Les oscillateurs sont les circuits électroniques utilisés pour générer des formes d'onde sans utiliser de signal d'entrée. Les formes d'ondes telles que les ondes sinusoïdales, les ondes cosinus, les ondes triangulaires, les ondes pulsées, etc. sont générées à l'aide d'un circuit oscillateur. Fondamentalement, il existe deux types d'oscillateurs électroniques: les oscillateurs linéaires et les oscillateurs à relaxation. Les oscillateurs linéaires sont utilisés pour générer les formes d'onde sinusoïdales tandis que les oscillateurs de relaxation sont utilisés pour générer les formes d'onde non sinusoïdales. L'oscillateur à relaxation se compose d'une boucle de rétroaction avec un dispositif de commutation tel qu'un transistor, un ampli-op, un relais, etc. Dans l'oscillateur de relaxation UJT, l'UJT est utilisé comme dispositif de commutation.
Qu'est-ce que l'oscillateur de relaxation UJT?
Pour générer des formes d'onde sans utiliser de signal d'entrée, nous utilisons des oscillateurs. Les oscillateurs de relaxation sont les circuits qui produisent les formes d'onde non sinusoïdales. Ces oscillateurs consistent en une boucle de rétroaction avec un dispositif de commutation, qui charge et décharge un condensateur à travers une résistance jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur seuil. Ici, la période de l'oscillateur dépend de la constante de temps du condensateur. Dans l'oscillateur de relaxation UJT, l'UJT est utilisé comme dispositif de commutation qui charge et décharge le condensateur.
Caractéristiques UJT et oscillateur de relaxation
Pour comprendre le fonctionnement de l'UJT dans l'oscillateur à relaxation, il est important de connaître les caractéristiques de l'UJT.UJT est la forme abrégée du transistor UniJunction. C'est un appareil à trois bornes utilisé comme transistor de commutation ON-OFF. Ceux-ci sont construits en utilisant un matériau semi-conducteur de type P et N, formant une seule jonction PN dans le canal de type N du dispositif. Il a des caractéristiques de conductivité unidirectionnelle et de résistance négative. Il agit comme un diviseur de tension variable pendant les conditions de claquage. Ici, le matériau de type P est fondu dans le canal de silicium de type N. Le canal de type N de l'UJT fait office de canal de transport de courant principal avec deux connexions externes Base1 et Base2. Le matériau de type P forme la connexion de l'émetteur.
Oscillateur de relaxation UJT
En UJT, la borne d'émetteur E est polarisée en direct. Ici, le rapport de distance intrinsèque indique le rapport résistif de RB1 à RB2, noté η. Les valeurs η vont de 0,5 à 0,8.
η = RB1 / (RB1 + RB2)
UJT est désactivé lorsqu'une petite tension d'entrée, moins la tension aux bornes de RB1, est appliquée à la borne de l'émetteur. Lorsque la borne d'émetteur est appliquée avec une tension supérieure à la tension à travers le RB1, le dispositif est polarisé en direct et commence à conduire.
Schéma du circuit de l'oscillateur de relaxation UJT
L'oscillateur de relaxation UJT se compose d'un circuit UJT avec son émetteur connecté à une résistance et à un condensateur. La synchronisation de la forme d'onde de sortie est déterminée à l'aide de la constante de temps RC. La tension d'alimentation VBB est appliquée au circuit. Le condensateur commence à se charger via la résistance R1.
Oscillateur de relaxation UJTThéorie
Lorsque le condensateur se charge à la valeur de crête de seuil de l'UJT, l'UJT est activé et le condensateur commence à se décharger. Le condensateur se décharge à travers la résistance R2. Le condensateur se décharge jusqu'à ce que la tension diminue jusqu'au point de vallée de l'UJT, où l'UJT s'éteint et le condensateur recommence à se charger. La tension de sortie collectée sur R2 forme la forme d'onde non sinusoïdale. La forme d'onde de tension est générée lorsque l'UJT est à l'état ON.
Initialement, la tension aux bornes du condensateur Vc = 0. Le condensateur commence à se charger à travers la résistance R1, V = V0 (1- e1 / R1C). Le condensateur continue de se charger jusqu'à ce que l'UJT soit allumé, où il commence à se décharger à travers la résistance R2.
Ce processus de charge et de décharge se poursuit. La tension aux bornes du condensateur lorsqu'elle est tracée sur le graphique montre une forme d'onde de balayage. La charge et la décharge continues du condensateur ont généré une forme d'onde de balayage à travers le condensateur. Ainsi, la sortie de l'oscillateur de relaxation génère des formes d'ondes non sinusoïdales continues.
forme d'onde de l'oscillateur de relaxation ujt obtenu aux bornes de la résistance de décharge génère également un signal continu avec relaxation et courant alternatif. La relaxation est provoquée lorsque l'UJT est désactivé et le signal CA est généré lorsque l'UJT est activé.
Certains paramètres de conception doivent être pris en compte lors de la conception de cet oscillateur à relaxation. La période de temps de la forme d'onde de sortie en fonction de la constante de temps RC est donnée par T = R2C log (1/1-η) tandis que la fréquence est représentée par 1 / T. Comme la vitesse de charge du condensateur dépend de la valeur de résistance de R1, la valeur de résistance efficace de R1 peut être choisie comme R1 = 104/ η VBB, VBB est la tension d'alimentation. Les valeurs de décharge du condensateur en fonction de la valeur de résistance de R2. Ainsi RMax= (VBB -Vp)/JEpet RMin= (VBB - Vv)/ JEv. où Vpet moipsont respectivement la tension de crête et le courant de crête de l'UJT. Vvet moivsont respectivement la tension de vallée et le courant de vallée de UJT.
Applications
Le Applications de l'oscillateur à relaxation UJT sommes
L'oscillateur de relaxation reste en position de repos pendant un certain temps et produit des signaux CA. Ces oscillateurs produisent des signaux basse fréquence. L'oscillateur de relaxation UJT est utilisé dans le générateur de fonctions pour produire des signaux de balayage, des bips électroniques, des SMPS, des lumières clignotantes, Oscillateurs contrôlés en tension , onduleurs, etc.
Avantages et inconvénients
Le Oscillateur de relaxation UJT Avantages et inconvénients sommes
La caractéristique de résistance négative de l'UJT ajoute un avantage à l'oscillateur de relaxation UJT. UJT nécessite une faible valeur de courant de déclenchement. Il est de faible coût et est un dispositif à faible absorption d'énergie. UJT a une tension de déclenchement stable.
Les inconvénients de l'oscillateur de relaxation UJT sont qu'ils sont instables et que les bonnes fonctionnalités de contrôle nécessitent des circuits complexes.
L'oscillateur de relaxation UJT peut être utilisé comme générateur d'impulsions lorsque la tension aux bornes de la résistance de décharge est utilisée. En connectant un potentiomètre à la place de la résistance de charge R1, des formes d'onde en dents de scie avec différentes plages de fréquences peuvent être obtenues aux bornes du condensateur. Des impulsions avec une plage de fréquences différente peuvent être obtenues à travers la résistance de décharge lorsque expérience d'oscillateur de relaxation ujt avec différentes valeurs de condensateur et les résistances R1 et R2.
Le modèle mathématique de la relaxation oscillateur est utilisé dans de nombreux domaines scientifiques pour analyser les systèmes dynamiques qui produisent des oscillations non linéaires. Dans la sortie d'un oscillateur à relaxation, il n'y a qu'un seul rampe cela prend toute la période. Ici, la tension aux bornes du condensateur est une onde en dents de scie alors que le courant à travers UJT est une séquence d'impulsions courtes. Quelle est la tension de crête de l'UJT?
