En oscillator er en elektronisk enhed, der giver god frekvensstabilitet såvel som bølgeform ved hjælp af resistive og kapacitive elementer. Disse oscillatorer er navngivet som faseskiftoscillator eller RC oscillator. Denne form for oscillator inkluderer yderligere fordele, som kan bruges ved ekstremt lave frekvenser. I en faseforskydningsoscillator, 1800af fase kan opnås ved hjælp af et faseforskydningskredsløb snarere end kapacitiv eller induktiv kobling. Yderligere 1800af fase kan indføres på grund af transistorens egenskaber. Derfor kan den energi, der tilføres tilbage i retning af tankkredsløbet, være en nøjagtig fase. Denne artikel diskuterer en oversigt over hvad der er RC faseskiftoscillator, funktionsprincip, kredsløbsdiagram ved hjælp af op-amp og BJT og dets applikationer.
Hvad er RC Oscillator?
En RC-oscillator er en sinusformet oscillator, der bruges til at generere en sinusbølge som output ved hjælp af lineær elektroniske komponenter . Oscillatoren som tunede LC-kredsløb fungerer ved høje frekvenser, dog ved lave frekvenser, kondensatorerne og induktorer i et tankkredsløb, ellers ville tidskredsløb være ekstremt stor.
Derfor er denne oscillator mere passende i lavfrekvente applikationer. Denne oscillator inkluderer et feedback-netværk og en forstærker . Feedback n / w er også navngivet som en faseforskydning n / w, som kan designes med modstande og kondensatorer. Disse kan arrangeres i form af en stige. Så dette er grunden til at kalde denne oscillator som en stige-oscillator.
Lad os tale om RC-oscillatorkredsløbet, som kan bruges i feedback-netværket, før vi forstår, hvordan denne oscillator fungerer.
RC-oscillatorens arbejdsprincip
Arbejdsprincippet for RC-oscillatoren er et kredsløb, der bruger RC-netværket til at give den faseforskydning, som er nødvendig af svarsignalet. Disse oscillatorer har en enestående frekvensstyrke, såvel som de kan vige for en ren sinusbølge, der bruges til en bred vifte af belastninger.
RC Phase Shift Oscillator ved hjælp af BJT
RC faseforskydningsoscillator ved hjælp af BJT er vist nedenfor. Transistoren, der anvendes i dette kredsløb, er et aktivt element til forstærkerstadiet. Driftspunktet for DC inden for det aktive område af transistoren kan indstilles af Vcc forsyningsspænding og R1, R2, RC & RE modstande.
RC-oscillator ved hjælp af BJT
CE-kondensatoren er en bypass-kondensator. Her tages de tre RC-segmenter som lige, og modstanden inden for det sidste afsnit kan være R ’= R - hie.
Transistorens 'hie' er inputmodstand, som kan føjes til R ', derfor er netværksmodstanden, som er kendt gennem kredsløbet,' R '.
R1 og R2 modstande er forspændende modstande, og disse er overlegne og derfor ingen konsekvens for driften af AC-kredsløbet. Også på grund af ubetydelig impedans, der er tilgængelig ved kombinationen af RE - CE, er der heller ingen konsekvens af AC - drift.
Når strømmen tilføres kredsløbet, begynder støjspændingen svingningerne i kredsløbet. På transistorforstærkeren genererer en lille basisstrømforstærker en strøm, som kan være 1800fase forskudt.
Når dette signal i respons på forstærkerens indgang, så skiftes det igen med 1800. Hvis forstærkning af sløjfen svarer til enhed, efter at der genereres fortsatte svingninger.
Kredsløbet kan forenkles ved hjælp af et ækvivalent AC-kredsløb, og så kan vi få frekvensen af svingninger som følgende.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Når Rc / R er<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Tilstanden med fortsatte svingninger,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
For en RC faseforskydningsoscillator, der bruger R = Rc, skal 'hfe' bruges 56 til fortsatte svingninger.
Fra ovenstående ligninger skal værdierne for kondensatoren og modstanden ændres for at ændre svingningens frekvens.
For at opfylde betingelserne for oscillering skal de tre-segmentværdier ændres samtidigt. I praksis kan dette ikke være muligt, og RC-oscillatoren bruges som en fastfrekvensoscillator, der bruges til ethvert praktisk formål.
RC Oscillator ved hjælp af Op-amp
Operationsforstærker RC-oscillatorer er almindeligt anvendte oscillatorer sammenlignet med de transistoriserede oscillatorer. Denne type oscillator består af en op-amp som forstærkerfase og tre RC-kaskadede netværk som et feedback-kredsløb som vist i nedenstående figur.
RC-oscillator ved hjælp af op-amp
Det her op-amp betjenes i inverteringstilstand, og derfor forskydes op-forstærkerens udgangssignal 180 grader til det indgangssignal, der vises ved inverterende terminal. Og yderligere 180 graders faseforskydning leveres af RC-feedbacknetværket og dermed betingelsen for at opnå svingningerne.
Forstærkerens gevinst ellers operationel forstærker kan reguleres ved hjælp af modstande som Rf & R1. For at opnå de nødvendige svingninger kan forstærkning justeres, så produktet af feedback-netværksforstærkning og op-amp-forstærkning er noget bedre end 1.
Dette kredsløb fungerer som en oscillator, når forstærkning af sløjfen er bedre end '1', hvis operationsforstærkeren giver forstærkning bedre end 29.
Svingningsfrekvensen kan afledes af følgende ligning
1 / (2πRC√ 6)
Svingningstilstanden kan gives med A ≥ 29.
Forstærkerens forstærkningsværdi kan opnås, så svingningerne finder sted inden i kredsløbet ved at regulere R1 & Rf.
RC Oscillator-applikationer
Anvendelserne af denne oscillator inkluderer følgende.
- RC-oscillatorer bruges i lavfrekvente applikationer.
- Anvendelsen af disse oscillatorer inkluderer hovedsagelig stemmesyntese, musikinstrumenter og GPS-enheder, når de udfører ved alle lydfrekvenser.
Således handler dette om RC oscillator og frekvensen af denne oscillator kan ændres med enten kondensatorerne eller modstandene. Men generelt er modstandene reserveret støt, mens kondensatorerne er indstillet. Derefter kan vi ved at evaluere oscillatorerne ved hjælp af LC-oscillatorer bemærke, at den tidligere bruger antallet af komponenter end den sidste. Derfor kan o / p-frekvensen, der genereres fra disse oscillatorer, bevæge sig meget væk fra den målte værdi lidt end LC-oscillatorerne. De anvendes dog som lokale oscillatorer, der bruges til musikinstrumenter, synkrone modtagere og lydfrekvensgeneratorer. Her er et spørgsmål til dig, hvad er fordele og ulemper ved RC oscillator?
