Oscilador ng Pagkamali ng Phase na RC

RC Phase Shift Oscillator

Ang RC phase shift oscillator ay inilalarawan bilang isang elektronikong sirkwito na gumagamit ng resistor-capacitor (RC) networks upang lumikha ng konsistente na oscillating output signal.

Gumagamit ang mga RC phase-shift oscillators ng resistor-capacitor (RC) network (Figure 1) upang magbigay ng kinakailangang phase-shift para sa feedback signal. Mayroon silang kamangha-manghang frequency stability at maaaring ibigay ang isang tukoy na sine wave para sa malawak na saklaw ng loads.

Sa ideal, inaasahang magkaroon ang simple na RC network ng output na nangunguna sa input ng 90 o.

Sa praktikal, madalas mas mababa ang phase difference kaysa sa ideal dahil sa hindi ideal na pag-uugali ng capacitor. Ang phase angle ng RC network ay matematikal na ipinahayag bilang

Kung saan, X C = 1/(2πfC) ang reactance ng capacitor C at R ang resistor. Sa mga oscillator, ang ganitong uri ng RC phase-shift networks, bawat isa nagbibigay ng tiyak na phase-shift, maaaring icascade upang mapasatisfy ang phase-shift condition na idinulot ng Barkhausen Criterion.

Isa sa mga halimbawa nito ay ang kaso kung saan ang RC phase-shift oscillator ay nabuo sa pamamagitan ng pagcascade ng tatlong RC phase-shift networks, bawat isa nagbibigay ng phase-shift ng 60o, tulad ng ipinapakita ng Figure 2.

Dito, ang collector resistor RC ay limita ang collector current ng transistor, ang resistors R 1 at R (pinakamalapit sa transistor) ay bumubuo ng voltage divider network habang ang emitter resistor RE ay pinaunlad ang stability. Next, ang capacitors CE at Co ay ang emitter by-pass capacitor at ang output DC decoupling capacitor, respectively. Bukod dito, ang circuit din ay nagpapakita ng tatlong RC networks na ginamit sa feedback path.

Nagdudulot ito ng pag-shift ng output waveform ng 180o sa panahon ng paglalakbay nito mula sa output terminal patungo sa base ng transistor. Next, ang signal na ito ay ishifet uli ng 180o ng transistor sa circuit dahil sa katotohanan na ang phase-difference sa pagitan ng input at output ay 180o sa kasong common emitter configuration. Ito ang nagpapataas ng net phase-difference sa 360o, na nasasatisfy ang phase-difference condition.

Isang paibig na paraan ng pag-satisfy sa phase-difference condition ay ang paggamit ng apat na RC networks, bawat isa nagbibigay ng phase-shift ng 45o. Kaya maaaring maisumop na ang RC phase-shift oscillators maaaring maidesign sa maraming paraan bilang ang bilang ng RC networks sa kanila ay hindi tiyak. Gayunpaman, dapat tandaan na, bagama't ang pagtaas ng bilang ng stages ay nagpapataas ng frequency stability ng circuit, ito rin ay negatibong nakakaapekto sa output frequency ng oscillator dahil sa loading effect.

Ang generalized expression para sa frequency ng oscillations na nilikha ng isang RC phase-shift oscillator ay ibinigay ng

Kung saan, N ang bilang ng RC stages na nabuo ng resistors R at capacitors C.

Bukod dito, tulad ng kaso para sa karamihan ng uri ng oscillators, ang RC phase-shift oscillators maaari ring maidesign gamit ang OpAmp bilang bahagi ng amplifier section (Figure 3). Gayunpaman, ang paraan ng pagtrabaho ay nananatiling pareho habang dapat tandaan na, dito, ang kinakailangang phase-shift ng 360 o ay ibinigay ng kolektibong RC phase-shift networks at ang Op-Amp na gumagana sa inverted configuration.

Maaaring i-adjust ang frequency ng RC phase-shift oscillators sa pamamagitan ng pag-alis ng capacitors, karaniwang sa pamamagitan ng gang-tuning, habang ang resistors ay karaniwang fixed. Next, sa pamamagitan ng paghahambing ng RC phase-shift oscillators sa LC oscillators, maaaring makita na, ang unang isang ay gumagamit ng mas maraming bilang ng mga komponente ng circuit kaysa sa huling isa. 

Kaya, ang output frequency na nilikha mula sa RC oscillators maaaring lumayo mula sa kalkuladong value kaysa sa kaso ng LC oscillators. Gayunpaman, ginagamit sila bilang local oscillators para sa synchronous receivers, musical instruments at bilang low at/o audio-frequency generators.