En oscillator är en elektronisk enhet som ger bra frekvensstabilitet såväl som vågform genom att använda resistiva och kapacitiva element. Dessa oscillatorer namnges som fasförskjutningsoscillator eller RC-oscillator. Denna typ av oscillator innehåller ytterligare fördelar som kan användas vid extremt låga frekvenser. I en fasförskjutningsoscillator, 1800fas kan uppnås med hjälp av en fasförskjutningskrets snarare än kapacitiv eller induktiv koppling. Ytterligare 1800av fas kan införas på grund av transistorns egenskaper. Därför kan energin som matas tillbaka i tankkretsens riktning vara en exakt fas. Den här artikeln diskuterar en översikt över vad som är RC fasförskjutningsoscillator, arbetsprincip, kretsschema med hjälp av op-amp och BJT och dess tillämpningar.
Vad är RC Oscillator?
En RC-oscillator är en sinusformad oscillator som används för att generera en sinusvåg som utgång med hjälp av linjär elektroniska komponenter . Oscillatorliknande inställda LC-kretsar fungerar vid höga frekvenser, dock vid låga frekvenser, kondensatorerna och induktorerna i en tankkrets annars skulle tidskretsen vara extremt stor.
Därför är denna oscillator mer lämplig i lågfrekventa applikationer. Denna oscillator inkluderar ett återkopplingsnätverk och en förstärkare . Återkopplingen n / w benämns också som en fasförskjutning n / w som kan utformas med motstånd och kondensatorer. Dessa kan ordnas i form av en stege. Så detta är anledningen till att kalla denna oscillator som en oscillator av stege-typ.
Låt oss prata om RC-oscillatorkretsen som kan användas inom feedback-nätverket innan vi förstår hur denna oscillator fungerar.
RC-oscillatorns arbetsprincip
Arbetsprincipen för RC-oscillatorn är en krets som använder RC-nätverket för att ge den fasförskjutning som är nödvändig av svarsignalen. Dessa oscillatorer har enastående frekvensstyrka såväl som de kan ge vika för en ren sinusvåg som används för ett brett spektrum av belastningar.
RC Phase Shift Oscillator med BJT
RC fasförskjutningsoscillator med BJT visas nedan. Transistorn som används i denna krets är ett aktivt element för förstärkarsteget. Arbetspunkten för DC inom det aktiva området för transistorn kan ställas in av Vcc-matningsspänningen och motstånden R1, R2, RC & RE.
RC-oscillator-använder-BJT
CE-kondensatorn är en förbikopplingskondensator. Här tas de tre RC-segmenten lika och motståndet inom den sista sektionen kan vara R ’= R - hie.
Transistorns 'hie' är ingångsmotstånd som kan läggas till R ', därför är nätverksmotståndet som är känt genom kretsen' R '.
R1 & R2 motstånd är förspänningsmotstånd och dessa är överlägsna och därför ingen konsekvens för växelströmskretsens funktion. Även på grund av obetydlig impedans som är tillgänglig genom kombinationen av RE - CE, finns det heller ingen konsekvens över AC - drift.
När strömmen matas till kretsen, börjar bullerspänningen svängningarna i kretsen. Vid transistorförstärkaren genererar en liten basströmförstärkare en ström som kan vara 1800fasförskjutning.
När denna signal svarar på förstärkarens ingång, kommer den åter att fasförskjutas med 1800. Om slingans förstärkning motsvarar enhet efter det kommer fortsatta svängningar att genereras.
Kretsen kan förenklas genom att använda en motsvarande växelströmskrets, och då kan vi få frekvensen av svängningar som följande.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
När Rc / R är<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Tillståndet för fortsatta svängningar,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
För en RC-fasförskjutningsoscillator som använder R = Rc, måste 'hfe' användas 56 för fortsatta svängningar.
Från ovanstående ekvationer, för att ändra svängningsfrekvensen, måste värdena på kondensatorn och motståndet ändras.
För att tillfredsställa villkoren för oscillerande bör dock de tre segmentvärdena ändras samtidigt. I praktiken kan detta inte vara möjligt, därför används RC-oscillatorn som en oscillator med fast frekvens som används för alla praktiska ändamål.
RC Oscillator med Op-amp
Operationsförstärkare RC-oscillatorer är vanligen använda oscillatorer, jämfört med de transistoriserade oscillatorerna. Denna typ av oscillator består av en op-amp som förstärkarsteg och tre RC-kaskadnätverk som en återkopplingskrets som visas i figuren nedan.
RC-oscillator-använder-op-amp
Detta op-amp styrs i inverteringsläge och följaktligen förskjuts op-förstärkarens utsignal 180 grader till insignalen som uppträder vid inverterande terminal. Och ytterligare 180 graders fasförskjutning tillhandahålls av RC-återkopplingsnätverket och därmed villkoret för att få svängningarna.
Förstärkarens vinst annars operationsförstärkare kan regleras med motstånd som Rf & R1. För att erhålla de nödvändiga svängningarna kan förstärkningen justeras så att produkten av återkopplingsnätverkets förstärkning och förstärkningen av förstärkaren är något bättre än 1.
Denna krets fungerar som en oscillator när förstärkningen av slingan är överlägsen '1' om operationsförstärkaren erbjuder förstärkningen högre än 29.
Svängningsfrekvensen kan härledas med följande ekvation
1 / (2πRC√ 6)
Svängningstillståndet kan ges med A ≥ 29.
Förstärkarens förstärkningsvärde kan erhållas så att svängningarna sker inom kretsen genom att reglera R1 & Rf.
RC Oscillator-applikationer
Tillämpningarna för denna oscillator inkluderar följande.
- RC-oscillatorer används i lågfrekventa applikationer.
- Tillämpningarna för dessa oscillatorer inkluderar främst röstsyntes, musikinstrument och GPS-enheter när de utförs vid alla ljudfrekvenser.
Således handlar det här om RC-oscillator och oscillatorns frekvens kan ändras med antingen kondensatorerna eller motstånden. Men i allmänhet reserveras motstånden stadigt medan kondensatorerna är inställda. Efter det, genom att utvärdera oscillatorerna med LC-oscillatorer, kan vi notera att den tidigare använder antalet komponenter än den förra. Därför kan o / p-frekvensen som genereras från dessa oscillatorer flytta mycket bort från det uppmätta värdet något än LC-oscillatorerna. De används dock som lokala oscillatorer som används för musikinstrument, synkronmottagare och ljudfrekvensgeneratorer. Här är en fråga till dig, vilka är fördelarna och nackdelarna med RC-oscillator?
