Oscilyador ng Paglipat ng Phase ng RC

Oscilador na Phase Shift ng RC

Ang isang oscilador ng phase shift ng RC ay inilalarawan bilang isang elektronikong sirkwito na gumagamit ng resistor-capacitor (RC) networks upang mabuo ang isang konsistente at nag-oscillating na output signal.

Ang mga oscilador ng phase shift ng RC ay gumagamit ng resistor-capacitor (RC) network (Figure 1) upang magbigay ng kinakailangang phase-shift para sa feedback signal. Sila ay may kamangha-manghang frequency stability at maaaring mabigay ang isang tukoy na sine wave para sa malawak na saklaw ng load.

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

Sa praktikal, ang pagkakaiba ng phase ay madalas na mas kaunti 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 oscilador, ang ganitong uri ng RC phase-shift networks, bawat isa na nagbibigay ng tiyak na phase-shift ay maaaring cascaded upang matugunan ang kondisyon ng phase-shift na pinangunahan ng Barkhausen Criterion.

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

Dito, ang collector resistor RC ay limitado 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 nagpapabuti sa stability. Susunod, ang capacitors CE at Co ay ang emitter by-pass capacitor at ang output DC decoupling capacitor, kahit papano. Bukod dito, ang sirkwito ay ipinapakita rin ang tatlong RC networks na ginamit sa feedback path.

Ang arrangement na ito ay nagdudulot ng output waveform na lumilipat ng 180o sa panahon ng paglalakbay nito mula sa output terminal patungo sa base ng transistor. Susunod, ang signal na ito ay lilipat muli ng 180o sa pamamagitan ng transistor sa sirkwito dahil sa katotohanan na ang pagkakaiba ng phase sa pagitan ng input at output ay 180o sa kaso ng common emitter configuration. Ito ang nagpapabuti ng net phase-difference na 360o, na nasasapat sa kondisyon ng phase-difference.

Isang paibang paraan upang matugunan ang kondisyon ng phase-difference ay ang paggamit ng apat na RC networks, bawat isa na nagbibigay ng phase-shift na 45o. Kaya't maaari itong maisumulat na ang mga RC phase-shift oscillators ay maaaring disenyo sa maraming paraan dahil ang bilang ng RC networks sa kanila ay hindi tiyak. Gayunpaman, dapat tandaan na, bagama't ang pagtaas ng bilang ng stages ay nagpapataas din ng frequency stability ng sirkwito, ito rin ay nakakasama sa output frequency ng oscillator dahil sa loading effect.

Ang generalized expression para sa frequency ng oscillations na binuo 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 mga RC phase-shift oscillators ay maaari ring disenyo gamit ang OpAmp bilang bahagi ng amplifier section (Figure 3). Gayunpaman, ang mode of working ay nananatiling pareho habang dapat tandaan na, dito, ang kinakailangang phase-shift na 360 o ay ibinigay ng kolektibong RC phase-shift networks at ang Op-Amp na gumagana sa inverted configuration.

Ang frequency ng RC phase-shift oscillators ay maaaring ayusin sa pamamagitan ng pagbabago ng capacitors, karaniwang sa pamamagitan ng gang-tuning, habang ang resistors ay karaniwang fixed. Susunod, sa pamamagitan ng paghahambing ng RC phase-shift oscillators at LC oscillators, maaaring mapansin na, ang unang grupo ay gumagamit ng mas maraming circuit components kaysa sa huling grupo. 

Samakatuwid, ang output frequency na binuo mula sa RC oscillators ay maaaring lumayo mula sa nakalkulang value kaysa sa kaso ng LC oscillators. Gayunpaman, sila ay ginagamit bilang local oscillators para sa synchronous receivers, musical instruments at bilang low and/or audio-frequency generators.