An осцилатор е електронно устройство, което осигурява добра честотна стабилност, както и форма на вълната чрез използване на резистивни и капацитивни елементи. Тези осцилатори се наричат осцилатор с фазово изместване или RC осцилатор. Този вид осцилатор включва допълнителни предимства, които могат да се използват при изключително ниски честоти. В осцилатор с фазово изместване, 1800на фаза може да се постигне с помощта на верига за фазово изместване, а не с капацитивно или индуктивно свързване. Допълнителни 1800на фазата може да се въведе поради свойствата на транзистора. Следователно енергията, която се подава обратно по посока на веригата на резервоара, може да бъде точна фаза. Тази статия разглежда общ преглед на това какво е RC фазово осцилатор, принцип на работа, електрическа схема, използваща оп-усилвател и BJT и неговите приложения.
Какво е RC осцилатор?
RC осцилатор е синусоидален осцилатор, който се използва за генериране на синусоида като изход с помощта на линейна електронни компоненти . Осцилаторът, подобен на настроените LC вериги, работи при високи честоти, но при ниски честоти кондензаторите и индукторите в резервоарна верига в противен случай времевата верига би била изключително голяма.
Следователно този осцилатор е по-подходящ за нискочестотни приложения. Този генератор включва мрежа за обратна връзка и усилвател . Обратната връзка n / w също се нарича фазово изместване n / w, което може да бъде проектирано с резистори и кондензатори. Те могат да бъдат подредени под формата на стълба. Така че това е причината да наричаме този осцилатор като осцилатор от стълба.
Нека поговорим за RC осцилаторната схема, която може да се използва в мрежата за обратна връзка преди да се разбере работата на този осцилатор.
Принцип на работа на RC осцилатора
Принципът на работа на RC осцилатора е схема, която използва RC мрежата, за да даде фазово изместване, което е необходимо от сигнала за реакция. Тези осцилатори имат изключителна честотна сила, както и могат да отстъпят чиста синусоида, използвана за широк спектър от товари.
RC фазов осцилатор с помощта на BJT
Използва се RC фазово осцилатор BJT е показано по-долу. Транзисторът, използван в тази схема, е активен елемент за усилвателя. Работната точка на DC в активната зона на транзистора може да се настрои от Vcc захранващо напрежение и R1, R2, RC и RE резистори.
RC-осцилатор-използващ-BJT
CE кондензаторът е байпасен кондензатор. Тук трите RC сегмента се приемат за равни и съпротивлението в крайния участък може да бъде R ’= R - hie.
‘Йе’ на транзистора е входно съпротивление, което може да се добави към R ’, следователно мрежовото съпротивление, което е известно чрез веригата, е‘ R ’.
R1 и R2 резистори са отклоняващи резистори и те са по-добри и следователно не оказват влияние върху работата на променливотоковата верига. Също така поради незначителния импеданс, достъпен чрез комбинацията от RE - CE, също няма последици от работата на променлив ток.
Тъй като захранването се подава към веригата, тогава напрежението на шума започва трептенията във веригата. В транзисторния усилвател, малко базов усилвател на ток генерира ток, който може да бъде 1800изместена фаза.
Винаги, когато този сигнал в отговор на входа на усилвателя, отново ще бъде фазово изместен със 1800. Ако печалбата на контура е еквивалентна на единица, след това ще се генерират продължителни трептения.
Веригата може да бъде опростена чрез използване на еквивалентна верига за променлив ток и след това можем да получим честотата на трептенията, както е показано по-долу.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Когато Rc / R е<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Състоянието на продължителни трептения,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
За RC осцилатор с фазово изместване, използващ R = Rc, тогава за продължителни трептения трябва да се използва „hfe“ 56.
От горните уравнения, за промяна на честотата на трептене, стойностите на кондензатора и резистора трябва да бъдат променени.
За да се удовлетворят обаче условията на трептене, трисегментните стойности трябва да се променят едновременно. На практика това не може да бъде възможно, поради което RC осцилаторът се използва като осцилатор с фиксирана честота, използван за всяка практическа цел.
RC осцилатор, използващ Op-amp
RC осцилаторите с операционен усилвател са често използвани осцилатори в сравнение с транзисторните осцилатори. Този тип осцилатор се състои от операционен усилвател като усилващ етап и три RC каскадни мрежи като верига за обратна връзка, както е показано на фигурата по-долу.
RC-осцилатор-използващ-усилвател
Това оп-усилвател работи в режим на инвертиране и следователно изходният сигнал на операционния усилвател се измества с 180 градуса към входния сигнал, който се появява на инвертиращия терминал. И допълнително изместване на фазата на 180 градуса се осигурява от RC мрежата за обратна връзка и следователно условието за получаване на трептенията.
Печалбата на усилвателя в противен случай операционен усилвател може да се регулира с помощта на съпротивления като Rf & R1. За да се получат необходимите трептения, усилването може да се регулира така, че произведението от усилването на мрежата за обратна връзка и усилването на операционния усилвател да е малко по-добро от 1.
Тази схема работи като осцилатор, когато коефициентът на усилване на контура е по-добър от „1“, ако операционният усилвател предлага коефициент на усилване, по-добър от 29.
Честотата на трептенията може да бъде получена от следното уравнение
1 / (2πRC√ 6)
Условието на трептенията може да бъде дадено с A ≥ 29.
Стойността на усилването на усилвателя може да бъде получена така, че трептенията да се извършват в рамките на веригата чрез регулиране на R1 и Rf.
Приложения на RC осцилатор
Приложенията на този осцилатор включват следното.
- RC осцилаторите се използват в нискочестотни приложения.
- Приложенията на тези осцилатори включват главно синтез на глас, музикални инструменти и GPS устройства, тъй като те се представят на всички аудио честоти.
По този начин това е всичко за RC осцилатор и честотата на този осцилатор може да се променя или с кондензатори, или с резистори. Но като цяло резисторите се запазват стабилно, докато кондензаторите са настроени. След това, чрез оценка на осцилаторите с помощта на LC осцилатори, можем да отбележим, че по-ранният използва броя на компонентите от последния. Следователно, o / p честотата, която се генерира от тези осцилатори, може да се отдалечи много от измерената стойност малко, отколкото LC осцилаторите. Те обаче се използват като локални осцилатори, използвани за музикални инструменти, синхронни приемници и генератори на аудио честота. Ето един въпрос към вас, какви са предимствата и недостатъците на RC осцилатора?
