Oscillator Fase Geser RC

Oscillator Fasa Bergeser RC

Oscillator fasa bergeser RC didefinisikan sebagai rangkaian elektronik yang menggunakan jaringan resistor-kapasitor (RC) untuk menghasilkan sinyal output bergetar yang konsisten.

Oscillator fasa bergeser RC menggunakan jaringan resistor-kapasitor (RC) (Gambar 1) untuk menyediakan pergeseran fasa yang dibutuhkan oleh sinyal umpan balik. Mereka memiliki stabilitas frekuensi yang sangat baik dan dapat menghasilkan gelombang sinus murni untuk berbagai beban.

Secara ideal, jaringan RC sederhana diharapkan memiliki output yang memimpin input sebesar 90 o.

Dalam praktiknya, perbedaan fase sering kali kurang dari ideal karena perilaku kapasitor yang tidak ideal. Sudut fase dari jaringan RC diekspresikan secara matematis sebagai

Di mana, X C = 1/(2πfC) adalah reaktansi dari kapasitor C dan R adalah resistor. Dalam oscillator, jenis jaringan fase bergeser RC ini, masing-masing menawarkan pergeseran fase tertentu, dapat dikaskade sehingga memenuhi kondisi pergeseran fase yang dipimpin oleh Kriteria Barkhausen.

Salah satu contohnya adalah kasus di mana oscillator fasa bergeser RC dibentuk dengan mengkaskade tiga jaringan fasa bergeser RC, masing-masing menawarkan pergeseran fase sebesar 60o, seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.

Di sini, resistor kolektor RC membatasi arus kolektor transistor, resistor R1 dan R (terdekat dengan transistor) membentuk jaringan pembagi tegangan, sementara resistor emiter RE meningkatkan stabilitas. Selanjutnya, kapasitor CE dan Co adalah kapasitor bypass emiter dan kapasitor dekoupling DC output, masing-masing. Lebih lanjut, rangkaian juga menunjukkan tiga jaringan RC yang digunakan dalam jalur umpan balik.

Susunan ini menyebabkan bentuk gelombang output bergeser sebesar 180o selama perjalanannya dari terminal output ke basis transistor. Selanjutnya, sinyal ini akan bergeser lagi sebesar 180o oleh transistor dalam rangkaian karena perbedaan fase antara input dan output akan 180o dalam kasus konfigurasi emiter umum. Ini membuat perbedaan fase bersih menjadi 360o, memenuhi kondisi perbedaan fase.

Cara lain untuk memenuhi kondisi perbedaan fase adalah dengan menggunakan empat jaringan RC, masing-masing menawarkan pergeseran fase sebesar 45o. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa oscillator fasa bergeser RC dapat dirancang dengan berbagai cara karena jumlah jaringan RC di dalamnya tidak tetap. Namun perlu dicatat, meskipun peningkatan jumlah tahapan meningkatkan stabilitas frekuensi rangkaian, hal ini juga berdampak negatif pada frekuensi output oscillator karena efek beban.

Ekspresi umum untuk frekuensi osilasi yang dihasilkan oleh oscillator fasa bergeser RC diberikan oleh

Di mana, N adalah jumlah tahapan RC yang dibentuk oleh resistor R dan kapasitor C.

Lebih lanjut, seperti halnya dengan sebagian besar jenis oscillator, bahkan oscillator fasa bergeser RC dapat dirancang menggunakan OpAmp sebagai bagian dari seksi amplifikator (Gambar 3). Meskipun demikian, mode kerja tetap sama, namun perlu dicatat bahwa di sini, pergeseran fase 360 o yang dibutuhkan disediakan secara kolektif oleh jaringan fasa bergeser RC dan Op-Amp yang bekerja dalam konfigurasi terbalik.

Frekuensi oscillator fasa bergeser RC dapat disesuaikan dengan mengubah kapasitor, biasanya melalui gang-tuning, sementara resistor biasanya tetap. Selanjutnya, dengan membandingkan oscillator fasa bergeser RC dengan oscillator LC, dapat dilihat bahwa, yang pertama menggunakan lebih banyak komponen rangkaian daripada yang kedua.

Dengan demikian, frekuensi output yang dihasilkan dari oscillator RC dapat menyimpang cukup jauh dari nilai yang dihitung dibandingkan dengan kasus oscillator LC. Namun, mereka digunakan sebagai oscillator lokal untuk penerima sinkron, instrumen musik, dan sebagai generator frekuensi rendah dan/atau audio.