Oscylator działa poprzez ciągłe generowanie okresowego przebiegu lub sygnału bez potrzeby zewnętrznego wejścia po uruchomieniu. Osiąga to poprzez dodatnie sprzężenie zwrotne, w którym część sygnału wyjściowego jest przekazywana z powrotem na wejście z odpowiednią fazą i amplitudą, aby podtrzymać oscylacje. Pętla sprzężenia zwrotnego wzmacnia sygnał, powodując jego utrzymanie ruchu oscylacyjnego. Oscylatory są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, np.
w obwodach elektronicznych do generowania sygnałów zegarowych, w radiach do dostrajania do różnych częstotliwości oraz w oscylatorach do wytwarzania fal dźwiękowych w instrumentach muzycznych.
Podstawowa zasada działania oscylatora opiera się na koncepcji dodatniego sprzężenia zwrotnego. Dodatnie sprzężenie zwrotne występuje, gdy część sygnału wyjściowego jest zwracana na wejście w fazie z sygnałem oryginalnym. To sprzężenie zwrotne wzmacnia sygnał wejściowy, powodując jego wzrost i podtrzymanie, co skutkuje oscylacjami.
Oscylator utrzymuje oscylacje przy określonej częstotliwości określonej przez jego parametry konstrukcyjne, takie jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne, w połączeniu z aktywnymi komponentami, takimi jak tranzystory lub wzmacniacze operacyjne.
Oscylacja występuje, gdy system ma odpowiednią kombinację komponentów i sprzężenia zwrotnego, aby utrzymać okresowy kształt fali lub sygnał.
W oscylatorach elektronicznych zwykle obejmuje to konfigurację obwodu, w której energia jest naprzemiennie magazynowana w kondensatorze lub cewce indukcyjnej, a następnie uwalniana, tworząc ciągły cykl ładowania i rozładowywania.
Elementy oscylatora oddziałują ze sobą w sposób ciągły, wzmacniając zachowanie oscylacyjne, zapewniając trwałość kształtu fali lub sygnału w czasie.
Mechanizm oscylatora polega na utworzeniu pętli sprzężenia zwrotnego w obwodzie elektronicznym, która pozwala na przesłanie niewielkiej części sygnału wyjściowego z powrotem na wejście z prawidłową fazą i amplitudą w celu podtrzymania oscylacji. Ta pętla sprzężenia zwrotnego jest niezbędna do utrzymania ruchu oscylacyjnego poprzez ciągłe uzupełnianie energii utraconej w każdym cyklu oscylacji.
Elementy obwodu oscylatora współpracują ze sobą, aby zapewnić utrzymanie częstotliwości i amplitudy sygnału, co skutkuje stabilnym kształtem fali wyjściowej.
Na powstawanie oscylacji oscylatora wpływa kilka czynników. Przede wszystkim kluczowa jest obecność dodatniego sprzężenia zwrotnego w obwodzie, gdzie część sygnału wyjściowego jest przekazywana z powrotem na wejście w sposób wzmacniający sygnał wejściowy. To sprzężenie zwrotne gwarantuje, że sygnał będzie się cyklicznie powtarzał, generując ciągły przebieg.
Dodatkowo charakterystyki elementów, takie jak ich wartości i rozmieszczenie w obwodzie oscylatora, determinują częstotliwość i stabilność oscylacji. Oscylatory mogą mieć różną złożoność, od prostych obwodów RC po złożone oscylatory kwarcowe, każdy zaprojektowany tak, aby spełniać określone wymagania dotyczące częstotliwości i stabilności w różnych zastosowaniach.