٹ ٹرمینلز کے درمیان، ایک ٹینک سرکٹ جڑا ہوا ہے۔ ٹینک سرکٹ میں، انڈکٹر اور کپیسیٹر متوازی طور پر جڑے ہوتے ہیں تاکہ سرکٹ کے اندر دوغلا پن پیدا ہو۔

ٹینک سرکٹ کے اندر وولٹیج اور چارج oscillations کی وجہ سے، بیس ٹرمینل پر کرنٹ کے بہاؤ میں اتار چڑھاؤ آتا ہے، اس لیے بیس کرنٹ کا فارورڈ بائیسنگ وقتاً فوقتاً تبدیل ہوتا رہتا ہے پھر کلکٹر کرنٹ بھی وقتاً فوقتاً تبدیل ہوتا رہتا ہے۔

LC oscillations فطرت میں sinusoidal ہیں لہذا بنیاد اور جمع کرنے والے دونوں کرنٹ سائنوسائڈ طور پر مختلف ہوتے ہیں۔ جیسا کہ خاکہ میں دکھایا گیا ہے، اگر کلکٹر ٹرمینل پر کرنٹ سائنوسائیڈ طور پر تبدیل ہوتا ہے تو حاصل شدہ آؤٹ پٹ وولٹیج کو آسانی سے Ic RL لکھا جا سکتا ہے۔ اس آؤٹ پٹ کو سائنوسائیڈل آؤٹ پٹ سمجھا جاتا ہے۔

ایک بار جب ہم وقت اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے درمیان گراف کھینچیں گے تو وکر سائنوسائیڈل ہوگا۔ ٹینک سرکٹ کے اندر مسلسل دوغلے حاصل کرنے کے لیے، ہمیں کچھ توانائی درکار ہوتی ہے۔ لیکن اس سرکٹ میں، کوئی ڈی سی سورس یا بیٹری دستیاب نہیں ہے۔

لہذا ہم نے L1 اور L2 کو منسلک کیا۔ inductors نرم لوہے کی سلاخ کا استعمال کرتے ہوئے کلیکٹر اور بیس سرکٹس کے اندر۔ تو یہ راڈ L2 انڈکٹر کو L1 انڈکٹر سے جوڑ دے گا کیونکہ اس کے باہمی انڈکشن کی وجہ سے کلیکٹر سرکٹ کے اندر موجود توانائی کا ایک حصہ سرکٹ کے بیس سائیڈ سے منسلک ہو جائے گا۔ اس طرح، ٹینک سرکٹ کے اندر دوغلا پن برقرار رہتا ہے اور مسلسل بڑھایا جاتا ہے۔

دوغلی حالات

ٹرانزسٹر آسکیلیٹر سرکٹ کو درج ذیل پر عمل کرنا چاہیے۔

• لوپ کی فیز شفٹ 0 اور 360 ڈگری ہونی چاہیے۔
• لوپ گین>1 ہونا چاہیے۔
• اگر سائنوسائیڈل سگنل ترجیحی آؤٹ پٹ ہے، تو ایک لوپ گین > 1 دونوں لہروں کی چوٹیوں پر o/p کو تیزی سے سیر کرنے اور ناقابل قبول تحریف پیدا کرنے کا سبب بنے گا۔
• اگر یمپلیفائر کا فائدہ >100 ہے، تو اس کی وجہ سے آسکیلیٹر دونوں ویوفارم چوٹیوں کو محدود کر دے گا۔ مندرجہ بالا شرائط کو پورا کرنے کے لیے، آسکیلیٹر سرکٹ میں کسی قسم کے ایمپلیفائر کے ساتھ ساتھ اس کے آؤٹ پٹ کا ایک حصہ بھی شامل ہونا چاہیے، جسے ان پٹ میں واپس دیا جانا چاہیے۔ ان پٹ سرکٹ کے اندر نقصانات پر قابو پانے کے لیے، ہم فیڈ بیک سرکٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ اگر یمپلیفائر کا فائدہ <1 ہے، تو آسکیلیٹر سرکٹ دوہر نہیں پائے گا اور اگر یہ > 1 ہے، تو سرکٹ دوہرائے گا اور مسخ شدہ سگنل پیدا کرے گا۔

ٹرانزسٹر آسکیلیٹر کی اقسام

مختلف قسم کے آسکیلیٹر دستیاب ہیں لیکن ہر آسکیلیٹر کا کام ایک ہی ہوتا ہے۔ تو وہ مسلسل undamped آؤٹ پٹ پیدا کرتے ہیں۔ لیکن، وہ فریکوئنسی رینجز کے ساتھ ساتھ ان نقصانات کو پورا کرنے کے لیے دوغلی یا ٹینک سرکٹ کو توانائی کی فراہمی میں تبدیلی کرتے ہیں جن پر وہ استعمال کیے جاتے ہیں۔

ٹرانزسٹر آسکیلیٹر جو ایل سی سرکٹس کو اپنے دوغلی یا ٹینک سرکٹس کے طور پر استعمال کرتے ہیں وہ ہائی فریکوئنسی آؤٹ پٹ پیدا کرنے کے لیے انتہائی مقبول ہیں۔ ٹرانزسٹر آسکیلیٹرس کی مختلف اقسام ذیل میں زیر بحث ہیں۔

ہارٹلی آسکیلیٹر

ہارٹلی آسکیلیٹر ایک قسم کا الیکٹرانک آسکیلیٹر ہے جو ٹیونڈ سرکٹ کے ذریعے دولن کی فریکوئنسی کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس آسکیلیٹر کی اہم خصوصیت یہ ہے کہ ٹیونڈ سرکٹ میں سیریز میں دو انڈکٹرز کے ذریعے متوازی طور پر جڑا ایک واحد کپیسیٹر شامل ہوتا ہے اور دو انڈکٹرز کے سینٹر کنکشن سے دوغلا پن کے لیے ضروری فیڈ بیک سگنل حاصل کیا جاتا ہے۔ Hartley oscillator RF رینج میں 30MHz تک کے دوغلوں کے لیے موزوں ہے۔ اس oscillator کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں کلک کریں- ہارٹلی آسکیلیٹر۔

کرسٹل آسکیلیٹر

ٹرانسسٹر کرسٹل آسکیلیٹر الیکٹرانکس کے ساتھ ساتھ ریڈیو کے مختلف شعبوں میں بھی لاگو ہوتا ہے۔ اس قسم کے oscillators منطق یا ڈیجیٹل سرکٹ میں استعمال کرنے کے لیے سستے CLK سگنل فراہم کرنے میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔ دوسری مثالوں میں، یہ آسکیلیٹر ایک مستقل اور درست RF سگنل ذریعہ فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لہذا یہ آسکیلیٹر اکثر ریڈیو امیچرز یا ریڈیو ہیمز کے ذریعہ ریڈیو ٹرانسمیٹر سرکٹس کے اندر استعمال ہوتے ہیں، جہاں کہیں بھی یہ سب سے زیادہ موثر ہوسکتے ہیں۔ اس oscillator کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں کلک کریں- کرسٹل oscillator.

کولپٹ کا آسکیلیٹر

کولپٹس آسکیلیٹر ہارٹلی آسیلیٹر کے بالکل مخالف ہے سوائے انڈکٹرز اور کیپسیٹرز کو ٹینک سرکٹ کے اندر ایک دوسرے سے تبدیل کیا جاتا ہے۔ اس قسم کے آسیلیٹر کا بنیادی فائدہ یہ ہے کہ ٹینک سرکٹ میں کم باہمی اور خود انڈکٹنس سے، آسکیلیٹر کی فریکوئنسی استحکام کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ یہ آسکیلیٹر سائنوسائیڈل سگنلز کی بنیاد پر بہت زیادہ تعدد پیدا کرتا ہے۔ ان oscillators میں اعلی تعدد استحکام ہے اور وہ کم اور زیادہ درجہ حرارت کو برداشت کر سکتے ہیں۔ اس oscillator کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں کلک کریں- کولپٹس آسکیلیٹر

وین برج آسکیلیٹر

وین برج آسکیلیٹر ایک آڈیو فریکوئنسی آسکیلیٹر ہے جو اپنی اہم خصوصیات کی وجہ سے کثرت سے استعمال ہوتا ہے۔ اس قسم کا آسکیلیٹر اتار چڑھاو سے پاک ہے اور ساتھ ہی سرکٹ کے محیطی درجہ حرارت سے بھی پاک ہے اس قسم کے آسیلیٹر کا بنیادی فائدہ یہ ہے کہ فریکوئنسی 10Hz سے 1MHz رینج میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ لہذا یہ آسکیلیٹر سرکٹ فریکوئنسی کی اچھی استحکام دیتا ہے۔ اس oscillator کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں کلک کریں- وین برج آسکیلیٹر۔

فیز شفٹ آسکیلیٹر

آر سی فیز شفٹ آسکیلیٹر ایک قسم کا آسکیلیٹر ہے جہاں فیڈ بیک سگنل کی طرف ضروری فیز شفٹ فراہم کرنے کے لیے ایک سادہ آر سی نیٹ ورک استعمال کیا جاتا ہے۔ Hartley & Colpitts oscillator کی طرح، یہ oscillator مطلوبہ مثبت فیڈ بیک فراہم کرنے کے لیے LC نیٹ ورک کا استعمال کرتا ہے۔ اس آسکیلیٹر میں شاندار تعدد استحکام ہے اور یہ بوجھ کی ایک وسیع رینج پر خالص سائن لہریں پیدا کرتا ہے۔ اس oscillator کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں کلک کریں- آر سی فیز شفٹ آسکیلیٹر

مختلف ٹرانجسٹر آسکیلیٹرس کی فریکوئینسی رینجز ہیں:

• وین پل (1Hz سے 1MHz)،
• فیز شفٹ آسکیلیٹر (1Hz سے 10MHz)،
• ہارٹلی آسکیلیٹر (10kHz سے 100MHz)،
• کولپٹس (10kHz سے 100MHz) اور
• منفی مزاحمتی آسکیلیٹر>100MHz

ریزوننٹ سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے ٹرانزسٹر آسکیلیٹر

ایک ریزوننٹ سرکٹ کا استعمال کرنے والا ٹرانزسٹر آسکیلیٹر جس میں ایک انڈکٹر اور ایک سیریز کے اندر ایک کپیسیٹر شامل ہے فریکوئنسی دولن پیدا کرے گا۔ اگر ایک انڈکٹر کو دوگنا کیا جاتا ہے اور کیپسیٹر کو 4C میں تبدیل کیا جائے گا، تو تعدد بذریعہ دی جاتی ہے۔

مندرجہ بالا تعدد اظہار ایک سیریز LC سرکٹ کے اندر LC oscillations کی فریکوئنسی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، f1 اور f2 تناسب جیسی دو فریکوئنسیوں کو تلاش کرنا، اور انڈکٹنس اور کیپیسیٹینس ویلیوز کے اندر تبدیلیوں کو تبدیل کرتے ہوئے، 'f2' فریکوئنسی 'f1' کے لحاظ سے مل سکتی ہے۔

دو تعدد (f1&f2) تناسب

یہاں 'L' دوگنا ہے اور 'C' کو 4C میں تبدیل کر دیا گیا ہے۔

مندرجہ بالا مساوات میں ان اقدار کو تبدیل کریں، پھر ہم حاصل کر سکتے ہیں

اگر ہم 'f1' تعدد کے لحاظ سے 'f2' تعدد تلاش کرتے ہیں تو ہم درج ذیل مساوات حاصل کر سکتے ہیں

ایپلی کیشنز

دی ٹرانجسٹر کی ایپلی کیشنز بطور آسکیلیٹر مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• ایک ٹرانجسٹر آسکیلیٹر کا استعمال کسی بھی مطلوبہ فریکوئنسی کے لیے مستقل غیر ڈیمپڈ دولن پیدا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے اگر دوغلی اور فیڈ بیک سرکٹس اس سے صحیح طریقے سے جڑے ہوں۔
• وین برج آسکیلیٹر آڈیو ٹیسٹنگ، پاور ایمپلیفائر ڈسٹورشن ٹیسٹنگ میں بہت زیادہ استعمال ہوتا ہے، اور AC برج کی حوصلہ افزائی کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے۔
• ہارٹلی آسکیلیٹر ریڈیو ریسیورز میں استعمال ہوتا ہے۔
• کولپٹ کا آسکیلیٹر انتہائی اعلی تعدد کے ساتھ سائنوسائیڈل آؤٹ پٹ سگنلز بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
• یہ بڑے پیمانے پر آلات، کمپیوٹر، موڈیم، ڈیجیٹل سسٹمز، میرین، فیز لاکڈ لوپ سسٹمز، سینسر، ڈسک ڈرائیوز اور ٹیلی کمیونیکیشن میں استعمال ہوتے ہیں۔

اس طرح، یہ سب کے بارے میں ہے ٹرانجسٹر کا ایک جائزہ oscillator - اقسام اور ان کی ایپلی کیشنز۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، ایک آسیلیٹر کا کام کیا ہے؟