مذبذب روير Royer Oscillators

يتوفر هناك أنواع مختلفة من المذبذبات ولكنّ مذبذب “Royer” هو أحد أنواع المذبذبات، والذي اخترعه العالم “جي إتش روير” في عام 1954م، وكما إنّ اسم هذا المذبذب منسوب لاسم العالم “رويال” الذي اخترع هذا المذبذب، حيث يستعمل مذبذب روير “Royer Oscillators” محولاً على مستوى الناتج لإنتاج إشارات مثل غير منحرفة ومستمرة، وتخصص هذا المذبذب هو أنّه يمكن أن يولد موجات الإنتاج على شكل مربع ومستطيل الشكل.

ما هو مذبذب روير Royer Oscillators؟

مذبذب روير “Royer Oscillators”: هو أحد أنواع المذبذبات الإلكترونية التي تولد اهتزازات مستقرة على شكل شكلين مثل المربع والمستطيل عند تردد الرنين المطلوب باستخدام محول، كما سوف ينتج مذبذب نوع “Royer” الرنان تذبذبات الإخراج في شكل موجات جيبية، حيث يأتي هذا المذبذب تحت قطاع مذبذب الاسترخاء.

أساسيات مذبذب Royer Oscillators:

يُعد مذبذب “Royer” هو مذبذب استرخاء إلكتروني يستخدم محول قلب قابل للإشباع، ويتميز بمزايا البساطة وانخفاض عدد المكونات والأشكال الموجية المستطيلة وعزل المحولات السهل، ومن خلال الاستفادة الكبرى من قلب المحول فإنّه يخفض أيضاً من حجم ووزن المحول وكما تقدم دائرة “Royer” الكلاسيكية موجات مربعة، وهناك تصميم محول آخر يُعتبر غالباً باسم “Royer الرنان” الذي ينتج الموجات الجيبية، وتم وصفه لأول مرة في عام 1959م من قبل “Baxandall”.

إنّ مذبذبات “Royer” هي نوع واحد من مذبذب الاسترخاء، وباستعمال المحول المركزي في الدائرة يمكنه إنتاج أقصى تردد للتذبذبات بالتردد المطلوب، وهذا المذبذب قليل التكلفة والحجم منخفض مقارنة بدارات المذبذب الأخرى وتم تقليل حجم الدائرة أيضاً من خلال عدد لفات المحول المركزي، وهناك تفضيل كبير لهذه المذبذبات في عمليات البحث الخاصة بنقل الطاقة اللاسلكية، وتحتاج إلى تحليل تأثير الترانزستورات على الناتج بشروط مختلفة.

يُعد الشبه الوحيد لمحول “Royer” بأنّه يتأرجح جهد الصنبور المركزي لأعلى ولأسفل، حيث يقاوم المحرِّض التغيير الحالي، ونتيجةً لذلك يظهر شكل الموجة مثل مقوم نصف موجة، وجهد الإمداد يساوي المتوسط لذا فإنّ المصدر يبلغ ذروته تقريباً “pi / 2 * Vcc”، ونظراً لأنّ المحول يُعد كمحول ذاتي “2: 1” على المستوى الأساسي، فإنّ جهد مجمع الترانزستور “المتوقف” يصل إلى الضعف، أو “pi” مرات “Vcc”.

تم استعمال محول “Baxandall” مؤخراً في التحكم بأنابيب الفلورسنت من مصادر الجهد القليلة، وغالباً ما تستعمل البطاريات القابلة لإعادة الشحن، لإضاءة الطوارئ والتخييم ويُعد “Baxandall” متغيراً بتبديل الجهد لمذبذب موجة جيبية، كما يبدو أنّ هذا البديل كان رائداً لمعظم برامج التشغيل ثنائية الترانزستور للمصابيح الفلورية المدمجة والمصابيح الفلورية المدمجة، والتي تم استعمالها مؤخراً لتشغيل مصابيح “LED” ذات الجهد المنخفض أيضاً.

هناك تطبيق آخر لمحول “Baxandall” في تشغيل “CCFLs”، حيث تُظهر “CCFLs” تدهوراً في كفاءة ناتجها من التيار إلى الضوء في وجود التوافقيات وبالتالي فإنّ دائرة الرنين هي التي تستخدم لقيادتها، ومن أجل إتاحة تعديل شدة الضوء تعمل الدائرة المتكاملة عادةً بتشغيل إشارة معدلة بعرض النبضة في بوابة ترانزستور إضافي، وتشكل محولاً متدرجاً مع مصجر التغذية، كما تتحكم الدوائر المتكاملة الأخرى أيضاً في ترانزستورات المذبذب وتكون القيمة صفر للمحول في منتصف المصدر للقيام بذلك.

• “CCFLs” هي اختصار لـ “cold cathode fluorescent lamp”.

• “LED” هي اختصار لـ “Light Emitting Diode”.

دائرة Royer Oscillator:

بالنسبة لتصميم دائرة مذبذب “Royer”، فإنّ الإدخال إلى الدائرة هو مصدر جهد بجهد “12 فولت” ويطلق على الترانزستورين اسم “Q1″ و”Q2” ولها محول مركزي، كما يتمثل استعمال المحول المركزي في المذبذب في إرشاد الجهد عبر وسيط عازل من ناتج الترانزستورات وهما “Q1″ و”Q2”.

لا يتم تفعيل الترانزستورات “Q1″ و”Q2” في نفس الوقت لأنّ جهد الإمداد لا يتم استعماله في نفس الوقت لكل من الترانزستورات، وكل ترانزستور يظهر خصائص مختلفة قليلاً مع الترانزستورات الأخرى ونقطة “Q” مختلفة أيضاً لكل ترانزستور، كما يكون لتحديد اللفات الأولية والثانوية للمحول المركزي هدفاً مهماً في الحصول على التذبذبات بتردد الرنين المطلوب.

1- تشغيل دائرة Royer Oscillator:

عندما يتم تطبيق جهد الإدخال على “Q1” و”Q2″، فإنّ الترانزستور “Q1” سوف يعمل وقتاً أطول من “Q2” ويدخل “Q1” في منطقة تشبع، بينما سيكون الترانزستور الآخر “Q2” في حالة قطع لجزء من جهد الإدخال وفي وقت لاحق سوف يدخل “Q1” في منطقة القطع، وسيتم تشغيل “Q2” ويعطي الناتج وتستمر هذه العملية وتعطي الناتج، لذلك مهما كان الناتج الذي يأتي من “Q1″ و”Q2” فسيتم توجيهه إلى منفذ الناتج من خلال اللفات الثانوية للمحول المركزي في شكل مجال مغناطيسي.

2- وصف الدائرة:

تتضمن دائرة “Royer” على محول ذو قلب قابل للإشباع مع ملف أولي مركزي وملف تغذية مرتدة وملف ثانوي اختيارياً، كما يتم تشغيل نصفي الأساسي بواسطة ترانزستورات في تكوين الدفع والسحب، ويربط ملف التغذية المرتدة كمية صغيرة من تدفق المحول إلى قواعد الترانزستور لتوفير ردود فعل إيجابية، ممّا يؤدي إلى التذبذب.

كما يتم تعيين تردد التذبذب من خلال أقصى كثافة تدفق مغناطيسي وجهد إمداد الطاقة ومحاثة الملف الأولي، حيث يولد “Royer” الأساسي ناتج موجة مربعة، والحاجة إلى استخدام قلب قابل للإشباع يحد من اختيار المواد الأساسية.

تطبيقات مذبذب روير Royer Oscillators:

• تُستخدم هذه المذبذبات في دوائر العاكس “DC” إلى “AC”.

• في محركات “flyback” هذه المذبذبات مفيدة.

• قابل للتطبيق في تبديل إمدادات الطاقة.

• تستخدم هذه المذبذبات في أجهزة الإرسال اللاسلكي.

ملاحظة:“DC” هي اختصار لـ “direct current” و”AC” هي اختصار لـ “Alternating current”.

التطبيقات ومتغيرات موجة جيبية في Royer Oscillators:

تُستخدم دائرة مذبذب “Royer” الكلاسيكية مع محرك التيار أو بدونه في بعض محولات التيار المتردد “DC” حيث يكون ناتج الموجة المربعة مقبولاً للحمل، كما تم استخدامه في تبديل إمدادات الطاقة عن طريق تصحيح الإنتاج وعادةً ما يتم تنفيذه باستخدام الترانزستورات ثنائية القطب، وتقوم هذه الدائرة على التشبع الرئيسي للمحول لتكوين التبديل بين الحالتين، وفي متغير “Sinewave” هناك اختلافات رئيسية بين محول “Royer” وتصميم “Baxandalls” الرنين على الرغم من أنّ الخصائص مختلطة.

• تضيف دائرة الموجة الجيبية مكثفاً بالتوازي مع المحول الأساسي الذي يتم استغلاله في المركز والذي يشكل دائرة “خزان” طنين “LC”.

• يتم ربط محث على التوالي بجهد الإمداد بالمصدر الرئيسي للمحول، وتبدل هذه المكونات نوعية الدائرة تماماً من تصميم “Royer”، وعندما يكون أحد الترانزستور قيد التشغيل يكون جهد المجمع الخاص به قريباً من الصفر، ومقيداً بجهد التشبع.

• إنّه يعمل بتيار ثابت يحدده المحرِّض، حيث ينقسم التيار في الجزء الرئيسي من المحول إلى جزأين وكل جانب يؤدي موجة جيبية ولكن في طور مضاد ولكل منهما متوسط ​ أو تيار مستمر.

• يتم إرجاع نصف تيار العرض ودائماً ما تتوازن التيارات المخالفة، لكنّ التيار الرئيسي بأكمله “يرى” موجة جيبية كاملة، وبهذا الأسلوب يمكن تصميم موجة جيبية مع الإتاحة للترانزستورات بالتعقب تماماً بين التفعيل والإيقاف في وضع الدفع والسحب.

• يتمثل الاختلاف الرئيسي في أنّ المحول لا يشبع أو لا ينبغي أن يشبع، ويتم التبديل بين الترانزستورين ببساطة من خلال القطبية المتغيرة الأولية الرنانة كل نصف دورة، وتم استخدام دارة من هذا النوع على سبيل المثال في قيادة “CRT” من راسم الذبذبات “Tektronix 547”.

ملاحظة:“CRT” هي اختصار لـ “Cathode Ray Tube” و”LC” هي اختصار لـ “inductor-capacitor”.