RC Faseverskuwingsosillator

RC Faseverskuif Ossillator

'n RC faseverskuif ossillator word gedefinieer as 'n elektroniese skakeling wat weerstand-kondensator (RC) netwerke gebruik om 'n konsekwente osilleerende uitvoersignaal te produseer.

RC faseverskuif ossillators gebruik weerstand-kondensator (RC) netwerke (Figuur 1) om die faseverskuiving vereis deur die terugvoersignaal te verskaf. Hulle het uitstekende frekwentiestabiliteit en kan 'n puur sinusgolf vir 'n wyde reeks belastings produseer.

Ideale is dat 'n eenvoudige RC-netwerk 'n uitset moet hê wat die invoer met 90 o vooruit lei.

In praktyk is die faseverskil dikwels minder as ideaal as gevolg van nie-ideaal kondensatorgedrag. Die fasehoek van die RC-netwerk word wiskundig uitgedruk as

Waar X C = 1/(2πfC) die reactansie van die kondensator C is en R die weerstand. In ossillators kan hierdie soort RC faseverskuifnetwerke, wat elkeen 'n bepaalde faseverskuiving bied, gekaskadeer word om die faseverskuifvoorwaarde te bevredig volgens die Barkhausen Kriterium.

Een sodanige voorbeeld is die geval waar 'n RC faseverskuif ossillator gevorm word deur drie RC faseverskuifnetwerke te kaskadeer, elk met 'n faseverskuiving van 60o, soos in Figuur 2 getoon.

Hier beperk die kollektorweerstand RC die kollektorstroom van die transistor, weerstands R 1 en R (naaste by die transistor) vorm die spanningsdeeler netwerk terwyl die emitterweerstand RE die stabiliteit verbeter. Vervolgens is die kondensators CE en Co onderskeidelik die emitter-bypas kondensator en die uitvoer DC-dekoppeling kondensator. Verder wys die skakeling ook drie RC-netwerke wat in die terugvoerpad gebruik word.

Hierdie opstelling veroorsaak dat die uitvoergrafiek met 180o skuif tydens sy pad van die uitvoerkontakt na die basis van die transistor. Vervolgens sal hierdie sein weer met 180o geskuif word deur die transistor in die skakeling, omdat die faseverskil tussen die invoer en die uitvoer 180o is in die geval van 'n algemene emitterkonfigurasie. Dit maak die totale faseverskil 360o, wat die faseverskilvoorwaarde bevredig.

'n Ander manier om die faseverskilvoorwaarde te bevredig, is om vier RC-netwerke te gebruik, elk met 'n faseverskuiving van 45o. Dus kan dit gevolgtrek word dat RC faseverskuif ossillators op baie maniere ontwerp kan word, aangesien die aantal RC-netwerke daarin nie vasgestel is nie. Dit moet egter opgemerk word dat, hoewel 'n toename in die aantal stappe die frekwentiestabiliteit van die skakeling verhoog, dit ook negatief die uitvoerfrekwensie van die ossillator as gevolg van die belastingeffek beïnvloed.

Die veralgemeende uitdrukking vir die frekwensie van die osillasies wat deur 'n RC faseverskuif ossillator geproduseer word, word gegee deur

Waar N die aantal RC-stappe is wat gevorm word deur die weerstande R en die kondensatore C.

Verder, soos in die geval van die meeste tipes ossillators, kan selfs RC faseverskuif ossillators ontwerp word deur 'n OpAmp as deel van die versterkersek (Figuur 3) te gebruik. Tog bly die werking dieselfde, terwyl dit opgemerk moet word dat hier die benodigde faseverskuiving van 360 o kollektief deur die RC faseverskuifnetwerke en die Op-Amp in omgekeerde konfigurasie gebied word.

Die frekwensie van RC faseverskuif ossillators kan aangepas word deur die kondensators te verander, tipies deur middel van gangstemming, terwyl die weerstande gewoonlik vas bly. Vervolgens, deur RC faseverskuif ossillators met LC ossillators te vergelyk, kan jy opmerk dat die voormalige meer skakelingkomponente gebruik as die laasgenoemde. 

Dus kan die uitvoerfrekwensie wat deur RC ossillators geproduseer word, meer afwyk van die berekende waarde as in die geval van LC ossillators. Toch word hulle as plaaslike ossillators vir sinchroniese ontvangers, musiekinstrumente en as lae en/of audiofrekwensiegenerators gebruik.