Frekans uyarlamalı kaynak bağlamalı bir osilatör yapısı

Abstract

Frekans uyarlama, doğrusal olmayan bir osilatörün salınım frekansının, dışarıdan uygulanan periyodik bir işaretin frekansına kilitlenmesini tanımlayan bir kavramdır. Uyarlama sırasında osilatörün fazında meydana gelen değişimin, durum denklemine uygun bir şekilde eklenmesiyle, frekans uyarlamalı osilatör gerçekleştirilir. Frekans uyarlama olayı, herhangi bir işaret işleme adımı uygulanmasını gerektirmeden, osilatörün dinamik yapısı içinde gerçekleşir. Ayrıca dışarıdan uygulanan işaret kaldırılsa bile, osilatör daha önce kilitlendiği frekans değerinde salınmaya devam edecektir. Daha önce Fitzhugh Nagumo, Van Der Pol ve Rayleigh gibi birçok osilatörün denklemlerine başarılı bir şekilde uygulanan bu kural, aynı zamanda Hopf osilatör üzerinde devre olarak da gerçeklenmiştir. Bu tezde, faz kilitleme işlemi ile frekans uyarlama işlemi arasındaki ilişki detaylı bir şekilde incelenip, kuralın nasıl oluşturulduğu gösterilmiştir. Ayrıca bu adaptasyon kuralı ilk kez bu tezde kaynak bağlamalı osilatörün denklemlerine eklenmiştir. Bu uyarlamalı kaynak bağlamalı osilatörün yeni denklemleri, bir sayısal analiz programı yardımıyla çözülmüş ve teorik öngörülerin geçerliliği test edilmiştir. Uyarlamalı osilatöre ilişkin model denklemlerinden yola çıkılarak, fiziksel devre elemanları ile gerçeklenebilecek frekans uyarlamalı kaynak bağlamalı bir osilatör devresi tasarlanmış ve bu devre PSpice benzetim programı yardımıyla test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar tasarlanan bu yeni osilatörün öngörülere uygun olarak çalıştığını doğrulamıştır.

Frequency adaptation is a concept that defines the frequency locking of the intrinsic frequency of a nonlinear oscillator to a frequency of an externally applied periodic signal. The adaptive frequency oscillator is realized by properly adding the changes occuring in the oscillator phase during the adaptation, to the state equation. Frequency adaptation process occurs within the dynamic structure of the oscillator, without requiring any implementation of signal processing step. In addition, the oscillator will keep oscillating with the adapted frequency even if the externally applied signal is removed. This rule, which was successfully applied to many kinds of oscillators such as Fitzhugh Nagumo, Van Der Pol and Rayleigh oscillator in the past, was also realized as a circuit based on the Hopf oscillator equations. In this thesis, the realization method of the adaptation rule was shown by examining the relationship between the phase-lock and frequency adaptation process in details. In addition, the adaptation rule was added to the equations of the source coupled multivibrator which has applied for the first time in this thesis. The equations of this adaptive frequency source coupled oscillator was solved using a numerical simulation program and the validity of the theoritical predictions were tested. Starting from the model equations of the adaptive oscillator, an adaptive frequency source coupled oscillator circuit was designed that can be implemented using physical electrical components and this circuit was tested using PSpice simulation program. The results obtained, verified that the new oscillator operates in accordance with the predictions.