Een oscillator werkt door continu een periodieke golfvorm of signaal te genereren zonder dat er een externe invoer nodig is zodra deze is gestart. Het bereikt dit door middel van positieve feedback waarbij een deel van het uitgangssignaal wordt teruggevoerd naar de ingang met de juiste fase en amplitude om oscillaties in stand te houden. De feedbacklus versterkt het signaal, waardoor het zijn oscillerende beweging behoudt. Oscillatoren worden in verschillende toepassingen gebruikt, zoals in elektronische circuits voor het genereren van kloksignalen, in radio’s voor het afstemmen op verschillende frequenties en in oscillatoren voor het produceren van geluidsgolven in muziekinstrumenten.
Het basisprincipe van een oscillator is gebaseerd op het concept van positieve feedback. Positieve feedback treedt op wanneer een fractie van het uitgangssignaal in fase met het oorspronkelijke signaal wordt teruggekoppeld naar de ingang. Deze feedback versterkt het ingangssignaal, waardoor het groeit en zichzelf in stand houdt, wat resulteert in oscillaties. De oscillator handhaaft oscillaties op een specifieke frequentie die wordt bepaald door de ontwerpparameters zoals weerstanden, condensatoren en inductoren in combinatie met actieve componenten zoals transistors of operationele versterkers.
Oscillatie treedt op wanneer een systeem de juiste combinatie van componenten en feedback heeft om een periodieke golfvorm of signaal in stand te houden. Bij elektronische oscillatoren gaat het doorgaans om een circuitconfiguratie waarbij energie afwisselend wordt opgeslagen in een condensator of inductor en vervolgens wordt vrijgegeven, waardoor een continue cyclus van opladen en ontladen ontstaat. De componenten binnen de oscillator werken zo samen dat ze het oscillerende gedrag voortdurend versterken, waardoor de golfvorm of het signaal in de loop van de tijd blijft bestaan.
Het mechanisme van een oscillator omvat het creëren van een feedbacklus binnen een elektronisch circuit waardoor een klein deel van het uitgangssignaal kan worden teruggevoerd naar de ingang met de juiste fase en amplitude om oscillaties in stand te houden. Deze feedbacklus is essentieel voor het in stand houden van de oscillerende beweging door het continu aanvullen van de energie die verloren gaat in elke oscillatiecyclus. De componenten binnen het oscillatorcircuit werken samen om ervoor te zorgen dat het signaal zijn frequentie en amplitude behoudt, wat resulteert in een stabiele uitgangsgolfvorm.
Verschillende factoren dragen ertoe bij dat een oscillator gaat oscilleren. In de eerste plaats is de aanwezigheid van positieve feedback binnen het circuit cruciaal, waarbij een deel van het uitgangssignaal wordt teruggekoppeld naar de ingang op een manier die het ingangssignaal versterkt. Deze feedback zorgt ervoor dat het signaal heen en weer blijft bewegen, waardoor een continue golfvorm ontstaat. Bovendien bepalen de kenmerken van de componenten, zoals hun waarden en de opstelling binnen het oscillatorcircuit, de frequentie en stabiliteit van de oscillaties. Oscillatoren kunnen qua complexiteit variëren van eenvoudige RC-circuits tot complexe kristaloscillatoren, elk ontworpen om te voldoen aan specifieke frequentie- en stabiliteitsvereisten in verschillende toepassingen.
