En fasförskjutningsoscillator kan definieras eftersom den är en typ av linjäroscillator som används för att generera en sinusvågsutgång. Den består av en inverterande förstärkarkomponent som operationsförstärkare annat en transistor . Utgången från denna förstärkare kan ges som ingång med hjälp av fasförskjutningsnätverket. Detta nätverk kan byggas med motstånd och kondensatorer i form av ett stegenätverk. Förstärkarens fas kan flyttas till 1800 vid oscillationsfrekvensen genom att använda ett återkopplingsnätverk för att ge ett positivt svar. Dessa typer av oscillatorer används ofta som ljudoscillatorer på ljudfrekvensen. Den här artikeln diskuterar en översikt över RC fasväxlingsoscillator.
Vad är RC Phase Shift Oscillator?
RC fasförskjutningsoscillatorkrets kan byggas med ett motstånd såväl som en kondensator . Denna krets erbjuder den nödvändiga fasförskjutningen med återkopplingssignalen. De har enastående frekvensstyrka och kan ge en ren sinusvåg för ett stort antal laster. Företrädesvis kan ett enkelt RC-nätverk förväntas innehålla en o / p som styr ingången med 90eller.
RC-fasförskjutningsoscillatorkretsdiagram
Men i själva verket kommer fasvariationen att vara under detta eftersom kondensatorn som används i kretsen inte kan vara perfekt. Exakt RC-nätverkets fasvinkel kan uttryckas som
Ф = så-1Xc/R
I ovanstående fasvinkeluttryck kan XC vara 1 / (2πfC), och det är motstånds- och kondensatorreaktansen. Dessa typer av nätverk erbjuder en bestämd fasförskjutning i oscillatorer.
Implementering och bearbetning av RC fasförskjutningsoscillator kan göras med hjälp av tre metoder, nämligen RC fasförskjutningsoscillator med användning av en op-amp, RC fasförskjutningsoscillator med BJT och RC-fasförskjutningsoscillator med FET . För en bättre förståelse av detta koncept här kommer vi att förklara följande metod.
RC Phase Shift Oscillator Circuit Diagram med BJT
Följande RC-fasförskjutning oscillatorkrets med hjälp av BJT kan byggas genom kaskad 3-RC fasväxelnätverk som vardera ger en 600fasförskjutning. I kretsen stoppar RC, som är känd som kollektormotstånd, transistorns kollektorström.
Motståndet som ligger nära transistorerna som R & R1 kan bilda spänningsdelarkretsen då RE (emittermotstånd) utvecklar styrkan. Därefter är de två kondensatorerna, nämligen Co & CE, där Co är o / p DC-frikopplingskondensatorn och CE är emitterbypasskondensatorn på motsvarande sätt. Vidare visar denna krets också 3-RC-nätverk som används inom återkopplingsvägen.
RC Phase Shift Oscillator Circuit med BJT
Denna anslutning kommer att få o / p-vågformen att röra sig med 180o under hela sin resa från o / p-terminalen mot transistorns basterminal. Därefter kan denna signal flyttas en gång till med 180o med hjälp av transistorn inom nätverket på grund av sanningen att fasskillnaden mellan ingången och utgången kan vara 180o i gemensam sändare (CE) konfiguration. Detta skapar nätverksfasskillnaden till 360 grader och uppfyller villkoren för fasskillnader.
Det finns en annan metod för att tillfredsställa tillståndet för fasskillnad är att använda 4-RC-nätverk, var och en ger en 450 fasförskjutning. Därför är RC-fasförskjutningsoscillatorn utformad på olika sätt eftersom antalet RC-nätverk inom dem är obalanserade. Men genom att öka antalet steg kommer kretsens frekvensstyrka att öka, det påverkar också oscillatorns o / p-frekvens ogynnsamt på grund av belastningseffekten.
Frekvens för RC-fasförskjutningsoscillator
Den allmänna ekvationen för frekvensen för RC-fasförskjutningsoscillatorderivation kan uttryckas som
f = 1 / 2πRC√2N
Var,
R är motståndet (ohm)
C är kapacitansen
N är nej. av RC-nätverk
Ovanstående frekvensformel kan användas för Högpassfilter (HPF) relaterad design, och kan också användas LPF (lågpassfilter) . I dessa fall kan den högre formeln inte fungera för att beräkna oscillatorfrekvensen, en annan formel kommer att vara tillämplig.
Oscillatorfrekvens f = √N / 2πRC
Var,
R är motståndet (ohm)
C är kapacitansen
N är nej. av RC-nätverk
Fördelar med RC Phase Shift Oscillator
Fördelarna med denna fasförskjutningsoscillator inkluderar följande.
- Det är enkelt att utforma oscillatorkretsen grundläggande komponenter som motstånd såväl som kondensatorer.
- Denna krets är inte dyr och ger utmärkt frekvensstabilitet.
- Dessa är främst lämpliga för låga frekvenser
- Denna krets är enklare jämfört med en Wein bridge-oscillator eftersom den inte kräver stabiliseringsplanering och negativ feedback.
- Kretsutgången är sinusformad vilket är något distorsionsfritt.
- Frekvensområdet för denna krets kommer att sträcka sig från några Hz till hundratals kHz
Nackdelar med RC-Phase Shift Oscillator
Nackdelarna med denna fasförskjutningsoscillator inkluderar följande.
- Utgången från denna krets är liten på grund av mindre feedback
- Det kräver 12 volt batteri för att utveckla en tillräckligt stor återkopplingsspänning.
- Det är svårt för den här kretsen att skapa svängningar på grund av den lilla feedbacken
- Frekvensstabiliteten för denna krets är inte bra att jämföra med Wien-bryggoscillatorn.
RC Phase Shift Oscillator-applikationer
Tillämpningarna för denna typ av fasförskjutningsoscillator inkluderar följande
- Denna fasförskjutningsoscillator används för att generera signalerna över ett omfattande frekvensområde. De används i musikinstrument, GPS-enheter , & röstsyntes.
- Tillämpningarna för denna fasförskjutningsoscillator inkluderar röstsyntes, musikinstrument och GPS-enheter.
Således handlar det här om RC fasförskjutningsoscillator teori. Av ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen att dessa oscillatorer huvudsakligen används för att generera signaler inom det breda området. Frekvensområdet kan ändras från Hz-200Hz med hjälp av motstånd och kondensatorer. Här är en fråga för dig, vad är fasförskjutningsoscillatorens huvudfunktion?
