Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi

Çakır, Kübra; Mutlu, Resat; karakulak, ertuğrul

Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi

Kübra Çakır, (Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendislik Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Tekirdağ, Türkiye)

Reşat Mutlu, (Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendislik Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Tekirdağ, Türkiye)

Ertuğrul Karakulak (Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, Tekirdağ, Türkiye)

EMO Bilimsel Dergi

4 1

Yıl: 2021 Cilt: 11 Sayı: 21 Sayfa Aralığı: 81 - 91 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi

Öz:

Van der Pol Osilatörü 1926 yılında, Philips’te çalışan elektrik mühendisi ve fizikçi Dr. Balthasar Van der Pol tarafından keşfedilmiştir. Bu osilatör çeşidinin oldukça zengin dinamikleri mevcuttur. İlk yapılan Van der Pol Osilatörü’nde bir triyot kullanılmıştır. Günümüzde Van der Pol Osilatörü, farklı yarı iletken elemanları kullanılarak yapılabilmektedir. Bu çalışmada, nonlineer devre elemanı olarak Schottky diyotlar kullanılmıştır. Bir endüktör, bir kondansatör, ters-paralel bağlı Schottky diyot dizisi ve paralel bağlanmış negatif direnç devresinden oluşan bu yeni Van der Pol Osilatörü’nün devre denklemleri türetilmiş ve benzetimi yapılarak incelenmiştir. Benzetimlerde devrenin sınır döngüsü, devre elemanlarının akımları ve devrenin gerilimi LTspice devre analizi programı ve Matlab’in Simulink paket programı kullanılarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelime: Devre Dinamikleri Devre Modellemesi Nonlineer Osilatörler Van der Pol Osilatörü Schottky Diyot Sınır Döngüsü

Modeling an Anti-Parallel-Connected Schottky Diode String-Based Van der Pol Oscillator Circuit and its Analysis Using LTspice and Simulink

Öz:

The Van der Pol Oscillator was discovered in 1926 by electrical engineer and physicist Dr. Balthasar Van der Pol. This oscillator type has very rich dynamics. A triode is used in the original Van der Pol Oscillator. Nowadays, a Van der Pol Oscillator can be made using different semiconductor circuit elements. In this study, Schottky diodes are used as the nonlinear circuit elements. The circuit equations ofthe new Van der Pol Oscillator which consists of an inductor, a capacitor, anti-parallel connected Schottky diode strings, and a negative resistor circuit connected in parallel are derived and it is examined using simulations. The limit cycle of the circuit, the currents of the circuit elements and the voltage of the circuit were obtained using LTspice circuit analysis program and Simulink toolbox of Matlab.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] B. van der Pol, “A theory of the amplitude of free andforced triode vibrations”, Radio Review, 1, pp. 701 –710, 754–762, 1920.
[2] B. Van der Pol, LXXXVIII. On “relaxation- oscillations”, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 2(11), 978- 992, 1926.
[3] B. Van der Pol, J. Van Der Mark, “Frequency demultiplication”, Nature, 120(3019), 363-364, 1927.
[4] B. van der Pol, “The nonlinear theory of electric oscillations”, Proc. IRE, 22, pp. 1051 –1086, 1934.
[5] M. L. Cartwright, “Balthazar van der Pol”, J. London Math. Soc., 35, pp. 367–376, 1960.
[6] M. L. Cartwright, “I. Van der Pol’s Equation for Relaxation Oscillations”, In Contributions to the Theory of Nonlinear Oscillations (AM-29), Volume II, Princeton University Press., (pp. 1-18), 2016.
[7] A. Liénard, "Etude des oscillations entretenues," Revue générale de l'électricité, 23, pp. 901–912 and 946–954, 1928.
[8] T. Marios, “Theoretical and Numerical Study of the Van der Pol equation”, Dissertation, 2006.
[9] J. M. Ginoux, C. Letellier, “Van der Pol and the history of relaxation oscillations: Toward the emergence of a concept”, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 22(2), 023120, 2012.
[10] J. Gleick, M. Berry, “Chaos-making a new science”, Nature, 330, 293, 1987.
[11] S. Ahmad, “Study of Non-linear Oscillations Using Tunnel Diode”, Doctoral dissertation, 1962.
[12] T. J. Slight, B. Romeira, L. Wang, J. M. Figueiredo, E. Wasige, C. N. Ironside, “A Liénard oscillator resonant tunnelling diode-laser diode hybrid integrated circuit: model and experiment”, IEEE journal of quantum electronics, 44(12), 1158-1163, 2008.
[13] L. Wang, “Reliable design of tunnel diode and resonant tunnelling diode based microwave sources”, Doctoral dissertation, University of Glasgow, 2012.
[14] J. Casaleiro, L. B. Oliveira, A. C. Pinto, “Van der Pol Approximation Applied to Wien Oscillators”, Procedia Technology, 17, 335-342, 2014.
[15] J. Brechtl, X. Xie, P. K. Liaw, “Investigation of chaos and memory effects in the Bonhoeffer-van der Pol oscillator with a non-ideal capacitor”, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 73, 195-216, 2019.
[16] M. Dursun, E. Kaşifoğlu, “Design and implementation of the FPGA-based chaotic van der pol oscillator”, International Advanced Researches and Engineering Journal, 2(3), 309-314, 2018.
[17] Makoto Itoh, Leon O. Chua, “Dynamics of memristor circuits”, International Journal of Bifurcation and Chaos, 24(05), 1430015, 2014.
[18] J. R. M. Pone, S. Çiçek, S. T. Kingni, A. Tiedeu, M. Kom, “Passive–active integrators chaotic oscillator with anti-parallel diodes: analysis and its chaos-based encryption application to protect electrocardiogram signals”, Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 1-15, 2019.
[19] K. Srinivasan, V. K. Chandrasekar, A. Venkatesan, I. R. Mohamed, “Duffing–van der Pol oscillator type dynamics in Murali–Lakshmanan–Chua (MLC) circuit”, Chaos, Solitons & Fractals, 82, 60-71, 2016.
[20] B. Bao, H. Wu, L. Xu, M. Chen, W. Hu, “Coexistence of multiple attractors in an active diode pair based Chua’s circuit”, International Journal of Bifurcation and Chaos, 28(02), 1850019, 2018.
[21] T. Kanamaru, “Van der Pol oscillator”, Scholarpedia, 2(1), 2202, 2007.
[22] R. L. Boylestad, L. Nashelsky, “ Electronic devices and circuit theory”, Pearson Education India, 2009.
[23] Electronics Tutorials, URL:https://www.electronics- tutorials.ws/diode/diode_4.html (Erişim Zamanı; Mart 9, 2021)
[24] Wilderness Labs, Electronics, General Diodes, URL:http://developer.wildernesslabs.co/Hardware/Tutorials/E lectronics/Part6/General_Diodes/ (Erişim Zamanı; Mart 10, 2021)
[25] G. Mykolaitis, A. Tamaševičius, S. Bumelienė, A. Namajūnas, K. Pyragas, V. & Pyragas, “Application of ultrafast Schottky diodes to high megahertz chaotic oscillators”, Acta Physica Polonica A, vol. 107, no. 2, p. 365, 2005.
[26] Alldatasheet, URL: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- pdf/view/479637/LUGUANG/1N5819.html (Erişim Zamanı; Mayıs 13,2021

APA	Çakır K, Mutlu R, karakulak e (2021). Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. , 81 - 91.
Chicago	Çakır Kübra,Mutlu Resat,karakulak ertuğrul Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. (2021): 81 - 91.
MLA	Çakır Kübra,Mutlu Resat,karakulak ertuğrul Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. , 2021, ss.81 - 91.
AMA	Çakır K,Mutlu R,karakulak e Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. . 2021; 81 - 91.
Vancouver	Çakır K,Mutlu R,karakulak e Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. . 2021; 81 - 91.
IEEE	Çakır K,Mutlu R,karakulak e "Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi." , ss.81 - 91, 2021.
ISNAD	Çakır, Kübra vd. "Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi". (2021), 81-91.

APA	Çakır K, Mutlu R, karakulak e (2021). Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. EMO Bilimsel Dergi, 11(21), 81 - 91.
Chicago	Çakır Kübra,Mutlu Resat,karakulak ertuğrul Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. EMO Bilimsel Dergi 11, no.21 (2021): 81 - 91.
MLA	Çakır Kübra,Mutlu Resat,karakulak ertuğrul Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. EMO Bilimsel Dergi, vol.11, no.21, 2021, ss.81 - 91.
AMA	Çakır K,Mutlu R,karakulak e Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. EMO Bilimsel Dergi. 2021; 11(21): 81 - 91.
Vancouver	Çakır K,Mutlu R,karakulak e Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi. EMO Bilimsel Dergi. 2021; 11(21): 81 - 91.
IEEE	Çakır K,Mutlu R,karakulak e "Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi." EMO Bilimsel Dergi, 11, ss.81 - 91, 2021.
ISNAD	Çakır, Kübra vd. "Ters-Paralel Bağlı Schottky Diyot Dizisi Tabanlı Van der Pol Osilatörü Devresinin Modellenmesi ve LTspice ve Simulink Kullanarak Analizi". EMO Bilimsel Dergi 11/21 (2021), 81-91.