An ostsillaator on elektrooniline seade, mis tagab takistuslike ja mahtuvuslike elementide abil hea sageduse stabiilsuse ja lainekuju. Neid ostsillaatoreid nimetatakse faasinihke ostsillaator või RC-ostsillaator. Selline ostsillaator sisaldab täiendavaid eeliseid, mida saab kasutada äärmiselt madalatel sagedustel. Faasinihke ostsillaatoris 1800faasi saab saavutada faasinihke ahela, mitte mahtuvusliku või induktiivse sidestuse abil. Täiendav 1800faasi saab sisse viia transistori omaduste tõttu. Seetõttu võib paagi ahela suunas tagasi tarnitav energia olla täpne faas. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet, mis on RC faasinihke ostsillaator, tööpõhimõte, elektriskeem, kasutades op-amp ja BJT ning selle rakendusi.
Mis on RC-ostsillaator?
RC-ostsillaator on sinusoidaalne ostsillaator, mida kasutatakse siinuslaine tekitamiseks väljundina lineaarse abiga elektroonilised osad . Otsillaatori moodi häälestatud LC-ahelad töötavad kõrgetel sagedustel, kuid madalatel sagedustel on paagi ahela kondensaatorid ja induktiivpoolid muidu väga suured.
Seetõttu on see ostsillaator sobivam madalsageduslikes rakendustes. See ostsillaator sisaldab tagasisidevõrku ja võimendi . Tagasiside n / w nimetatakse ka faasinihkeks n / w, mida saab kavandada takistite ja kondensaatoritega. Neid saab korraldada redeli kujul. Nii et see on põhjus, miks seda ostsillaatorit nimetatakse redel-tüüpi ostsillaatoriks.
Räägime RC ostsillaatori ahelast, mida saab kasutada tagasiside võrgus enne selle ostsillaatori töö mõistmist.
RC-ostsillaatori tööpõhimõte
RC-ostsillaatori tööpõhimõte on vooluahel, mis kasutab RC-võrku reaktsioonisignaali jaoks vajaliku faasinihke andmiseks. Nendel ostsillaatoritel on silmapaistev sagedustugevus ja nad suudavad anda puhta sinuslaine, mida kasutatakse paljude koormuste jaoks.
RC-faasi nihkega ostsillaator BJT abil
RC faasinihke ostsillaator kasutades BJT on näidatud allpool. Selles vooluringis kasutatav transistor on võimendi astme aktiivne element. Alalisvoolu tööpunkti transistori aktiivpiirkonnas saab seadistada Vcc toitepinge ja R1, R2, RC & RE takistite abil.
RC-ostsillaator, kasutades BJT-d
CE kondensaator on möödavoolukondensaator. Siin võetakse kolme RC-segmenti võrdseks ja takistus viimases sektsioonis võib olla R ’= R - hie.
Transistori 'hie' on sisendtakistus, mida saab lisada R-le, seetõttu on vooluahela kaudu teadaolev võrgutakistus 'R'.
R1 ja R2 takistid on eelsoojendustakistid ja need on paremad ega mõjuta seetõttu vahelduvvooluahela tööd. RE-CE kombinatsiooni abil ligipääsetava ebaolulise impedantsi tõttu ei ole ka vahelduvvoolu toimele tagajärgi.
Kuna voolu antakse vooluahelale, siis hakkab müra pinge vooluahelas. Transistori võimendis tekitab väike baasvooluvõimendi voolu, mis võib olla 1800faas nihutatud.
Alati, kui see signaal reageerib võimendi sisendile, nihutatakse see uuesti faasiga 180-ga0. Kui silmuse võimendus on samaväärne ühtsusega, siis tekivad jätkuvad võnked.
Vooluahelat saab lihtsustada, kasutades samaväärset vahelduvvooluahelat, ja siis saame võnkumiste sageduse järgmiselt.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Kui Rc / R on<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Jätkuva võnkumise seisund,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
RC-faasi nihkega ostsillaatori jaoks, mis kasutab R = Rc, peab jätkuva võnkumise jaoks kasutama hfe 56.
Ülaltoodud võrranditest tuleb võnkesageduse muutmiseks muuta kondensaatori ja takisti väärtusi.
Kuid võnkumistingimuste täitmiseks tuleks kolme segmendi väärtusi samaaegselt muuta. Praktikas pole see võimalik, seega kasutatakse RC-ostsillaatorit nagu fikseeritud sagedusega ostsillaatorit, mida kasutatakse igaks praktiliseks otstarbeks.
RC-ostsillaator, kasutades Op-amp
Operatiivvõimendi RC-ostsillaatorid on tavaliselt kasutatavad ostsillaatorid, võrreldes transistoriseeritud ostsillaatoritega. Seda tüüpi ostsillaator koosneb op-võimendist kui võimendi etapist ja kolmest RC-kaskaadvõrgust tagasiside ahelana, nagu on näidatud alloleval joonisel.
RC-ostsillaator-op-amp
See op-amp töötab inverteerimisrežiimis ja seetõttu nihutatakse op-ampri väljundsignaal 180 kraadi võrra inverteeriva terminali ilmunud sisendsignaalini. Ja täiendava 180-kraadise faasinihke annab RC tagasiside võrk ja seega tingimus võnkumiste saamiseks.
Võimendi võimendus muidu operatiivvõimendi saab reguleerida selliste takistuste abil nagu Rf & R1. Vajalike võnkumiste saamiseks saab võimendust reguleerida nii, et tagasiside võrgu võimenduse ja op-amp võimenduse korrutis on mõnevõrra parem kui 1.
See vooluahel töötab nagu ostsillaator, kui silmuse võimendus on suurem kui '1', kui operatsioonivõimendi pakub võimendust paremaks kui 29.
Võnkumiste sageduse saab tuletada järgmise võrrandi abil
1 / (2πRC√ 6)
Võnkumistingimuse saab anda, kui A ≥ 29.
Võimendi võimenduse väärtuse saab nii, et võnked toimuksid vooluahelas R1 ja Rf reguleerimisega.
RC-ostsillaatori rakendused
Selle ostsillaatori rakendused hõlmavad järgmist.
- RC-ostsillaatoreid kasutatakse madalsageduslikes rakendustes.
- Nende ostsillaatorite rakendused hõlmavad peamiselt häälsünteesi, muusikariistu ja GPS-seadmeid, kuna need toimivad kõigil helisagedustel.
Seega on see kõik RC-ostsillaator ja selle ostsillaatori sagedust saab muuta kas kondensaatorite või takistite abil. Kuid üldiselt on takistid reserveeritud pidevalt, samal ajal kui kondensaatorid on häälestatud. Pärast seda, hinnates ostsillaatoreid LC-ostsillaatorite abil, võime märkida, et varasem kasutab komponentide arvu kui viimane. Seetõttu võib nendest ostsillaatoritest genereeritud o / p sagedus mõõdetavast väärtusest palju kaugeneda, võrreldes LC ostsillaatoritega. Kuid neid kasutatakse nagu kohalikke ostsillaatoreid, mida kasutatakse muusikariistade, sünkroonsete vastuvõtjate ja helisageduse generaatorite jaoks. Siin on teile küsimus, millised on RC-ostsillaatori eelised ja puudused?
