Blocking oscillator
بلاکنگ آسکیلیٹر (جسے بعض اوقات پلس آسکیلیٹر بھی کہا جاتا ہے) مجرد الیکٹرانک اجزاء کی ایک سادہ ترتیب ہے جو آزادانہ طور پر چلنے والا سگنل تیار کر سکتی ہے، جس میں صرف ایک مزاحم، ایک ٹرانسفارمر، اور ایک امپلیفائنگ عنصر جیسے ٹرانجسٹر یا ویکیوم ٹیوب کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ نام اس حقیقت سے اخذ کیا گیا ہے کہ زیادہ تر ڈیوٹی سائیکل کے لیے امپلیفائنگ عنصر کٹ آف یا "بلاک" ہوتا ہے، جس سے ریلیکسشن آسکیلیٹر کے اصول پر وقتا فوقتا دال پیدا ہوتی ہے۔ غیر سینوسائڈل آؤٹ پٹ ریڈیو فریکوئنسی مقامی آسکیلیٹر کے طور پر استعمال کے لیے موزوں نہیں ہے، لیکن یہ پاور لائٹس، ایل ای ڈی، ای ایل تار، یا چھوٹے نیون اشارے کے لیے ٹائمنگ جنریٹر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ اگر آؤٹ پٹ کو آڈیو سگنل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو سادہ ٹون بھی الارم یا مورس کوڈ پریکٹس ڈیوائس جیسی ایپلی کیشنز کے لیے کافی ہیں۔ کچھ کیمرے سرخ آنکھ کے اثر کو کم کرنے کے لیے شاٹ سے پہلے فلیش کو سٹروب کرنے کے لیے بلاکنگ آسکیلیٹر کا استعمال کرتے ہیں۔ سرکٹ کی سادگی کی وجہ سے، یہ تجارتی الیکٹرانک کٹس میں سیکھنے کے بہت سے منصوبوں کی بنیاد بناتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی ثانوی گھماؤ کو اسپیکر، لیمپ، یا ریلے کی گھماؤ کو کھلایا جا سکتا ہے۔ مزاحم کے بجائے، ٹائمنگ کیپسیٹر کے متوازی میں رکھا گیا پوٹینومیٹر تعدد کو آزادانہ طور پر ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے، لیکن کم مزاحمت پر ٹرانجسٹر کو زیادہ چلایا جا سکتا ہے، اور ممکنہ طور پر نقصان پہنچا سکتا ہے۔ آؤٹ پٹ سگنل طول و عرض میں چھلانگ لگائے گا اور بہت مسخ ہو جائے گا۔ سرکٹ آپریشن سرکٹ ٹرانسفارمر کے ذریعے مثبت فیڈ بیک کی وجہ سے کام کرتا ہے اور اس میں دو بار شامل ہوتا ہے-جب سوئچ بند ہوتا ہے تو بند ہونے کا وقت، اور جب سوئچ کھلا ہوتا ہے تو ٹوپین کا وقت۔ تجزیہ میں درج ذیل مخففات استعمال کیے جاتے ہیں: t، وقت، ایک متغیر بند: بند چکر کے اختتام پر فوری، کھلے چکر کا آغاز۔ اس کے علاوہ وقت کی مدت کی پیمائش جب سوئچ بند ہوتا ہے۔ ٹوپین: کھلی سائیکل کے اختتام پر فوری، بند سائیکل کا آغاز۔ جیسا کہ T = 0۔ اس کے علاوہ وقت کی مدت کی پیمائش جب سوئچ کھلا ہو۔ وی بی، ماخذ وولٹیج مثلا۔ وی بیٹری وی پی، پرائمری وائڈنگ کے پار وولٹیج۔ ایک مثالی سوئچ پرائمری میں سپلائی وولٹیج Vb پیش کرے گا، لہذا مثالی صورت میں Vp = Vb۔ Vs، ثانوی گھومنے والی Vz کے پار وولٹیج، فکسڈ لوڈ وولٹیج مثال کے طور پر۔ زینر ڈایڈڈ کے ریورس وولٹیج یا روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ (ایل ای ڈی) کے فارورڈ وولٹیج کے ذریعے۔ آئی ایم، پرائمری آئیپیک میں مقناطیسی کرنٹ، ایم، پرائمری میں زیادہ سے زیادہ یا "چوٹی" مقناطیسی کرنٹ۔ ٹوپین سے فورا پہلے ہوتا ہے۔ این پی، بنیادی موڑ این ایس کی تعداد، ثانوی موڑ این کی تعداد، موڑ کا تناسب این ایس/این پی کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ مثالی حالات میں کام کرنے والے مثالی ٹرانسفارمر کے لیے، Is = Ip/N، Vs = N × Vp۔ ایل پی، پرائمری (سیلف) انڈکشن، ایک ویلیو جس کا تعین پرائمری ٹرنز این پی اسکوائرڈ کی تعداد سے ہوتا ہے، اور ایک "انڈکشن فیکٹر" اے ایل۔ سیلف انڈکشن کو اکثر Lp = AL × Np2 × 10−9 ہنریوں کے طور پر لکھا جاتا ہے۔ R، مشترکہ سوئچ اور بنیادی مزاحمت اوپر، ہواؤں میں مقناطیسی میدان کے بہاؤ میں ذخیرہ شدہ توانائی، جیسا کہ مقناطیسی کرنٹ کی طرف سے ظاہر ہوتا ہے۔ مزید تفصیلی تجزیے کے لیے درج ذیل کی ضرورت ہوگی: M = باہمی انضمام، اس کی قیمت کا تعین اس ڈگری سے ہوتا ہے جس تک بنیادی جوڑوں کے ذریعہ پیدا کردہ مقناطیسی میدان ثانوی کے ساتھ (مشترکہ) ہوتا ہے، اور اس کے برعکس۔ جوڑنا۔ جوڑی کبھی بھی کامل نہیں ہوتی ؛ ہمیشہ نام نہاد پرائمری اور سیکنڈری "رساو کا بہاؤ" ہوتا ہے۔ عام طور پر شارٹ سرکٹ ثانوی اور شارٹ سرکٹ شدہ بنیادی پیمائشوں سے شمار کیا جاتا ہے۔ ایل پی، لیک = سیلف انڈکشن جو مقناطیسی میدان کی نمائندگی کرتا ہے، اور صرف ایل ایس، لیک = سیلف انڈکشن کے ساتھ جوڑا جاتا ہے جو مقناطیسی میدان کی نمائندگی کرتا ہے، اور ثانوی وائڈنگ کے ساتھ جوڑا جاتا ہے صرف Cwindings = interwinding Capacitance۔ اقدار صرف پرائمری موڑ کے لیے موجود ہیں، صرف سیکنڈری موڑ، اور پرائمری سے سیکنڈری موڑ کے لیے۔ عام طور پر ایک ہی قدر میں ملایا جاتا ہے۔ بند کے دوران آپریشن (اس وقت جب سوئچ بند ہوتا ہے) جب سوئچ (ٹرانجسٹر، ویکیوم ٹیوب) بند ہوتا ہے تو یہ سورس وولٹیج Vb کو ٹرانسفارمر پرائمری کے پار رکھتا ہے۔ ٹرانسفارمر کا مقناطیسی کرنٹ آئی ایم آئی ایم = ویپریمری × ٹی/ایل پی ہے ؛ یہاں ٹی (وقت) ایک متغیر ہے جو 0 سے شروع ہوتا ہے۔ یہ مقناطیسی کرنٹ آئی ایم کسی بھی عکاسی شدہ ثانوی کرنٹ پر "سواری" کرے گا جو ثانوی بوجھ میں بہتا ہے (جیسے۔ سوئچ کے کنٹرول ٹرمینل میں ؛ پرائمری = Is/N) میں ثانوی کرنٹ کی عکاسی کرتا ہے۔ بدلتا ہوا پرائمری کرنٹ ٹرانسفارمر کے گھومنے کے ذریعے بدلتے ہوئے مقناطیسی میدان ("فلکس") کا سبب بنتا ہے۔ یہ بدلتا ہوا میدان (نسبتا) مستحکم ثانوی وولٹیج Vs = N × Vb کو جنم دیتا ہے۔ کچھ ڈیزائنوں میں (جیسا کہ خاکے میں دکھایا گیا ہے) ثانوی وولٹیج Vs ماخذ وولٹیج Vb میں اضافہ کرتا ہے۔ اس صورت میں کیونکہ پرائمری کے پار وولٹیج (جب سوئچ بند ہوتا ہے) تقریبا Vb، Vs = (N + 1) × Vb ہوتا ہے۔ متبادل طور پر سوئچ اپنے کچھ کنٹرول وولٹیج یا کرنٹ براہ راست Vb سے اور باقی انڈیوزڈ Vs سے حاصل کر سکتا ہے۔ اس طرح سوئچ کنٹرول وولٹیج یا کرنٹ "فیز میں" ہے جس کا مطلب ہے کہ یہ سوئچ کو بند رکھتا ہے، اور یہ (سوئچ کے ذریعے) پرائمری میں سورس وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے۔ اس صورت میں جب بنیادی مزاحمت بہت کم یا کوئی نہیں ہے اور بہت کم یا کوئی سوئچ مزاحمت نہیں ہے، تو مقناطیسی کرنٹ کا اضافہ ایک "لکیری ریمپ" ہے جس کی وضاحت پہلے پیراگراف کے فارمولے میں کی گئی ہے۔ اس صورت میں جب نمایاں پرائمری مزاحمت یا سوئچ مزاحمت یا دونوں ہوں (کل مزاحمت R، مثال کے طور پر۔ پرائمری کنڈلی مزاحمت کے علاوہ ایمیٹر میں ایک مزاحم، ایف ای ٹی چینل مزاحمت)، ایل پی/آر وقت مستقل مقناطیسی کرنٹ کو مسلسل کم ہونے والی ڈھلوان کے ساتھ بڑھتے ہوئے منحنی خطوط کا سبب بنتا ہے۔ دونوں صورتوں میں مقناطیسی کرنٹ آئی ایم کل پرائمری (اور سوئچ) کرنٹ آئی پی پر حاوی ہو جائے گا۔ بغیر کسی حد کے یہ ہمیشہ کے لیے بڑھ جائے گا۔ تاہم، پہلی صورت میں (کم مزاحمت)، سوئچ بالآخر زیادہ کرنٹ کو "سپورٹ" کرنے سے قاصر ہو جائے گا جس کا مطلب ہے کہ اس کی موثر مزاحمت اتنی بڑھ جاتی ہے کہ سوئچ کے پار وولٹیج ڈراپ سپلائی وولٹیج کے برابر ہوتا ہے۔ اس حالت میں سوئچ کو "سیچوریٹڈ" کہا جاتا ہے (مثال کے طور پر۔ اس کا تعین ٹرانجسٹر کے گین ایچ ایف ای یا "بیٹا") سے ہوتا ہے۔ دوسرے معاملے میں (مثال کے طور پر پرائمری اور/یا ایمیٹر مزاحمت غالب) کرنٹ کی (گھٹتی ہوئی) ڈھلوان ایک ایسے مقام تک کم ہو جاتی ہے کہ سیکنڈری میں انڈیوسڈ وولٹیج اب سوئچ کو بند رکھنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ تیسرے معاملے میں، مقناطیسی "کور" مواد سنترپت ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ اپنے مقناطیسی میدان میں مزید اضافے کی حمایت نہیں کر سکتا ؛ اس حالت میں پرائمری سے سیکنڈری میں انڈکشن ناکام ہو جاتا ہے۔ تمام صورتوں میں، بنیادی مقناطیسی کرنٹ (اور اس وجہ سے بہاؤ) کے اضافے کی شرح، یا براہ راست سنترپت بنیادی مواد کے معاملے میں بہاؤ کے بڑھنے کی شرح، صفر (یا صفر کے قریب) تک گر جاتی ہے۔ پہلے دو معاملات میں، اگرچہ پرائمری کرنٹ کا بہاؤ جاری رہتا ہے، یہ بنیادی سرکٹ میں کل مزاحمت R سے تقسیم شدہ سپلائی وولٹیج Vb کے برابر مستحکم قیمت تک پہنچ جاتا ہے۔ اس موجودہ محدود حالت میں ٹرانسفارمر کا بہاؤ مستحکم رہے گا۔ صرف بدلتا ہوا بہاؤ ثانوی میں وولٹیج کی شمولیت کا سبب بنتا ہے، لہذا ایک مستحکم بہاؤ انضمام کی ناکامی کی نمائندگی کرتا ہے۔ ثانوی وولٹیج صفر پر گر جاتا ہے۔ سوئچ کھلتا ہے۔ ٹوپین کے دوران آپریشن (جب سوئچ کھلا ہوتا ہے) اب جب ٹوپین پر سوئچ کھل گیا ہے، تو پرائمری میں مقناطیسی کرنٹ آئیپیک ہے، m = Vp × بند/Lp، اور توانائی اپ اس "مقناطیسی" فیلڈ میں محفوظ ہوتی ہے جیسا کہ آئیپیک، m (توانائی UM = 1/2 × Lp × Ipeak، m2) کے ذریعہ تخلیق کی گئی ہے۔ لیکن اب مقناطیسی میدان میں مزید اضافے کو برقرار رکھنے کے لیے کوئی پرائمری وولٹیج (Vb) نہیں ہے، یا یہاں تک کہ ایک مستحکم حالت کا میدان، جس میں سوئچ کھولا جا رہا ہے اور اس طرح پرائمری وولٹیج کو ہٹا دیا جا رہا ہے۔ مقناطیسی میدان (بہاؤ) گرنے لگتا ہے، اور گرنے سے بنیادی موڑ، ثانوی موڑ، یا دونوں میں کرنٹ اور وولٹیج کو شامل کرکے توانائی کو سرکٹ میں واپس آنے پر مجبور کرتا ہے۔ پرائمری میں انڈکشن پرائمری موڑ کے ذریعے ہوگا جس کے ذریعے تمام بہاؤ گزرتا ہے (جس کی نمائندگی پرائمری انڈکشن ایل پی کرتا ہے) ؛ گرنے والا بہاؤ پرائمری وولٹیج پیدا کرتا ہے جو کرنٹ کو یا تو پرائمری سے باہر (اب کھلا ہوا) سوئچ کی طرف یا پرائمری لوڈ جیسے ایل ای ڈی یا زینر ڈایڈڈ وغیرہ میں بہتا رہنے پر مجبور کرتا ہے۔ ثانوی میں انڈکشن ثانوی موڑ کے ذریعے ہوگا جس کے ذریعے باہمی (منسلک) بہاؤ گزرتا ہے۔ یہ انڈکشن ثانوی پر وولٹیج ظاہر ہونے کا سبب بنتا ہے، اور اگر یہ وولٹیج مسدود نہیں ہے (مثال کے طور پر۔ ایک ڈایڈڈ کے ذریعے یا ایف ای ٹی گیٹ کی بہت زیادہ رکاوٹ کے ذریعے)، ثانوی کرنٹ ثانوی سرکٹ میں بہے گا (لیکن مخالف سمت میں)۔ کسی بھی صورت میں، اگر کرنٹ کو جذب کرنے کے لیے کوئی اجزاء موجود نہیں ہیں، تو سوئچ پر وولٹیج بہت تیزی سے بڑھتا ہے۔ پرائمری لوڈ کے بغیر یا بہت محدود سیکنڈری کرنٹ کی صورت میں وولٹیج صرف وائڈنگز (نام نہاد انٹر وائنڈنگ کیپسیٹنس) کے تقسیم شدہ کیپسیٹنس کے ذریعے محدود ہوگا، اور یہ سوئچ کو تباہ کر سکتا ہے۔ جب توانائی کو جذب کرنے کے لیے صرف انٹر وائنڈنگ کیپسیٹنس اور ایک چھوٹا سا ثانوی بوجھ موجود ہوتا ہے، تو بہت زیادہ تعدد کے ارتعاش ہوتے ہیں، اور یہ "پرجیوی ارتعاش" برقی مقناطیسی مداخلت کے ممکنہ ذریعہ کی نمائندگی کرتے ہیں۔ ثانوی وولٹیج کی صلاحیت اب درج ذیل طریقے سے منفی ہو جاتی ہے۔ گرنے والا بہاؤ بنیادی کرنٹ کو پرائمری سے اب کھلے ہوئے سوئچ کی طرف بہاؤ پر آمادہ کرتا ہے۔ اسی سمت میں بہنے کے لیے جب سوئچ بند تھا تو یہ بہہ رہا تھا۔ پرائمری کے سوئچ اینڈ سے کرنٹ کے باہر نکلنے کے لیے، سوئچ اینڈ پر پرائمری وولٹیج کو اس کے دوسرے سرے کے مقابلے میں مثبت ہونا چاہیے جو سپلائی وولٹیج Vb پر ہے۔ لیکن یہ قطعیت میں ایک بنیادی وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے جو اس وقت کے برعکس تھا جب سوئچ بند تھا: بند ہونے کے دوران، پرائمری کا سوئچ اینڈ تقریبا صفر تھا اور اس وجہ سے سپلائی اینڈ کے مقابلے میں منفی تھا۔ اب ٹوپین کے دوران یہ Vb کے مقابلے میں مثبت ہو گیا ہے۔ ٹرانسفارمر کے "گھومنے کے احساس" (اس کے گھومنے کی سمت) کی وجہ سے، ثانوی پر ظاہر ہونے والا وولٹیج اب منفی ہونا چاہیے۔ ایک منفی کنٹرول وولٹیج سوئچ کو برقرار رکھے گا (جیسے۔ این پی این بائی پولر ٹرانجسٹر یا این-چینل ایف ای ٹی) کھلتا ہے، اور یہ صورتحال اس وقت تک برقرار رہے گی جب تک کہ گرنے والے بہاؤ کی توانائی (کسی چیز کے ذریعے) جذب نہ ہو جائے۔ جب جذب کرنے والا بنیادی سرکٹ میں ہوتا ہے، مثال کے طور پر۔ ایک زینر ڈایڈڈ (یا ایل ای ڈی) جس میں وولٹیج وی زیڈ پرائمری وائڈنگز کے پار "بیک ورڈ" سے جڑا ہوا ہے، کرنٹ ویو شیپ ایک مثلث ہے جس میں ٹائم ٹوپین کا تعین فارمولا آئی پی = آئیپیک، ایم-وی زیڈ × ٹوپین/ایل پی سے ہوتا ہے، یہاں آئیپیک، ایم جب سوئچ کھلتا ہے تو پرائمری کرنٹ ہوتا ہے۔ جب آبزروبر ایک کیپسیٹر ہوتا ہے تو وولٹیج اور کرنٹ ویو شیپس 1/2 سائیکل سائن ویو ہوتے ہیں، اور اگر آبزروبر ایک کیپسیٹر پلس ریزسٹر ہوتا ہے تو ویو شیپس 1/2 سائیکل ڈیمپڈ سائن ویو ہوتے ہیں۔ جب آخر کار توانائی کا اخراج مکمل ہو جاتا ہے، تو کنٹرول سرکٹ "ان بلاک" ہو جاتا ہے۔ کنٹرول وولٹیج (یا کرنٹ) اب کنٹرول ان پٹ میں "فلو" کرنے اور سوئچ کو بند کرنے کے لیے آزاد ہے۔ یہ دیکھنا آسان ہوتا ہے کہ جب ایک کیپسیٹر کنٹرول وولٹیج یا کرنٹ کو "کمیوٹیٹ" کرتا ہے ؛ بجنے والا ارتعاش کنٹرول وولٹیج یا کرنٹ کو منفی (اوپن) سے مثبت (بند) تک لے جاتا ہے۔ تکرار کی شرح 1/(بند + ٹوپین) سب سے آسان صورت میں، کل سائیکل کی مدت (بند + ٹوپین)، اور اس وجہ سے اس کی تکرار کی شرح (سائیکل کی مدت کا باہمی)، تقریبا مکمل طور پر ٹرانسفارمر کے مقناطیسی انڈکشن ایل پی، سپلائی وولٹیج، اور لوڈ وولٹیج وی زیڈ پر منحصر ہے۔ جب توانائی کو جذب کرنے کے لیے ایک کیپسیٹر اور مزاحم کا استعمال کیا جاتا ہے، تو تکرار کی شرح R-C وقت مستقل پر منحصر ہوتی ہے، یا L-C وقت مستقل جب R چھوٹا یا غیر موجود ہوتا ہے (L Lp، Ls یا Lp، s ہو سکتا ہے)۔ پیٹنٹ یو ایس پیٹنٹ 2211852، 1937 میں دائر کیا گیا، "بلاکنگ آسکیلیٹر اپریٹس"۔ (ویکیوم ٹیوب کے ارد گرد مبنی)۔ یو ایس پیٹنٹ 2745012، 1951 میں دائر کیا گیا، "ٹرانجسٹر بلاکنگ آسکیلیٹرز"۔ یو ایس پیٹنٹ 2780767، 1955 میں دائر کیا گیا، "کم وولٹیج کو اعلی براہ راست وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے سرکٹ کا انتظام"۔ یو ایس پیٹنٹ 2881380، 1956 میں دائر کیا گیا، "وولٹیج کنورٹر"۔ فلائی بیک کنورٹر فارورڈ کنورٹر جول تھیف فوٹ نوٹ حوالہ جات بھی دیکھیں خاص طور پر § 7-13 مونوسٹیبل بلاکنگ آسکیلیٹر "p. 203ff اور § 7-14 دی ایسٹیبل بلاکنگ آسکیلیٹر p. 206ff۔ بلاکنگ آسکیلیٹر کے ٹیونڈ ورژن کے لیے، یعنی۔ اگر مناسب طریقے سے ڈیزائن کیا جائے تو ایک ایسا سرکٹ جو خوبصورت سن ویوز بنائے گا، دیکھیں 17-17 "ریزونینٹ سرکٹ آسکیلیٹرز" پی پی۔ 530-2۔ بیرونی روابط BJTs اور Triodes کو استعمال کرتے ہوئے مختلف بلاکنگ آسکیلیٹر سرکٹس کی ایک ابتدائی (کوئی ریاضی نہیں) اور معلوماتی تفصیل۔ بی جے ٹی بلاکنگ آسکیلیٹرز کی بدلتی ہوئی کارکردگی کی پیش گوئی کرنے کے لیے کچھ سرکٹ ماڈل حاصل کرنے والا کاغذ۔ الیکٹرانک آسکیلیٹر