مُهِّل المُتَذبذب ذو الإزاحة الطورية RC

مذبذب تغيير الطور RC

يُعرف مذبذب تغيير الطور RC بأنه دارة إلكترونية تستخدم شبكات المقاومات-المكثفات (RC) لإنتاج إشارة خرج متذبذبة ثابتة.

تستخدم مذبذبات تغيير الطور RC شبكات المقاومات-المكثفات (RC) (الشكل 1) لتوفير التحويل الطوري اللازم لإشارة التعويض. وهي تتميز بثبات ترددي ممتاز ويمكنها إنتاج موجة جيبية نقية لفترة واسعة من الأحمال.

من الناحية المثالية، من المتوقع أن تكون شبكة RC بسيطة لديها خرج يتقدم عن الإدخال بمقدار 90 درجة.

في الواقع، يكون الفرق الطوري غالباً أقل من المثالي بسبب سلوك المكثف غير المثالي. يتم التعبير عن زاوية الطور للشبكة RC رياضياً كالتالي:

حيث، X C = 1/(2πfC) هو التفاعل للمكثف C والمقاومة R. في المذبذبات، يمكن توصيل هذه الشبكات RC التي توفر تحويل طوري محدد على التوالي بحيث تلبي شرط التحويل الطوري وفقاً لمعيار باركهاوزن.

مثال واحد على ذلك هو حالة تشكيل مذبذب تغيير الطور RC بتوصيل ثلاث شبكات تغيير طور RC، كل منها توفر تحويل طوري بمقدار 60 درجة، كما يظهر في الشكل 2.

هنا، تحد المقاومة الجامعية RC تيار الجامع للترانزستور، بينما تشكل المقاومات R1 وR (الأقرب إلى الترانزستور) شبكة تقسيم الجهد، بينما تحسن المقاومة الباعثية RE الاستقرار. بعد ذلك، تكون المكثفات CE وCo هي المكثف المرور الباعث والمكثف عازل التيار المستمر للخرج على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، تظهر الدائرة ثلاثة شبكات RC مستخدمة في مسار التعويض.

هذه الترتيب يسبب تحويل الخرج بمقدار 180 درجة أثناء مروره من مصطلح الخرج إلى القاعدة للترانزستور. ثم يتم تحويل هذا الإشارة مرة أخرى بمقدار 180 درجة بواسطة الترانزستور في الدائرة نظرًا لأن الفرق الطوري بين الإدخال والخرج سيكون 180 درجة في حالة التكوين المشترك للعمود. وهذا يجعل الفرق الطوري الكلي 360 درجة، مما يلبي شرط الفرق الطوري.

طريقة أخرى للاستيفاء لشرط الفرق الطوري هي استخدام أربع شبكات RC، كل منها توفر تحويل طوري بمقدار 45 درجة. ومن هنا يمكن استنتاج أن مذبذبات تغيير الطور RC يمكن تصميمها بعدة طرق حيث أن عدد شبكات RC فيها ليس ثابتاً. ومع ذلك يجب ملاحظة أنه على الرغم من أن زيادة عدد المراحل تزيد من ثبات التردد للدائرة، إلا أنها تؤثر بشكل سلبي على تردد الخرج للمذبذب بسبب تأثير التحميل.

يعطى التعبير العام لتردد التذبذبات المنتجة بواسطة مذبذب تغيير الطور RC كالتالي:

حيث، N هو عدد مراحل RC المتكونة من المقاومات R والمكثفات C.

بالإضافة إلى ذلك، كما هو الحال مع معظم أنواع المذبذبات، يمكن تصميم مذبذبات تغيير الطور RC باستخدام OpAmp كجزء من قسم التضخيم (الشكل 3). ومع ذلك، يبقى طريقة العمل هي نفسها مع ملاحظة أن التحويل الطوري المطلوب بمقدار 360 درجة يتم توفيره بشكل جماعي بواسطة شبكات تغيير الطور RC والـ Op-Amp يعمل في التكوين المعكوس.

يمكن تعديل تردد مذبذبات تغيير الطور RC عن طريق تغيير المكثفات، عادةً من خلال ضبط العنقود، بينما تظل المقاومات ثابتة. بعد ذلك، عند مقارنة مذبذبات تغيير الطور RC بمذبذبات LC، يمكن ملاحظة أن الأولى تستخدم عدد أكبر من مكونات الدائرة من الثانية.

وبالتالي، يمكن أن يختلف تردد الخرج المنتج من مذبذبات RC كثيراً عن القيمة المحسوبة أكثر من حالة مذبذبات LC. ومع ذلك، يتم استخدامها كمذبذبات محلية لمستقبلات متزامنة وأدوات موسيقية ومولدات التردد المنخفض والصوتي.