bridge-controlled multivibrators

مُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر: نهج جديد لِتحكم التردد

تُعتبر المُذبذبات متعددة الاهتزازات، واسعة الانتشار في الإلكترونيات، مذبذبات تُنتج أشكال موجية دورية. بينما تعتمد المُذبذبات متعددة الاهتزازات التقليدية على مكونات ثابتة لتحديد التردد، تُقدم **المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر** مستوى جديدًا من المرونة من خلال السماح **بتحكم التردد عن طريق جسر مقاومة**. تتعمق هذه المقالة في مفهوم المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر، واستكشاف تطبيقها باستخدام مُضخمات التشغيل وإبراز تطبيقاتها المحتملة في تصميم المُستشعرات.

جوهر المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر

يكمن جوهر مُذبذب متعدد الاهتزازات مُتحكم به بالجسر في قدرته على "تدوير" تكوين الجسر خلال كل نصف من فترات تذبذبه. يسمح هذا التبديل الديناميكي، الذي يُحقق عادةً باستخدام الترانزستورات أو المقارنات، للجسر بالتأثير على توقيت المُذبذب. من خلال ضبط مقاومات الجسر، يمكن للمرء التلاعب مباشرة بتردد شكل الموجة الناتج.

التطبيق: تكوين مُضخمين التشغيل

يمكن تطبيق مُذبذب متعدد الاهتزازات مُتحكم به بالجسر بشكل بسيط باستخدام مُضخمين تشغيل في تكوين غير مستقر كلاسيكي. يتكون الجسر من أربعة مقاومات (R1، R2، R3، R4) ، وهو متصل بمدخلات المُضخمين التشغيل. يقوم اثنان من المفتاحات (S1، S2) ، المُتحكم بهما بواسطة مخرج كل مُضخم تشغيل ، بـ "تدوير" الجسر فعليًا خلال كل نصف دورة.

العمل:

1. في البداية، يكون مُضخم التشغيل 1 في حالة نشطة، ويكون S1 مغلقًا، مما يربط R1 و R2 بالجسر.
2. يكون مخرج مُضخم التشغيل 1 ، بسبب التغذية الراجعة الموجبة ، مرتفعًا. يُشغّل هذا مُضخم التشغيل 2، مما يؤدي إلى إغلاق S2، مما يربط R3 و R4 بالجسر.
3. يُغير هذا التغيير في الاتصال توازن الجهد عند الجسر، والذي يؤثر بدوره على حلقة التغذية الراجعة لمُضخم التشغيل 1.
4. يتم دفع مُضخم التشغيل 1 الآن نحو حالته غير النشطة، مما يؤدي إلى فتح S1 ، وينتقل الجسر مرة أخرى إلى الحالة الأولية.
5. يصبح مُضخم التشغيل 2 نشطًا الآن، مما يبدأ الدورة التالية.

تحكم التردد:

من خلال ضبط قيم مقاومات الجسر، يمكن للمرء التلاعب بمعدلات شحن وتفريغ المكثفات داخل الدائرة، مما يُتحكم بشكل فعال في تردد التذبذب. على سبيل المثال، سيؤدي زيادة R1 و R2 إلى إطالة وقت شحن المكثف، مما يؤدي إلى انخفاض تردد التذبذب.

المزايا والتطبيقات:

تُقدم المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر العديد من المزايا:

• المرونة: تُوفر طريقة ملائمة لضبط التردد دون تغيير المكونات فعليًا.
• الصغر: يمكن دمج الجسر في نفس لوحة الدوائر مع المُذبذب، مما يُبسط التصميم.
• التحكم عن بعد: من خلال التحكم عن بعد بمقاومة الجسر، يمكن للمرء تحقيق ضبط تردد عن بعد، وهو مثالي لتطبيقات المُستشعرات.

تطبيقات المُستشعرات:

يمكن استخدام المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر في المُستشعرات ذات الأسلاك المحدودة:

• مُستشعرات الضغط: من خلال دمج الجسر مع عنصر حساس للضغط، يمكن للتغيرات في الضغط تغيير مقاومة الجسر مباشرة، مما يؤثر على تردد المُذبذب. يمكن بعد ذلك نقل التردد إلى مُستقبل عن بعد باستخدام سلك واحد، مما يُبسط النظام.
• مُستشعرات درجة الحرارة: يمكن تضمين مقاومة حساسة لدرجة الحرارة (مُقاومة حرارية) في الجسر. مع تغير درجة الحرارة، تختلف مقاومة المُقاومة الحرارية، مما يُغير توازن الجسر ويؤثر على تردد المُذبذب، مما يُمكن مراقبة درجة الحرارة عن بعد.

الاستنتاج:

تُقدم المُذبذبات متعددة الاهتزازات المُتحكم فيها بالجسر نهجًا فريدًا وقويًا للتحكم في التردد. تجعلها قدرتها على التكيف وصغر حجمها وإمكانية التحكم عن بعد مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، وخاصةً في أنظمة المُستشعرات ذات نقاط الوصول المحدودة. تفتح هذه التقنية أبوابًا لتصاميم مُستشعرات مبتكرة وكفاءة، مما يساهم في التقدم في مجالات مختلفة.