Oscilátor s fázovým posunom možno definovať ako jeden druh lineárneho oscilátora, ktorý sa používa na generovanie výstupu sínusovej vlny. Skladá sa z komponentu invertujúceho zosilňovača operačný zosilňovač inak tranzistor . Výstup tohto zosilňovača je možné uviesť ako vstup pomocou siete s fázovým posuvom. Táto sieť môže byť postavená z rezistorov, ako aj z kondenzátorov vo forme rebríkovej siete. Fázu zosilňovača je možné posunúť na 1 800 pri frekvencii oscilácií pomocou spätnoväzbovej siete na zabezpečenie pozitívnej odozvy. Títo typy oscilátorov sa často používajú ako zvukové oscilátory na zvukovej frekvencii. Tento článok pojednáva o prehľade RC oscilátora fázového posuvu.
Čo je RC fázový posunový oscilátor?
Obvod RC oscilátora s fázovým posunom je možné zostaviť aj s rezistorom kondenzátor . Tento obvod ponúka požadovaný fázový posun so spätnoväzbovým signálom. Majú vynikajúcu frekvenčnú silu a môžu poskytnúť čistú sínusovú vlnu pre široký rozsah záťaží. Výhodne možno očakávať, že ľahká RC sieť bude obsahovať o / p, ktorý smeruje vstup s 90alebo.
Obvodový diagram oscilátora RC fázového posuvu
Ale v skutočnosti bude fázová variácia pod touto hodnotou, pretože kondenzátor použitý v obvode nemôže byť dokonalý. Presne fázový uhol siete RC možno vyjadriť ako
Ф = tak-1Xc / R
Vo vyššie uvedenom vyjadrení fázového uhla môže byť XC 1 / (2πfC) a je to reaktancia odporu a kondenzátora. Tieto druhy sietí ponúkajú jednoznačný fázový posun v oscilátoroch.
Implementáciu a prácu oscilátora fázového posuvu RC je možné vykonať pomocou troch metód, a to oscilátora RC fázového posuvu pomocou operačného zosilňovača, oscilátora RC fázového posuvu pomocou BJT a oscilátora RC fázového posuvu pomocou FET . Pre lepšie pochopenie tohto pojmu tu vysvetlíme nasledujúcu metódu.
Schéma zapojenia RC fázového posunu oscilátora pomocou BJT
Nasledujúci RC fázový posun obvod oscilátora pomocou BJT je možné vytvoriť kaskádovými sieťami fázového posuvu 3-RC, z ktorých každá poskytuje 600fázový posun. V obvode RC, ktorý je známy ako kolektorový odpor, zastaví kolektorový prúd tranzistora.
Rezistor, ktorý je blízko tranzistorov ako R & R1, môže vytvárať obvod deliča napätia, keď RE (emitorový rezistor) vyvíja silu. Potom dva kondenzátory, menovite Co & CE, kde Co je o / p DC oddeľovací kondenzátor & CE je zodpovedajúcim spôsobom obtokový kondenzátor emitora. Ďalej tento obvod tiež demonštruje siete 3-RC používané v rámci spätnoväzbovej cesty.
Obvod RC fázového posuvu pomocou BJT
Toto spojenie spôsobí, že sa priebeh vlny o / p bude pohybovať o 180 ° počas celej cesty z terminálu o / p smerom k základni terminálu tranzistora. Potom môže byť tento signál pomocou tranzistora v sieti ešte raz posunutý o 180 °, pretože je pravda, že fázový rozdiel medzi vstupom aj výstupom môže byť v spoločný žiarič (CE) konfigurácia. Toto vytvorí fázovú nerovnosť v sieti na 360 stupňov a splní podmienku fázovej nerovnosti.
Existuje ďalší spôsob, ako uspokojiť stav fázovej nerovnosti, je použitie sietí 4-RC, z ktorých každý poskytuje 450 fázový posun. Preto je oscilátor fázového posuvu RC navrhnutý rôznymi spôsobmi, pretože počet RC sietí v nich je nevyvážený. Ale zvýšením počtu stupňov sa zvýši frekvenčná sila obvodu, čo tiež nepriaznivo ovplyvňuje frekvenciu oscilátora o / p kvôli zaťažovaciemu efektu.
Frekvencia oscilátora RC fázového posuvu
Všeobecnú rovnicu pre frekvenciu derivácie oscilátora fázového posunu RC možno vyjadriť ako
f = 1 / 2πRC√2N
Kde,
R je odpor (ohmy)
C je kapacita
N je č. siete RC
Vyššie uvedený vzorec frekvencie je možné použiť pre Hornopriepustný filter (HPF) súvisiaci dizajn a je možné ich tiež použiť LPF (dolnopriepustný filter) . V týchto prípadoch nemôže vyšší vzorec vypočítať frekvenciu oscilátora, použije sa iný vzorec.
Frekvencia oscilátora f = √N / 2πRC
Kde,
R je odpor (ohmy)
C je kapacita
N je č. siete RC
Výhody oscilátora RC fázového posuvu
Výhody tohto oscilátora fázového posuvu zahŕňajú nasledujúce.
- Návrh obvodu oscilátora je jednoduchý základné komponenty ako rezistory aj kondenzátory.
- Tento obvod nie je drahý a poskytuje vynikajúcu stabilitu frekvencie.
- Sú vhodné hlavne pre nízke frekvencie
- Tento obvod je v porovnaní s Weinovým mostíkovým oscilátorom jednoduchší, pretože nevyžaduje plánovanie stabilizácie a negatívnu spätnú väzbu.
- Výstup obvodu je sínusový, čo je do istej miery bez skreslenia.
- Frekvenčný rozsah tohto obvodu bude v rozmedzí od niekoľkých Hz do stoviek kHz
Nevýhody oscilátora RC-fázového posuvu
Medzi nevýhody tohto oscilátora s fázovým posunom patria nasledujúce.
- Výstup z tohto obvodu je malý z dôvodu menšej spätnej väzby
- Pre vývoj primerane obrovského spätnoväzbového napätia vyžaduje batériu s napätím 12 voltov.
- Pre tento obvod je ťažké vytvárať oscilácie kvôli malej spätnej väzbe
- Frekvenčná stabilita tohto obvodu nie je dobrá na porovnanie s wienským mostným oscilátorom.
Aplikácie oscilátora RC fázového posuvu
Medzi aplikácie tohto typu oscilátora fázového posuvu patrí nasledovné
- Tento oscilátor fázového posuvu sa používa na generovanie signálov v širokom rozsahu frekvencií. Používali ich v hudobných nástrojoch, Jednotky GPS a syntéza hlasu.
- Medzi aplikácie tohto oscilátora s fázovým posunom patrí hlasová syntéza, hudobné nástroje a jednotky GPS.
Toto je teda všetko o RC oscilátor fázového posuvu teória. Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že tieto oscilátory sa používajú hlavne na generovanie signálov v širokom rozsahu. Rozsah frekvencie je možné meniť od Hz do 200 Hz pomocou rezistorov a kondenzátorov. Tu je otázka, aká je hlavná funkcia oscilátora fázového posuvu?
