משובץ פאזה RC

מגנוט אוסילטור RC

מגנוט אוסילטור RC מוגדר כמעגל אלקטרוני שמשתמש ברשתות נגד-קבל (RC) כדי לייצר אות אוסילציה עקבי.

אוסילטורים מסוג הזזה פאזה RC משתמשים ברשתות נגד-קבל (RC) (איור 1) כדי לספק את הזזת הפאזה הנדרשת עבור אות ההחזר. הם בעלי יציבות תדר מצוינת ויכולים לייצר גל סינוסי טהור עבור טווח רחב של עומסים.

בשאיפה, רשת RC פשוטה מצפה לפלט המוביל את הכניסה ב-90 מעלות.

בפועל, ההבדל הפאזי לעתים קרובות קטן מהשאיפה בשל התנהגות לא אידיאלית של הקבל. זווית הפאזה של רשת ה-RC מתבטאת מתמטית כ-

כאשר, X C = 1/(2πfC) הוא ההתנגדות של הקבל C וה-n היא הנגד. באוסילטורים, רשתות הזזה פאזה מסוג RC כאלה, כל אחת מציעה הזזה פאזה מסוימת, יכולות להיות מחוברות בעקבות כך שיקיימו את תנאי הזזה הפאזה לפי קריטריון ברקהאוזן.

דוגמה אחת היא מקרה שבו מגנוט אוסילטור RC נוצר על ידי חיבור של שלוש רשתות הזזה פאזה RC, כל אחת מציעה הזזה פאזה של 60 מעלות, כפי שמוצג באיור 2.

כאן הנגד RC מגביל את הזרם המאסף של הטרנזיסטור, הנגדים R 1 ו-R (קרוב ביותר לטרנזיסטור) יוצרים רשת מחלקת מתח בעוד הנגד RE משפר את היציבות. בהמשך, הקבלים CE ו-Co הם קבל מעבר וקבל דקופלינג מוצא DC בהתאמה. כמו כן, המעגל גם מציג שלוש רשתות RC המשמשות במסלול ההחזר.

הסדר הזה גורם לגל הפלט להזיז את עצמו ב-180 מעלות במהלך מסעו מהמפרק המוצא לבסיס הטרנזיסטור. בהמשך, האות הזה יוזז שוב ב-180 מעלות על ידי הטרנזיסטור במעגל עקב העובדה שההבדל הפאזי בין הכניסה למוצא יהיה 180 מעלות במקרה של תצורת מסדר נפוץ. זה גורם להבדל הפאזי הכולל להיות 360 מעלות, מקיים את תנאי ההבדל הפאזי.

דרך נוספת לקיים את תנאי ההבדל הפאזי היא להשתמש בארבע רשתות RC, כל אחת מציעה הזזה פאזה של 45 מעלות. לכן ניתן להסיק כי מגנוטי אוסילטור RC יכולים לתכנן בכמה דרכים כיוון שמספר רשתות ה-RC בהם אינו קבוע. עם זאת יש לציין כי, למרות שגידול במספר שלבים מגביר את יציבות התדר של המעגל, הוא גם משפיע לרעה על תדר הפלט של האוסילטור עקב אפקט העומס.

הביטוי הכללי לתדר האוסילציות שנוצר על ידי מגנוט אוסילטור RC נתון על ידי-

כאשר, N הוא מספר שלבי ה-RC המורכבים מהנגדים R והקבלים C.

בנוסף, כמו במקרה של רוב סוגי האוסילטורים, אפילו מגנוטי אוסילטור RC יכולים לתכנן באמצעות OpAmp כחלק מהchnitt האמפליפי (איור 3). עם זאת, דרך העבודה נשארת אותו הדבר אך יש לציין כי כאן, הזזה הפאזה הנדרשת של 360 מעלות מוצעת באופן קיבוצי על ידי רשתות הזזה הפאזה RC וה-Op-Amp עובד בתצורה הפוכה.

התדר של מגנוטי אוסילטור RC ניתן להתאים על ידי שינוי הקבלים, בדרך כלל באמצעות הסתגלות קבוצתית, בעוד שהנגדים בדרך כלל נשארים קבועים. בהמשך, על ידי השוואת מגנוטי אוסילטור RC עם מגנוטי LC, ניתן לראות כי, הראשון משתמש במספר גדול יותר של רכיבי מעגל מאשר האחרון.

לכן, התדר המוצא שנוצר ממגנוטי RC יכול להתרחק מאוד מהערך המוערך לעומת המקרה של מגנוטי LC. עם זאת, הם משמשים כאוסילטורים מקומיים לחומרים סינכרונים, כלים מוזיקליים ומפיקי תדר נמוך ו/או שמע.