Oskillaattori

Oskillaattorin tarkoitus on tuottaa toistuvaa (oskilloivaa) jännitteen/virran aaltomuotoa. Miten tuo tuottaminen tapahtuu on sitten oma tarinansa.

TODO: paljon...

Oskillaattorien topologiat

TODO..

Oskillaattorien vaihesiirtoelementtien mukaisia jakoja

Jotkin rakenteet toimivat komponentteja skaalaamalla äänitaajuuksista korkeille mikroaaltotaajuuksille.

RC

Vaihesiirto tuotetaan vastuksen ja kondensaattorin avulla. Tavallisesti äänitaajuuksilla.

LC

Vaihesiirto tuotetaan kelan ja kondensaattorin avulla. Kaikilla RF taajuuksilla.

Wienin silta

Erittäin hidas oskillaattori, muutamasta hertzistä millihertseihin (jaksot jopa minuutteja).

Kide

Kide on korkean Q-arvon omaava "LC" komponentti, jonka avulla toteutetaan oskillaattori, jonka taajuus on kiteen suosimalla taajuudella.

Kideoskillaattorien kytkentöjä on kaikille perustyypeille (Colpitts, Pierce, Wien, jne..) ja niiden johdannaisia on myös runsaasti.

Kide-oskillaattoreita tarvitaan niin usein, että niitä tehdään komponentteina. Tavalliset vakiintuneet nimitykset/lyhenteet ovat:

• XO: Xtal Oscillator
• OCXO: Owen Controlled Xtal Oscillator — lämpövakioitu (uunitettu) oskillaattori
• VCXO: Voltage Controlled Xtal Oscillator
• TCXO: Temperature Controlled Xtal Oscillator

TCXO varustetaan joskus ulkoisella säätöjännitteellä ja valmistajasta riippuen komponentti saa (tai ei saa) "VC"-etuliitteen.

Viivelinja

Erityisesti integroiduilla piireillä käytetty tekniikka, jossa "+" ja "-" -vaiheiset signaalit laitetaan kulkemaan rinnakkaisia kehiä, jotka on kytketty toisiinsa Möebiuksen nauhan tapaan.

Kaviteetti

Monenlaiset mekaaniset mitat ovat mahdollisia, mukaanlukien Invar-metalliin kaiverrettu termostoitu ja sisäpinnalta hopeoitu ura joka toimii oskillaattorin tankkipiirinä.

Tällaisella ontelolla on mahdollista saavuttaa erinomaisen vakaat fyysiset mitat ja samalla korkea Q-arvo jotka pitävät oskillaattorin värähtelytaajuuden tarkassa hallinnassa.

TODO: JPL-viitteet invar-kaviteetista ja suprajohtavasta kaviteetista.

VCO

Voltage Controlled Oscillator eli jännitesäätöinen oskillaattori on tärkeä väline nykyisissä digitaalisesti hallittavissa RF laitteissa.

Se yhdessä PLL:n ja mahdollisten digitaalisten laskureiden kanssa mahdollistaa mielivaltaisen lähtötaajuuden tuottamisen refrenssitaajuudesta.

VCO on yleensä varsin herkkä sekä käyttöjännitteen, että ohjausjännitteen vaihteluille. Käyttämällä tätä PLL-rakenteen takaisinkytkennän kanssa, tällaiset ongelmat vähenevät.

Useimmat oskillaattorirakenteet voidaan varustaa jännite- tai virtasäädöllä joka mahdollistaa niiden toimintataajuuden muutoksen jossain rajoissa.

Mikroaalto-oskillaattorit

mm:

Gunn

TODO: Gunn-diodi

DRO

Dielectric Resonant Oscillator on oskillaattori jonka mikroliuskaisen L/C-tankkipiirin mikroliuskarakenteen päälle/lähelle laitetaan palanen korkean $\epsilon _{r}\,$:n ainetta nostaen k.o. tankkipiirin Q-arvoa.

Kuormittamalla em. tavalla tehtyä tankkipiiriä sen lähellä olevalla toisella LC-piirillä jonka kapasitanssi on säädettävää, esim. kapasitanssidiodi, voidaan DRO:n toimintataajuutta muuttaa ulkoisella ohjauksella.

Suunnitteluperiaatteista, säädettävyydestä, jne:

http://www.gedlm.com/DRO/DRO.asp

YIG

Yttrium-Iron-Garnet - pieni kide jonka RF-ominaisuuksia voi säätää ulkoisella tasavirtamagneettikentällä. Yhdistettynä tavallisesti aktiiviseen puolijohteeseen (kuten Gunn) ja palasen ympäri kulkevaan silmukkaan, mahdollistaa laajahkolla (oktaavi tai jopa useampi) taajuusalueella tapahtuvan virtaohjatun virittämisen.

Käytetään oskillaattoreissa ja suodattimissa ulkoisesti ohjattuna viritysrakenteena.

Magnetron

Varhainen mikroaaltotehon (tyhjöputki) tuottolaite, nykyisin löytyy jokaisesta keittiöstä tuottamassa 2.4 GHz tietämillä olevaa radiotehoa 500-800 Watin teholla.

Viritetään käyttöjännitteellä, kaviteettien mitoilla ja kaviteettien alueella vaikuttavan magneettikentän voimakkuudella.

Voidaan myös käyttää 30 dB vahvistimena, jossa oskillaattori injektiolukitaan pienitehoiseen syötesignaaliin.

Klystron

Toinen varhainen mikroaalto-oskillaattori, jota voidaan konfiguraatiosta riippuen käyttää myös vahvistimena. Klystronien tehot ovat milliwateista megawatteihin. Useat analogiset UHF TV-lähettimet perustuvat Klystroneihin päävahvistiminaan.

BWO

Backwave oscillator - tyhjöputkikomponentti joka tuottaa millimetri- ja alimillimetrialueen radiotehoa.

Gyratron

Eksoottinen suuritehoinen (jopa yli 100 Megawattia) radiotehon tuottaja millimetrialueella. Perustuu voimakkaan elektronisuihkun kuljettamiseen tiukkaa spiraalia pitkin, jolloin elektronit luovuttavat ns. synkrotronisäteilyä.

Valitsemalla parametrit sopivasti alkuperäisestä elektronisuihkusta saadaan yli 90% radiotehoa.