Oscil·lador de desplaçament de fase RC

Els oscil·ladors de desplaçament de fase RC utilitzen una xarxa de resistor-capacitor (RC) (Figura 1) per proporcionar el desplaçament de fase necessari pel senyal de retroalimentació. Tenen una excel·lent estabilitat de freqüència i poden produir una ona sinusoidal pura per a una ampla gamma de càrregues.

Idealment, es espera que una xarxa RC simple tingui una sortida que s'endavantiga l'entrada en 90o.

No obstant això, en realitat, la diferència de fase serà menor que això, ja que el capacitor utilitzat en el circuit no pot ser ideal. Matemàticament, l'angle de fase de la xarxa RC es expressa com

On, XC = 1/(2πfC) és la reactància del capacitor C i R és el resistor. En els oscil·ladors, aquestes xarxes de desplaçament de fase RC, cadascuna ofereint un desplaçament de fase definit, es poden encadenar per satisfar la condició de desplaçament de fase imposada pel Criteri de Barkhausen.

Un exemple d'això és el cas en què l'oscil·lador de desplaçament de fase RC es forma encadenant tres xarxes de desplaçament de fase RC, cada una ofereint un desplaçament de fase de 60o, tal com es mostra a la Figura 2.

Aquí, el resistor del colector RC limita la corrent del colector del transistor, els resistors R1 i R (més proper al transistor) formen la xarxa de divisor de tensió, mentre que el resistor de l'emissor RE millora l'estabilitat. A continuació, els capacitors CE i Co són el capacitor de bypass de l'emissor i el capacitor de decoblament DC de la sortida, respectivament. Més endavant, el circuit també mostra tres xarxes RC utilitzades en el camí de retroalimentació.

Aquesta disposició provoca que la forma d'ona de sortida es desplaçi 180o durant el seu recorregut des del terminal de sortida fins a la base del transistor. Seguidament, aquest senyal es desplaçarà altre cop 180o pel transistor al circuit degut al fet que la diferència de fase entre la entrada i la sortida serà de 180o en el cas de la configuració d'emissor comú. Això fa que la diferència de fase neta sigui 360o, satisfent la condició de diferència de fase.
Una altra manera de satisfar la condició de diferència de fase és utilitzar quatre xarxes RC, cada una ofereint un desplaçament de fase de 45o. Per tant, es pot concloure que els oscil·ladors de desplaçament de fase RC es poden dissenyar de moltes maneres, ja que el nombre de xarxes RC en ells no és fix. No obstant això, cal tenir en compte que, tot i que un increment en el nombre d'etapes augmenta l'estabilitat de freqüència del circuit, també afecta negativament la freqüència de sortida de l'oscil·lador degut a l'efecte de càrrega.
L'expressió generalitzada per a la freqüència d'oscil·lacions produïda per un oscil·lador de desplaçament de fase RC és donada per

On, N és el nombre d'etapes RC formades pels resistors R i els capacitors C.
Més endavant, com és el cas per a la majoria dels tipus d'oscil·ladors, els oscil·ladors de desplaçament de fase RC també es poden dissenyar utilitzant un OpAmp com a part de la secció amplificadora (Figura 3). No obstant això, el mode de funcionament roman el mateix, mentre que cal tenir en compte que, aquí, el desplaçament de fase requerit de 360o es proporciona col·lectivament per les xarxes de desplaçament de fase RC i l'Op-Amp treballant en configuració invertida.

Més endavant, cal tenir en compte que la freqüència dels oscil·ladors de desplaçament de fase RC es pot variar canviant els resistors o els capacitors. No obstant això, en general, els resistors es mantenen constants, mentre que els capacitors es sintonitzen en grup. A continuació, comparant els oscil·ladors de desplaçament de fase RC amb els oscil·ladors LC, es pot observar que, els primers utilitzen més components de circuit que els segons. Així, la freqüència de sortida produïda pels oscil·ladors RC pot desviar-se molt del valor calculat, més que en el cas dels oscil·ladors LC. No obstant això, es fan servir com a oscil·ladors locals per receptors síncrons, instruments musicals i com a generadors de baixa i/o freqüència audible.

Declaració: Respecta l'original, bons articles merescen ser compartits, si hi ha infracció contacta per eliminar.