מהו מתנד?

באלקטרוניקה, מתנד הוא מעגל חשמלי או מעגל מוכלל היוצר אות חשמלי מחזורי, לרוב גל סינוס או גל מרובע. תדר המתנד עשוי להיות מפחות מהרץ ועד עשרות גיגה-הרצים.

מאפייני מתנד גשר ויין:

המאפיין החשוב ביותר שך המתנד הוא התדירות של האות החלופין שאותו הוא מייצר אנו משתמשים במתנד כדי לקבל מתח חלופין בתדירות הדרושה לנו.

חשוב מאוד לבנות מתנד בתדר גבווה כדי שיהיה יציבות בעבודה שלו וגם שיהיה יותר מהיר בפעולתו.

סוג מתנדים:

מתנד הרמוני (סינוס ואידי(

המתנד ההרמוני יוצר גל סינוסואידי. בבסיסו הוא מגבר שמוצאו מחובר למסנן צר-סרט, שמוצאו מחובר לכניסת המגבר. כאשר מדליקים את המגבר, מופיע רעש במוצא שלו. הרעש עובר דרך המסנן כך שרק תדרים שהם בתחום הצר שמעביר המסנן מועברים בחזרה אל כניסת המגבר, ואלו מוגברים יותר ויותר כיוון שהתהליך חוזר על עצמו. תוך מספר מחזורים קטן מתייצב המתנד ומגיע למצב עמיד. אז מתקבל במוצא המגבר אות שמורכב מתחום צר של תדרים, שמרכזו הוא התדר המרכזי של המסנן, ורוחבו הספקטרלי נקבע על ידי רוחב המסנן.

ניתן לצמד אל המסנן גביש פיאזואלקטרי (לרוב מקוורץ) כדי לייצב את תדר התנודה. תכנון כזה מכונה מתנד גבישי.

את ההגברה והסינון ניתן להשיג במגוון של דרכים, ולכן ישנן גישות שונות לתכנון מתנדים הרמוניים, ביניהן מתנד הארטלי, מתנד קולפיטס ומתנד קלאפ.

מתנד מבוקר מתח : 

בסוג זה של מתנד הוא היכולת לשנות באופן אלקטרוני את תדר המוצא. מתנדים מבוקרי מתח משמשים בעיקר בשרשראות RF, ומסייע בהמרת תדרים תוך שימוש בערבל.

תדר המתנד ניתן לשינוי בעזרת נגד משתנה (ברכיב אנלוגי-VCO) או דרך שינוי מילה ספרתית (ברכיב בעל ממשק ספרתי - DCO). במקלטי רדיו ביתיים נעזרים ב-VCO לברור את תדר התחנה שמעוניינים להאזין לה. כמעט בכל מקלט שאיננו מקלט ישיר קיים מתנד משתנה.

כיום משתמשים ב-VCO גם לחיבור חוג נעול מופע (PLL) לתיקון עדין של הפאזה במוצא המתנד.

במתנד גביש שינוי המתח נעשה רק במעגל הכפלת התדר לשינוי הקיבול ולא על הגביש עצמו. מתנד גבישי משתנה במתח נקרא VCXO.

תכנן מתנד גשר ויין  בעל תדר מוצא של 10K וציין את שיקולי התכנון וערכי הרכיבי שבחרת סרטט את המעגל שתכננת.

 איור 1

מהלך הניסוי:

המעגל שסרטטי בעזרת תוכנית ההדמיה:

איור 2

האות שקיבלתי במוצא של משקף התנודות:

איור 3

כאשר משנים את תנאי A*B>1 למצב A*B=1

התוצאה הייתה צריכה להיות :

 איור 4

 אבל התוכנה הציגה לנו התוצאה הבאה:

איור 5

וכאשר A*B<1 הייתה צריכה התוצאה:

 איור 6

אבל התוכנה הציגה לנו קוו ישר כי הפעולה של המתנד הייתה מאוד מהירה:

איור 7