Na oscylator jest urządzeniem elektronicznym, które zapewnia dobrą stabilność częstotliwości oraz kształtu fali dzięki zastosowaniu elementów rezystancyjnych i pojemnościowych. Te oscylatory są nazywane jako oscylator przesunięcia fazowego lub oscylator RC. Ten rodzaj oscylatora ma dodatkowe zalety, które można wykorzystać przy bardzo niskich częstotliwościach. W oscylatorze z przesunięciem fazowym 1800fazy można uzyskać za pomocą obwodu z przesunięciem fazowym zamiast sprzężenia pojemnościowego lub indukcyjnego. Dodatkowe 1800Faza może zostać wprowadzona ze względu na właściwości tranzystora. Dlatego energia, która jest dostarczana z powrotem w kierunku obwodu zbiornika, może być dokładną fazą. W tym artykule omówiono przegląd tego, czym jest oscylator z przesunięciem fazowym RC, zasadę działania, schemat obwodu wykorzystujący wzmacniacz operacyjny i BJT oraz jego zastosowania.
Co to jest oscylator RC?
Oscylator RC to oscylator sinusoidalny, który jest używany do generowania fali sinusoidalnej jako sygnału wyjściowego za pomocą liniowej części elektroniczne . Oscylator, podobnie jak dostrojone obwody LC, działa przy wysokich częstotliwościach, jednak przy niskich częstotliwościach kondensatory i cewki indukcyjne w obwodzie zbiornika, w przeciwnym razie obwód czasowy byłby niezwykle duży.
Dlatego ten oscylator jest bardziej odpowiedni w zastosowaniach o niskiej częstotliwości. Ten oscylator zawiera sieć sprzężenia zwrotnego i wzmacniacz . Sprzężenie zwrotne n / w jest również nazywane przesunięciem fazowym n / w, które można zaprojektować z rezystorami i kondensatorami. Można je ustawić w formie drabiny. To jest powód, dla którego nazywamy ten oscylator oscylatorem drabinkowym.
Porozmawiajmy o obwodzie oscylatora RC, który można wykorzystać w sieci sprzężenia zwrotnego przed zrozumieniem działania tego oscylatora.
Zasada działania oscylatora RC
Zasada działania oscylatora RC to obwód, który wykorzystuje sieć RC do uzyskania przesunięcia fazowego, które jest wymagane przez sygnał odpowiedzi. Oscylatory te mają wyjątkową siłę częstotliwości, a także mogą ustąpić czystej fali sinusoidalnej używanej w szerokim zakresie obciążeń.
Oscylator przesunięcia fazowego RC wykorzystujący BJT
Oscylator przesunięcia fazowego RC za pomocą BJT pokazano poniżej. Tranzystor zastosowany w tym obwodzie jest elementem aktywnym stopnia wzmacniacza. Punkt pracy prądu stałego w obszarze aktywnym tranzystora można ustawić za pomocą napięcia zasilania Vcc i rezystorów R1, R2, RC i RE.
RC-oscylator-używając-BJT
Kondensator CE jest kondensatorem obejściowym. Tutaj trzy segmenty RC są traktowane jako równe, a opór w ostatniej sekcji może wynosić R ’= R - hie.
„Hie” tranzystora to rezystancja wejściowa, którą można dodać do wartości R ”, dlatego rezystancja sieci znana w obwodzie to„ R ”.
R1 i R2 rezystory są rezystorami polaryzującymi i są lepsze, a zatem nie mają wpływu na działanie obwodu prądu przemiennego. Również ze względu na niewielką impedancję dostępną przez połączenie RE - CE, nie ma również konsekwencji dla pracy AC.
Gdy moc jest dostarczana do obwodu, napięcie szumowe rozpoczyna oscylacje w obwodzie. We wzmacniaczu tranzystorowym mały wzmacniacz prądu podstawowego generuje prąd, który może wynosić 1800przesunięta faza.
Ilekroć ten sygnał w odpowiedzi na wejście wzmacniacza, to znowu będzie przesunięty w fazie o 1800. Jeśli wzmocnienie pętli jest równoważne jedności, po tym będą generowane ciągłe oscylacje.
Obwód można uprościć, stosując równoważny obwód prądu przemiennego, a następnie możemy uzyskać częstotliwość oscylacji, jak poniżej.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Kiedy Rc / R jest<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Stan ciągłych oscylacji,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
W przypadku oscylatora z przesunięciem fazowym RC, w którym R = Rc, wówczas „hfe” musi być użyte 56 dla ciągłych oscylacji.
Z powyższych równań, aby zmienić częstotliwość oscylacji, należy zmienić wartości kondensatora i rezystora.
Jednak aby spełnić warunki oscylacji, wartości trzech segmentów powinny być zmieniane jednocześnie. W praktyce nie jest to możliwe, dlatego oscylator RC jest używany jako oscylator o stałej częstotliwości używany do wszystkich praktycznych celów.
Oscylator RC wykorzystujący wzmacniacz operacyjny
Oscylatory RC wzmacniacza operacyjnego są powszechnie stosowanymi oscylatorami w porównaniu do oscylatorów tranzystorowych. Ten typ oscylatora składa się ze wzmacniacza operacyjnego jako stopnia wzmacniacza i trzech kaskadowych sieci RC jako obwodu sprzężenia zwrotnego, jak pokazano na poniższym rysunku.
Oscylator RC przy użyciu wzmacniacza operacyjnego
To wzmacniacz operacyjny działa w trybie odwracającym i dlatego sygnał wyjściowy wzmacniacza operacyjnego jest przesunięty o 180 stopni do sygnału wejściowego, który pojawił się na zacisku odwracającym. Ponadto sieć sprzężenia zwrotnego RC zapewnia dodatkowe przesunięcie fazowe o 180 stopni, a tym samym warunek uzyskania oscylacji.
W przeciwnym razie wzmocnienie wzmacniacza wzmacniacz operacyjny można regulować za pomocą rezystancji, takich jak Rf i R1. Aby uzyskać niezbędne oscylacje, wzmocnienie można ustawić tak, aby iloczyn wzmocnienia sieci sprzężenia zwrotnego i wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego był nieco lepszy niż 1.
Obwód ten działa jak oscylator, gdy wzmocnienie pętli jest większe niż „1”, jeśli wzmacniacz operacyjny zapewnia wzmocnienie większe niż 29.
Częstotliwość oscylacji można wyprowadzić z następującego równania
1 / (2πRC√ 6)
Warunek oscylacji można określić jako A ≥ 29.
Wartość wzmocnienia wzmacniacza można uzyskać tak, aby oscylacje odbywały się w obwodzie poprzez regulację R1 i Rf.
Zastosowania oscylatorów RC
Zastosowania tego oscylatora obejmują:
- Oscylatory RC są używane w aplikacjach o niskiej częstotliwości.
- Zastosowania tych oscylatorów obejmują głównie syntezę głosu, instrumenty muzyczne i urządzenia GPS, ponieważ działają one na wszystkich częstotliwościach audio.
Tak więc to wszystko dotyczy Oscylator RC a częstotliwość tego oscylatora można zmieniać za pomocą kondensatorów lub rezystorów. Ale generalnie rezystory są rezerwowane stale, podczas gdy kondensatory są dostrojone. Następnie, oceniając oscylatory za pomocą oscylatorów LC, możemy zauważyć, że wcześniejsza używa liczby składników niż ostatnia. Dlatego częstotliwość o / p, która jest generowana przez te oscylatory, może znacznie odbiegać od zmierzonej wartości, nieznacznie niż oscylatory LC. Jednak są one wykorzystywane jako lokalne oscylatory używane w instrumentach muzycznych, odbiornikach synchronicznych i generatorach częstotliwości audio. Oto pytanie do Ciebie, jakie są zalety i wady oscylatora RC?
