|
به عنوان مثال در یک دمدولاتور یک اسیلاتور محلی (local oscilator) برای جابجایی فرکانسی وجود دارد که بدون آن هیچ گیرنده ای کار نمی کند.
 اصول اولیه
در طبیعت هر پدیده نوسانی از یک قانون کلی تبعیت میکند و آن این است که نوسان ناشی از تبدیل مداوم یک نوع از انرژی به نوع دیگر است.
به عنوان مثال یک آونگ را بررسی می کنیم:
در نوسانات آونگ انرژی جنبشی به انرژی پتانسیل و بالعکس تبدیل می شود. وقتی که آونگ به بالاترین ارتفاع خود می رسد و لحظه ای متوقف می شود، همه انرژی آن پتانسیل است و وقتی به پائين حرکت میکند، رفته رفته با کاهش ارتفاع از انرژی پتانسیل کاسته و به انرژی جنبشی اضافه میشود، حال در وسط مسیر که آونگ به بیشترین سرعت و کمترین ارتفاع می رسد، انرژی جنبشی (K) به بیشترین مقدار خود و انرژی پتانسيل(U) به کمترین مقدار خود می رسد:
U=m×g×h
K=(1/2)×m×V2
و دوباره در ادامه مسیر انرژی مکانیکی با کاهش سرعت کم شده و به انرژی پتانسیل اضافه می شود، و این حرکت ادامه دارد تا هنگامیکه در حین تبدیل انرژی، همه انرژی جنبشی به پتانسیل تبدیل شود (و بالعکس)، و انرژی تلف نشود.
ولی در واقعیت این طور نیست و مقداری انرژی در مقابله با اصطکاک هوا تلف می شود، بنابر این برای ادامه نوسان باید یک منبع انرژی خارجی، مقدار انرژی تلف شده در آن تناوب را دوباره به سیستم بدهد، در یک آونگ یک فنر می تواند این کار را انجام دهد.
حال به دنیای الكتريسيته می رویم.
اصول اسیلاتورهای الکترونیکی
با مطالعه در مورد اسیلاتورهای الکترونیکی متوجه می شویم که اصول نوسان همان اصولی است که در نوسان مکانیکی بحث شد، تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر. معمولا در اسیلاتورهای الکترونیکی این دو انرژی ناشی از میدانهای مغناطیسی و استاتيكي است.
خازن ها می توانند انرژی الکتریکی را به صورت میدان استاتيكي ذخیره کنند، و سلف ها هم می توانند آن را به صورت میدان مغناطیسی ذخیره کنند.
پس دو عنصر داریم که هر دو می توانند انرژی ذخیره کنند.
در خازن داریم:
I=C × dV/dt
و در سلف داریم:
V=L × dI/dt
ذخیره انرژی در خازن به صورت ذخیره میدان استاتيكي از رابطه Q=CV از ولتاژ دو سر خازن ناشی می شود، و ذخیره انرژی در سلف به صورت ذخیره میدان مغناطیسی از رابطه Φ=LI ار جریان جاری در سلف ناشی می شود.
برای یک مثال ساده یک سلف و یک خازن شارژ شده را با هم موازی می کنیم.
انرژی خازن شروع به تخلیه روی سلف می شود، و سلف آن را ذخیره می کند.
با توجه به ولتاژ خازن جریانی در مدار به مقدار(I=C dV/dt )جاری می شود، و سلف شروع به ذخیره این جریان به صورت شار مغناطیسی می کند(Φ=LI)، و این جریان به صورت ولتاژی در دو سر سلف ظاهر می شود(V=L dI/dt) و خازن این ولتاژ را صورت بار الکتریکی ذخیره می کند(Q=CV).
و این روند همین طور طی می شود و به طور مداوم صورتی از انرژی به صورت دیگر تبدیل می شود.
البته در عمل مقداری از انرژی در مقاومت سیمهای سلف و جریان نشتی خازن تلف می شود، و نوسان بعد از مدتی متوقف می شود، بنابر این در سیستمهای الکترونیکی برای جبران این تلفات یک واحد با عناصر اکتیو (تقویت کننده) در مدار قرار می گیرد، که تلفات را جبران کند.
بلوک دیاگرام یک نوسان ساز عملیاتی با استفاده از فیدبک مثبت در زیر آمده است:
که در آن A نمایشگر یک تقویت کننده و B به عنوان شبکه فیدبک است. شرایط نوسان به صورت زیر است:
با نگاهی دقیق اصول گفته شده را کاملا در می یابیم،AB=1 است یعنی A=1/B و این همان اصل است که به همان مقدار که انرژی که در B تلف می شود، در A تولید می شود، ولی با 180 درجه اختلاف فاز، و آن به این معناست که دادن انرژی به مدار در زمانی است که نوسان ساز می خواهد تناوب بعدی را شروع کند. یعنی A همان زمان که انرژی در B تلف می شود، آن را جبران می کند.
این اصول در هر نوسان سازی رعایت می شود، حتی نوسان ساز های دقیقی که در موبایل شما وجود دارد!!! | 
Pspice Shematic
