Osilatör Nedir? Osilatör Çeşitleri ve 555 Osilatör Devresi

Osilatör Nedir?

Gömülü sistemlerde sıkça kullanılan osilatör, kare dalga veya üçgen dalga denildiğinde ilk akla gelen devrelerdir. İstenilen bir frekansta kare, sinüs, üçgen veya testere dişi sinyal üreten geri beslemeli amplifikatör (yükseltici) devrelere osilatör denir. Osilatörler, DC (Doğru Akım) güç kaynağından elde edilen elektrik enerjisi AC (Alternatif Akım) elektrik enerjisine çevirirler. Diğer isimleriyle sinyal üreten devre olarak da bilinmektedir.

Pozitif geri besleme ile kendi kendine sinyal üretebilen osilatör, entegre devre olarak çalışmaktadır. Osilatörlerin kendi içerisinde birçok çeşidi vardır. Fakat genel olarak sinüzoidal ve non-sinüzoidal olarak 2 sınıfa ayrılırlar. Sinüzoidal osilatörler, adından da anlaşılacağı üzere sinüzoidal sinyal üretir. Non-sinüzoidal osilatörler ise kare, testere dişi veya üçgen sinyalleri üretmektedir. Osilatörün çalıştığı frekans quartz kristali ile belirlenir.

Osilatör Çeşitleri

Az öncede belirtildiği üzere osilatörler sinüzoidal ve non-sinüzoidal olarak 2 sınıfa ayrılır. Kara dalga üreten osilatör devreleri multivibratör olarak da bilinmektedir. Bu iki sınıf içerisinde de birden fazla osilatör çeşitleri bulunmaktadır. Bunları şu şekilde listeleyebiliriz.

RC Osilatör

RC osilatörler, 20 Hz alçak frekans değeri ile 20.000 Hz yüksek frekans değeri arasında sinyal üretebilmektedir. Şekil 1. 11’de gösterilen R-C (Direnç-Kondansatör) devresi hem frekans tespit edici hem de pozitif geri beslemeyi sağlayabilmektedir. Eğer alçak frekans değerine sahip olan osilatör tiplerinde, tespit edici devreyi oluşturmak için R (Direnç) ve C (Kondansatör) kullanılıyorsa RC osilatör anlamına gelmektedir.

 

LC Osilatör

LC osilatörler, RC osilatörler ile elde edilemeyecek kadar yüksek frekansa sahip olan çıkış dalgaları için kullanılır. LC osilatörler aracılığı ile MHz seviyelerinde yüksek frekanslı sinüzoidal sinyal üretmek mümkündür. Aynı zamanda tank devresi olarak da adlandırılır. Devre paralel bobin (L) ve kondansatör (C) elemanlarının bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. En sık kullanılan LC osilatör devreleri kolpits ve hartley osilatörlerdir.

Multivibratörler

Multivibratörler, devre çıkışından kare veya dikdörtgen dalga üreten devrelere verilen isimdir. Multivibratör devreleri, pozitif geri beslemeye sahip olan iki yükselteç devresi ile oluşmaktadır. Bir yükselteç iletim halinde iken diğer yüksel kesim halinde görev görür, genel çalışma prensibi de bunu üzerine dayanır. Günümüzde sıkça kullandığımız bilgisayarların temel yapı taşlarından biriside multivibratördür. Dijital sektörde bu devrelere flip flop devresi de denir. Multuvibratör çeşitleri üçe ayrılmaktadır;

1. Tek kararlı (monostable) multivibratör
2. Çift kararlı (bistable) multivibratör
3. Kararsız (astable) multivibratör

Wien Köprü Osilatör Devresi

Wien köprü osilatör devresi hem pozitif geri beslemeli hem de negatif geri beslemeli olarak kullanılmaktadır. Wien köprü RC faz kaydırma osilatörü olarak tanınır. 5 Hz alçak frekans değeri ile 1 MHz yüksek frekans değeri arasında kararlı alçak frekans sinyal üretebilir.

 

Kristal Osilatör

Osilatör tercihi yapılırken en çok dikkat edilen detay frekansın kararlı bir yapıda olmasıdır. Frekansın kararlı yapıda olması, sabit frekansta kalma yeteneğine verilen isimdir. RC osilatörler ve LC osilatörler frekans kararlığı bakımından zayıf cihazlardır. Frekans kararlılığının yüksek olması istenen verici devrelerinde kristal kontrollü osilatörler daha sıklıkla tercih edilmektedir.

Kristal denilen elemanlar piezoelektrik etkiyle çalışmaktadır. Piezoelektrik yeteneği olan kristal elemanlar quartz ve Rochelle tuzudur. Fakat osilatörlerde kararlılık seviyesini sabitlemek ve daha optimize bir frekans çıkışı elde etmek için quartz (kuvars) tercih edilir.

Schmitt Trigger Devreleri

Schmitt trigger devresi, kare dalga üreten osilatörlerdir. Diğer bir ismiyle tetikleyici devresi olarak da bilinir. Dijital elektronik alanında kare çıkış dalgaları oldukça önemli bir konuma sahiptir. Sequential (ardışıl) devrelerde sıklıkla kullanılan flip flop devrelerin her bir 0-1 yani on ve off olma durumlarında sayıcı kullanılır ve kare dalgalar tercih edilir. Kare dalgaların alçalan kenar ve yükselen kenarlarında flip flop devreleri on konumdan off konuma, off konumdan on konuma geçiş yapmaktadır. Schmitt trigger devresi ile çıkışı alınan kare dalganın daha keskin olması sağlanmaktadır.

555 Osilatör Devresi

555 osilatör devresinde kullanılan 555 entegresi birden fazla amaç için tercih edilen bir entegre türüdür. Elektronik Dünya’sının en vazgeçilmez elemanı olan 555 entegresinin pekte bir esprisi yoktur. Her ne kadar karmaşıkta görünüyor olsa yalnızca kare dalga üretme işlevi görür.

Zamanda gecikme yapmak ve kare dalga sinyali üretmek için 555 entegresiyle tümleşik devreye de 555 osilatör devresi denilir. Zamanlama aralığı mikro saniye kadar küçük değerlere inebilirken saatler kadar uzun sürelere de ayarlanabilmektedir. 555 entegresi çıkış frekansının sağlanması içinde sıkça tercih edilir. Bu işlevi gören birden fazla entegre vardır fakat 555 entegresi en ucuz fiyat ile en yüksek frekans kararlılığı sağlayan eleman olduğu için en çok tercih edilen modeldir.

Osilatör Kullanım Alanları

Günümüzde kullandığımız birçok teknolojik alette bulunan osilatörün kullanım alanları;

• Televizyonlar
• Radyolar
• Telsizler
• AM ve FM alıcılar
• AM ve FM vericiler
• Elektronik haberleşme sistemleri
• Otomasyonlar

osilatörün başlıca kullanım alanları arasındadır. Bu sektörlerde kare dalgaya ihtiyaç duyulmaktadır. Kare dalgayı en iyi üreten ve en iyi kararlılığa sahip olan cihazlarda osilatörler olduğundan dolayı tercih edilmektedir. Her sektörde ihtiyaç doğrultusunda farklı osilatör çeşitleri kullanılır.

Kaynak: [1] [2]