Fazni šift oscillator RC

RC fazni pomikni oscilator

RC fazni pomikni oscilator je definiran kot elektronski vezji, ki uporablja omrežja odpor-šarža (RC) za ustvarjanje konstantnega nihančnega izhodnega signala.

RC fazni pomikni oscilatorji uporabljajo omrežja odpor-šarža (RC) (Slika 1) za zagotavljanje faznega pomika, ki ga zahteva povratni signal. Imajo odlično stabilnost frekvence in lahko dajejo čisto sinusni val za širok spekter obremenitev.

Idealno bi se pričakovalo, da bi enostavno RC omrežje imelo izhod, ki vodi vhod za 90°.

V praksi je fazna razlika pogosto manjša od idealne zaradi neidealnega vedenja kondenzatorja. Fazni kot RC omrežja je matematično izražen kot

Kjer je X C = 1/(2πfC) reaktivnost kondenzatorja C in R odpornik. V oscilatorjih se lahko takšna RC fazna pomikna omrežja, vsako z določenim faznim pomikom, kaskadno povežejo, da izpolnijo fazni pomikni pogoj, ki ga določa Barkhausenov kriterij.

En primer je RC fazni pomikni oscilator, sestavljen iz treh RC faznih pomiknih omrežij, vsako z faznim pomikom 60°, kot je prikazano na Sliki 2.

Tu omejuje odpornik RC tok kolektorja tranzistorja, odporniki R 1 in R (najbljižji tranzistorju) tvorijo deliteljsko omrežje napetosti, medtem ko emitterji RE izboljšujejo stabilnost. Nadalje so kondenzatorji CE in Co emitterji prehodni kondenzator in izhodni DC decupleirni kondenzator, zlasti. Poleg tega omrežje prikazuje tudi tri RC omrežja, uporabljena v povratni poti.

Ta postavitev povzroči, da se izhodni valovni oblik pomakne za 180° med svojo potjo od izhodnega terminala do baze tranzistorja. Nato bo ta signal ponovno pomaknjen za 180° tranzistorjem v vezju, ker je fazna razlika med vhodom in izhodom 180° v primeru skupnega emitterjskega konfiguracije. To povzroči, da je neto fazna razlika 360°, kar izpolnjuje pogoje za fazni pomik.

Še en način, kako izpolniti pogoje za fazni pomik, je uporaba štirih RC omrežij, vsako z faznim pomikom 45°. Torej se lahko zaključi, da RC fazni pomikni oscilatorji lahko naredijo na več načinov, saj ni fiksno določeno število RC omrežij v njih. Vendar je treba opozoriti, da, čeprav povečanje števila stopnje poveča stabilnost frekvence vezja, to tudi negativno vpliva na izhodno frekvenco oscilatorja zaradi učinka obremenitve.

Splošni izraz za frekvenco nihanja, ki jo ustvari RC fazni pomikni oscilator, je podan z

Kjer je N število RC stopnje, sestavljene iz odpornikov R in kondenzatorjev C.

Dodatno, kot je slučaj pri večini vrst oscilatorjev, tudi RC fazni pomikni oscilatorji lahko naredijo z uporabo OpAmp-a kot del amplifikacijskega dela (Slika 3). Vendar ostane način delovanja enak, pri čemer je treba opozoriti, da tu je zahtevani fazni pomik 360° skupno zagotovljen RC faznimi pomiknimi omrežji in Op-Amp-om, ki deluje v obrnjeni konfiguraciji.

Frekvenco RC faznih pomiknih oscilatorjev lahko nastavimo z menjavo kondenzatorjev, tipično preko gang-tuninga, medtem ko so odporniki običajno fiksni. Nato, z primerjavo RC faznih pomiknih oscilatorjev z LC oscilatorji, lahko opazimo, da prvi uporabljajo več komponent vezja kot drugi.

Torej, izhodna frekvenca, ki jo RC oscilatorji ustvarijo, se lahko zelo razlikuje od izračunane vrednosti, namesto v primeru LC oscilatorjev. Vendar so uporabljeni kot lokalni oscilatorji za sinhronne sprejemnike, glasbeni instrumenti in kot nizko- ali audio-frekvenčni generatorji.