RC Faseforskydning Oscillator

RC-faseforskydningsovertrædere anvender et resistor-kondensator (RC) netværk (Figur 1) for at give den faseforskydning, der kræves af feedback-signal. De har fremragende frekvensstabilitet og kan producere en ren sinusbølge over et bredt område af belastninger.

Ideelt set forventes et simpelt RC-netværk at have en output, der fører inputtet med 90o.

Imidlertid vil faseskillingen i virkeligheden være mindre end dette, da kondensatoren i kredsløbet ikke kan være ideal. Matematisk udtrykkes fasevinklen af RC-netværket som

Hvor, XC = 1/(2πfC) er reaktansen af kondensator C, og R er resistoren. I overtrædere kan disse slags RC-faseforskydningsnetworks, hver især tilbydende en bestemt faseforskydning, kaskaderes for at opfylde faseskillingsbetingelsen ledet af Barkhausen-kriteriet.

Et sådant eksempel er, når RC-faseforskydningsovertræder dannes ved at kaskadere tre RC-faseforskydningssystemer, hver især tilbydende en faseforskydning på 60o, som vist i figur 2.

Her begrænser kollektor-resistoren RC kollektorstrømmen af transistor, resistorer R1 og R (nærmest transistor) danner spændingsdivider netværk, mens emitter-resistoren RE forbedrer stabiliteten. Dernæst er kondensatorerne CE og Co henholdsvis emitter bypass-kondensator og output DC decoupling-kondensator. Yderligere viser kredsløbet også tre RC-netværk anvendt i feedback-stien.

Denne konfiguration forårsager, at outputbølgen skifter med 180o under dens rejse fra outputterminalen til basen af transistor. Dernæst vil dette signal blive skiftet igen med 180o af transistor i kredsløbet, da faseskillingen mellem input og output vil være 180o i tilfælde af almindelig emitterkonfiguration. Dette gør det samlede faseskilte til 360o, hvilket opfylder faseskillingsbetingelsen.
En anden måde at opfylde faseskillingsbetingelsen er at bruge fire RC-netværk, hver især tilbydende en faseforskydning på 45o. Derfor kan det konkluderes, at RC-faseforskydningsovertrædere kan designes på mange måder, da antallet af RC-netværk i dem ikke er fastlagt. Det skal dog bemærkes, at selvom en stigning i antallet af trin øger frekvensstabiliteten af kredsløbet, påvirker det også negativt outputfrekvensen af overtræderen pga. load-effekten.
Det generaliserede udtryk for frekvensen af oscillasjoner produceret af en RC-faseforskydningsovertræder er givet ved

Hvor, N er antallet af RC-trin dannet af resistorer R og kondensatorerne C.
Videre, som det er tilfældet for de fleste typer overtrædere, kan RC-faseforskydningsovertrædere også designes ved hjælp af en OpAmp som del af forstærkersektionen (Figur 3). Dog forbliver arbejdsmåden den samme, mens det bør bemærkes, at her gives den nødvendige faseforskydning på 360o kollektivt af RC-faseforskydningssystemerne og Op-Amp, der arbejder i inverteret konfiguration.

Yderligere skal det bemærkes, at frekvensen af RC-faseforskydningsovertrædere kan variere ved at ændre enten resistorer eller kondensatorer. Imidlertid holdes generelt resistorer konstant, mens kondensatorerne er gang-tuned. Derefter, ved at sammenligne RC-faseforskydningsovertrædere med LC-overtrædere, kan man bemærke, at de sidste anvender flere kredsløbskomponenter end de første. Således kan outputfrekvensen produceret af RC-overtrædere afvige meget fra den beregnede værdi snarere end i tilfælde af LC-overtrædere. Alligevel anvendes de som lokale overtrædere for synkron modtagere, musikinstrumenter og som lav- og/eller lydfrekvensgeneratore.

Erklæring: Respektér det originale, godartikler fortjener at deles, hvis der sker krænkelse kontakt os for sletning.