Fazni oscilator sa RC faznim pomakom

RC faza pomerač oscilator

RC faza pomerač oscilator se definiše kao elektronski krug koji koristi mreže otpornika-kondenzatora (RC) kako bi proizveo konstantni oscilatorni izlazni signal.

RC faza pomerači oscilatori koriste mreže otpornika-kondenzatora (RC) (Slika 1) kako bi pružili potrebni fazni pomeraj za povratni signal. Oni imaju odličnu stabilnost frekvencije i mogu dati čist sinusni talas za širok spektar opterećenja.

Idealno, očekuje se da će jednostavna RC mreža imati izlaz koji vodi unazad ulazu za 90°.

U praksi, fazna razlika je često manja od idealne zbog neidealnog ponašanja kondenzatora. Fazni ugao RC mreže matematički se izražava kao

Gde, X C = 1/(2πfC) predstavlja reaktanciju kondenzatora C, a R je otpornik. U oscilatorima, takve RC faze pomeračke mreže, koje nude određeni fazni pomeraj, mogu biti kaskadirane kako bi zadovoljile uslov faznog pomeraja prema Kriterijumu Barkhausena.

Jedan takav primer je slučaj u kome RC faza pomerač oscilator formira se kaskadiranjem tri RC faze pomeračke mreže, svaka koja nudi fazni pomeraj od 60°, kako je prikazano na Slici 2.

Ovde ograničujući otpornik kolektora RC ograničava strujni tok kolektora tranzistora, otpornici R1 i R ( najbliži tranzistoru) formiraju mrežu delioca napona, dok emiter otpornik RE poboljšava stabilnost. Sledeće, kondenzatori CE i Co su emiter bocni kondenzator i DC dekuplirajući kondenzator, redom. Dalje, krug takođe pokazuje tri RC mreže korištene u povratnom putu.

Ova aranžman uzrokuje da se izlazni talas pomera za 180° tokom svog puta od izlaznog terminala do baze tranzistora. Zatim, ovaj signal će ponovo biti pomeren za 180° tranzistorom u krugu, jer fazna razlika između ulaza i izlaza iznosi 180° u slučaju konfiguracije zajedničkog emitera. Ovo dovodi do toga da je ukupna fazna razlika 360°, što ispunjava uslov fazne razlike.

Još jedan način da se ispunio uslov fazne razlike jeste upotreba četiri RC mreže, svaka koja nudi fazni pomeraj od 45°. Stoga se može zaključiti da RC faza pomerači oscilatori mogu biti dizajnirani na mnogo načina, jer broj RC mreža u njima nije fiksiran. Međutim, treba napomenuti da, iako povećanje broja etapa povećava stabilnost frekvencije kruga, isto tako negativno utiče na izlaznu frekvenciju oscilatora zbog efekta opterećenja.

Generalizovani izraz za frekvenciju oscilacija proizvedenih RC faza pomeračkim oscilatorom dat je sa

Gde, N predstavlja broj RC etapa formiranih od otpornika R i kondenzatora C.

Dalje, kao i kod većine tipova oscilatora, RC faza pomerači oscilatori mogu biti dizajnirani koristeći OpAmp kao deo sekcije pojačivača (Slika 3). Ipak, način rada ostaje isti, dok treba napomenuti da ovde, potreban fazni pomeraj od 360° pružaju kolektivno RC faza pomeračke mreže i Op-Amp koji radi u invertovanom režimu.

Frekvencija RC faza pomeračkih oscilatora može se podešavati menjajući kondenzatore, obično putem gang-tuninga, dok otpornici obično ostaju fiksirani. Sledeće, poređenjem RC faza pomeračkih oscilatora sa LC oscilatorima, može se primetiti da prvi koristi više komponenata kruga nego drugi.

Tako, izlazna frekvencija proizvedena iz RC oscilatora može značajno odstupati od izračunate vrednosti u poređenju sa LC oscilatorima. Ipak, oni se koriste kao lokalni oscilatori za sinkrona prijemnika, muzičke instrumente i kao generatori niskih i/ili audio-frekvenca.