المتذبذب غير المستقر، المعروف أيضًا باسم المتذبذب الحر، هو دائرة أساسية في الإلكترونيات تُولّد إشارة خرج مستمرة على شكل موجة مربعة دون أي تنشيط خارجي. إنه في الأساس مذبذب ذاتي الدعم، وهو كتلة بناء أساسية لمختلف التطبيقات مثل أجهزة ضبط الوقت، ومولدات الساعة، وقواسم التردد.
جوهر المتذبذب غير المستقر يكمن في نظام التغذية المرتدة المغلق. يتكون هذا النظام من مضخمين متطابقين عاليي الكسب مترابطين عبر دوائر اقتران تحتوي على عناصر تفاعلية. هذه العناصر التفاعلية، عادةً المكثفات أو الملفات، تُدخِل تحول طورًا ضروريًا لعمل الدائرة.
مبدأ العمل
حلقة التغذية المرتدة: يتم ترتيب المضخمين بحيث يُغذي خرج أحد المضخمين مدخل الآخر، مما يُشكل حلقة مغلقة. تُمكن هذه الحلقة من تضخيم الإشارة وإعادة تغذيتها بشكل متكرر.
دور التفاعل: تُدخِل دوائر الاقتران، التي تكون عادةً دوائر RC أو RL، تحول طورًا في الإشارة أثناء مرورها عبر الحلقة. هذا التحول في الطور هو مفتاح التذبذب الذاتي.
دورة التذبذب: تبدأ الدائرة بتقلب جهد أولي صغير. يتم تضخيم هذا التقلب بواسطة المضخم الأول ثم يتم إدخاله إلى المضخم الثاني، حيث يتم تضخيمه أكثر. ثم يتم إعادة تغذية خرج المضخم الثاني إلى المضخم الأول، مما يُعزز التقلب الأولي بشكل أكبر.
التغذية المرتدة الإيجابية: تضمن حلقة التغذية المرتدة الإيجابية استمرار نمو الإشارة حتى تصل إلى نقطة التشبع للمضخمين. عند هذه النقطة، يُبدل خرج كل مضخم بسرعة بين حالاته العالية والمنخفضة، مما يُشكل موجة مربعة.
أنواع متذبذب غير مستقر شائعة
متذبذبات RC ذات تشغيل حر: هذا هو النوع الأكثر شيوعًا، حيث يستخدم دوائر اقتران RC. تُعد هذه الدوائر بسيطة نسبيًا في التنفيذ وتوفر مرونة في ضبط تردد التذبذب.
متذبذبات متصلة بالباعث: يستخدم هذا النوع الترانزستورات ثنائية الوصلات (BJTs) كمضخمات، وهو معروف بِاستقراره وكفاءته العاليتين.
متذبذبات مغناطيسية: تستخدم هذه المتذبذبات ملفات المحولات للاقتران، مما يسمح بتطبيقات ذات طاقة أعلى. تُعد هذه المتذبذبات مفيدة بشكل خاص في توليد نبضات ذات جهد عالٍ.
تطبيقات متذبذبات غير مستقرة
الاستنتاج
المتذبذب غير المستقر هو دائرة متعددة الاستخدامات تلعب دورًا مهمًا في مختلف الأنظمة الإلكترونية. قدرته على توليد إشارة موجة مربعة ذاتية الدعم يجعلها كتلة بناء أساسية لمجموعة واسعة من التطبيقات، من دوائر التوقيت البسيطة إلى الأنظمة الرقمية المعقدة. فهم حلقة التغذية المرتدة، ودور التفاعل، وأنواع متذبذبات غير مستقرة المختلفة يُمكّن من التصميم والتنفيذ الفعال في مختلف التطبيقات الإلكترونية.
Comments