RC Фазови осцилатор с преместване

RC фазови смятане осцилатори използват резистор-кондензатор (RC) мрежа (Фигура 1) за предоставяне на необходимата фазова разлика на обратната връзка. Те имат отлична честотна стабилност и могат да произвеждат чиста синусоидална вълна за широк диапазон от натоварвания.

Идеално проста RC мрежа трябва да има изход, който води входа с 90o.

В реалността обачно фазовата разлика ще бъде по-малка, тъй като кондензаторът, използван в схемата, не може да бъде идеален. Математически фазовият ъгъл на RC мрежата се изразява като

Където, XC = 1/(2πfC) е реактивното съпротивление на кондензатора C, а R е резистора. В осцилаторите, такива RC фазови смятане мрежи, всяка от които предлага определена фазова разлика, могат да се свържат последователно, за да удовлетворят условието за фазова разлика, зададено от критерия на Баркхаузен.

Един такъв пример е случаят, в който RC фазови смятане осцилатор се формира чрез свързване на три RC фазови смятане мрежи, всяка от които предлага фазова разлика от 60o, както е показано на Фигура 2.

Тук колекторният резистор RC ограничава колекторния ток на транзистора, резисторите R1 и R (най-близки до транзистора) формират делител на напрежението, докато емитерният резистор RE подобрява стабилността. След това, кондензаторите CE и Co са емитерният байпас кондензатор и DC декуплинг кондензатор, съответно. Освен това, схемата показва три RC мрежи, използвани в пътя на обратната връзка.

Тази конфигурация причинява изходната вълна да се премести с 180o по време на своя път от изходния терминал до базата на транзистора. След това, този сигнал ще бъде отново преместен с 180o от транзистора в схемата, тъй като фазовата разлика между входа и изхода е 180o в случай на общ емитерен конфигурация. Това прави общата фазова разлика да бъде 360o, удовлетворявайки условията за фазова разлика.
Още един начин за удовлетворяване на условията за фазова разлика е да се използват четири RC мрежи, всяка от които предлага фазова разлика от 45o. Затова може да се заключи, че RC фазови смятане осцилаторите могат да бъдат проектирани по много начини, тъй като броят на RC мрежите в тях не е фиксиран. Въпреки това трябва да се отбележи, че увеличаването на броя на етапите увеличава честотната стабилност на схемата, но също така неблагоприятно влияе на изходната честота на осцилатора поради ефекта на натоварване.
Обобщената формула за честотата на осцилациите, произвеждани от RC фазови смятане осцилатор, е дадена от

Където, N е броят на RC етапи, формирани от резисторите R и кондензаторите C.
Освен това, както е случаят при повечето видове осцилатори, дори и RC фазови смятане осцилаторите могат да бъдат проектирани с използване на операционен усилвател (OpAmp) като част от усилвателния си сегмент (Фигура 3). Въпреки това, начинът на работа остава същия, а трябва да се отбележи, че тук необходимата фазова разлика от 360o е предоставена колективно от RC фазови смятане мрежите и Op-Amp, работещ в инвертираща конфигурация.

Освен това трябва да се отбележи, че честотата на RC фазови смятане осцилаторите може да се варира, като се променят или резисторите, или кондензаторите. Обаче, в общия случай, резисторите се запазват постоянни, докато кондензаторите се групово настройват. След това, сравнявайки RC фазови смятане осцилаторите с LC осцилатори, може да се забележи, че първите използват повече компоненти от вторите. Така, изходната честота, произведена от RC осцилаторите, може значително да се различава от изчисленията, в сравнение с LC осцилаторите. Въпреки това, те се използват като локални осцилатори за синхронни приемачи, музикални инструменти и като ниско- и/или аудиочестотни генератори.

Изявление: Почитайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на правата върху авторската собственост, моля, се обратете за изтриване.