Faza Ŝanĝanta Osciililo RC

RC Fazŝanĝanta Osciililo

RC fazŝanĝanta osciililo estas difinita kiel elektrona cirkvito, kiu uzas rezistor-kondensatorajn (RC) retojn por produkti konstantan osciladon de eliga signalo.

RC fazŝanĝantaj osciililoj uzas rezistor-kondensatorajn (RC) retojn (Figuro 1) por provizi la fazŝanĝon postulatan de la retroalimenta signalo. Ili havas ege bonan frekvencon stabilecon kaj povas doni puran sinusan ondon por larĝa gamo da ŝarĝoj.

Ideale simpla RC reto atendas havi eldonon, kiu antaŭiras la enigon je 90 o.

En praktiko, la fazdiferenco ofte estas malpli ol ideala pro neideala kondutado de la kondensatoro. La fazangulo de la RC reto estas matematike esprimita kiel

Kie, X C = 1/(2πfC) estas la reaktanco de la kondensatoro C kaj R estas la rezistoro. En osciililoj, tiaj RC fazŝanĝantaj retoj, kiuj ĉiu proponas definitan fazŝanĝon, povas esti kaskadigitaj tiel ke ili kontentigas la fazŝanĝan kondiĉon kondukitan per la Barkhausen-Kriterio.

Unu tia ekzemplo estas la okazo, kiam RC fazŝanĝanta osciililo estas formita per kaskadigo de tri RC fazŝanĝantaj retoj, ĉiu proponante fazŝanĝon de 60o, kiel montrite per Figuro 2.

Ĉi tie la kolektora rezistoro RC limigas la kolektoran korantan de la tranzistoro, rezistoroj R 1 kaj R (plej proksima al la tranzistoro) formas la tensiodividan reton dum la emitera rezistoro RE plibonigas la stabilecon. Sekve, la kondensatoroj CE kaj Co estas la emitera flankanta kondensatoro kaj la eliga DC dekuplinga kondensatoro, respektive. Plue, la cirkvito ankaŭ montras tri RC retojn uzitajn en la retroalimenta vojo.

Ĉi tiu aranĝo kaŭzas, ke la eliga ondo ŝanĝas sian fazon je 180o dum sia kurso de la eliga terminalo al la bazo de la tranzistoro. Sekve, ĉi tiu signalo estos denove ŝanĝita je 180o de la tranzistoro en la cirkvito pro tio, ke la fazdiferenco inter la enigo kaj la eligo estos 180o en la okazo de komuna emitera konfiguracio. Ĉi tio faras la netan fazdiferencon esti 360o, kontentigante la fazdiferencan kondiĉon.

Alia maniero kontentigi la fazdiferencan kondiĉon estas uzi kvar RC retojn, ĉiu proponante fazŝanĝon de 45o. Do oni povas konkludi, ke RC fazŝanĝantaj osciililoj povas esti disegnitaj en multaj manieroj, ĉar la nombro de RC retoj en ili ne estas fiksita. Tamen notu, ke kvankam pligrandigo de la nombro de stadioj plibonigas la frekvencon stabilecon de la cirkvito, ĝi ankaŭ malfavorinde afektas la eligan frekvencan de la osciililo pro la ŝarĝa efekto.

La generaligita esprimo por la frekvenco de osciladoj produktitaj per RC fazŝanĝanta osciililo estas donita per

Kie, N estas la nombro de RC stadioj formitaj per la rezistoroj R kaj la kondensatoroj C.

Plue, kiel estas la okazo por plejmulto tipoj de osciililoj, eĉ RC fazŝanĝantaj osciililoj povas esti disegnitaj uzante OpAmp kiel parto de sia amplifika sekcio (Figuro 3). Tamen, la modo de laboro restas la sama, dum notu, ke ĉi tie, la postulata fazŝanĝo de 360 o estas proponata kolektive de la RC fazŝanĝantaj retoj kaj la Op-Amp laboranta en inversa konfiguracio.

La frekvenco de RC fazŝanĝantaj osciililoj povas esti regula per ŝanĝado de la kondensatoroj, tipike per gang-regulado, dum la rezistoroj kutime restas fiksaj. Sekve, per komparo de RC fazŝanĝantaj osciililoj kun LC osciililoj, oni povas rimarki, ke la unua uzas pli grandan nombron de cirkvito-komponantoj ol la lasta. 

Do, la eliga frekvenco produktita de RC osciililoj povas devii multe de la kalkulita valoro pli ol en la okazo de LC osciililoj. Tamen, ili estas uzitaj kiel lokaj osciililoj por sinkronaj riceviloj, muzikaj instrumentoj kaj kiel malaltfrekvencaj aŭ/aux akustaj generiloj.