RC Faz Kaydırma Osilatörü

RC Faz Kayma Oszilatörü

Bir RC faz kayma oszilatörü, direnç-kondansatör (RC) ağlarını kullanarak tutarlı bir salınımlı çıkış sinyali üreten elektronik devre olarak tanımlanır.

RC faz kayma oszilatörleri, geri besleme sinyali tarafından gerekli görülen faz kaymasını sağlamak için direnç-kondansatör (RC) ağını kullanırlar. Bu oszilatörler, mükemmel bir frekans istikrarına sahip olup, geniş bir yük aralığı için saf bir sinüs dalgası sağlayabilirler.

İdeal olarak, basit bir RC ağı, girdiden 90 derece önde bir çıkış vermesi beklenir.

Pratikte, faz farkı genellikle idealden daha az olur çünkü kondansatörlerin davranışı ideal değildir. RC ağındaki faz açısı matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

Burada, X C = 1/(2πfC), kondansatör C'nin reaktansıdır ve R dirençtir. Oszilatörlerde, bu tür her biri belirli bir faz kayması sağlayan RC faz kayma ağları, Barkhausen Kriteri tarafından belirlenen faz kayma koşulunu karşılamak üzere birleştirilebilir.

Bunlardan bir örnek, her biri 60 derecelik bir faz kayması sağlayan üç RC faz kayma ağı birleştirilerek oluşturulan RC faz kayma oszilatörüdür, Şekil 2'de gösterildiği gibi.

Burada, toplama direnci RC, transistörün toplama akımını sınırlar, dirençler R1 ve R (transistöre en yakın olanlar) gerilim bölücü ağını oluştururken, emiter direnci RE istikrarı geliştirir. Ayrıca, kapasitörler CE ve Co sırasıyla emiter by-pass kapasitörü ve çıkış DC decoupling kapasitörüdür. Daha sonra, devrede geri besleme yolu üzerinde kullanılan üç RC ağı da gösterilmektedir.

Bu düzen, çıkış dalga formunun, çıkış terminalinden transistörün bazına giden yol boyunca 180 derece kaymasına neden olur. Sonra, bu sinyal, ortak emiter yapılandırmasında girdi ile çıkış arasındaki faz farkının 180 derece olması nedeniyle devredeki transistör tarafından tekrar 180 derece kayacaktır. Bu, net faz farkının 360 derece olmasını, yani faz farkı koşulunu sağlar.

Faz farkı koşulunu karşılamak için başka bir yöntem, her biri 45 derecelik bir faz kayması sağlayan dört RC ağı kullanmaktır. Bu nedenle, RC faz kayma oszilatörlerinin, içindeki RC ağlarının sayısı sabit olmadığı için birçok farklı şekilde tasarlanabileceğini söyleyebiliriz. Ancak, aşamaların sayısındaki bir artış, devrenin frekans istikrarını artırmasına rağmen, yük etkisi nedeniyle oszilatörün çıkış frekansını olumsuz etkileyebilir.

Bir RC faz kayma oszilatörü tarafından üretilen salınımların frekansı için genelleştirilmiş ifade şöyledir:

Burada, N, R dirençleri ve C kapasitörleri tarafından oluşturulan RC aşamalarının sayısıdır.

Daha fazla, çoğu tür oszilatörün olduğu gibi, RC faz kayma oszilatörleri de OpAmp'yi amplifikatör bölümünün parçası olarak kullanılarak tasarlanabilir (Şekil 3). Bununla birlikte, çalışma modu aynı kalırken, burada, 360 derecelik gerekli faz kayması, RC faz kayma ağları ve ters çevrilmiş yapıda çalışan Op-Amp tarafından toplu olarak sağlanır.

RC faz kayma oszilatörlerinin frekansı, genellikle kapasitörleri değiştirerek ayarlanabilir, tipik olarak grup ayarlama ile, dirençler ise genellikle sabittir. Daha sonra, RC faz kayma oszilatörlerini LC oszilatörleriyle karşılaştırıldığında, ilkinin ikincisine göre daha fazla devre bileşeni kullandığı görülebilir.

Bu nedenle, RC oszilatörlerinden üretilen çıkış frekansı, LC oszilatörlerine kıyasla hesaplanan değerden çok daha fazla sapabilir. Buna rağmen, senkron alıcılar, müzik aletleri ve düşük ve/veya ses frekansı jeneratörleri için yerel oszilatörler olarak kullanılırlar.