RC فازی شیفت اسیلاتور

RC فاز شیفت اسیلاتورها از شبکه مقاومت-خازن (RC) (شکل 1) برای ارائه فاز شیفت مورد نیاز سیگنال بازخورد استفاده می‌کنند. آنها دارای پایداری فرکانس بسیار خوب هستند و می‌توانند موج سینوسی خالص را برای محدوده گسترده‌ای از بارها تولید کنند.

در شرایط ایده‌آل، یک شبکه RC ساده می‌بایست خروجی‌ای داشته باشد که 90 درجه جلوتر از ورودی باشد.

با این حال، در عمل، اختلاف فاز کمتر از این خواهد بود زیرا خازن استفاده شده در مدار نمی‌تواند ایده‌آل باشد. به طور ریاضی، زاویه فاز شبکه RC به صورت زیر بیان می‌شود

که در آن، XC = 1/(2πfC) واکنش خازن C است و R مقاومت است. در اسیلاتورها، این نوع شبکه‌های فاز شیفت RC، هر کدام با ارائه یک فاز شیفت مشخص می‌توانند به صورت کاسکادی متصل شوند تا شرط فاز شیفت مورد نیاز بر اساس معیار بارکهاوزن را برآورده کنند.

یکی از این موارد، حالتی است که RC فاز شیفت اسیلاتور از کاسکاد سه شبکه فاز شیفت RC تشکیل شده است، هر کدام با ارائه یک فاز شیفت 60 درجه، مانند آنچه در شکل 2 نشان داده شده است.

در اینجا، مقاومت جامعه RC جریان جامعه ترانزیستور را محدود می‌کند، مقاومت‌های R1 و R (نزدیک‌ترین به ترانزیستور) شبکه تقسیم ولتاژ را تشکیل می‌دهند در حالی که مقاومت جمع RE پایداری را بهبود می‌بخشد. سپس، خازن‌های CE و Co به ترتیب خازن جمعی و خازن جداکننده DC خروجی هستند. علاوه بر این، مدار نیز سه شبکه RC در مسیر بازخورد را نشان می‌دهد.

این ترتیب باعث می‌شود که موج خروجی در طول حرکت از ترمینال خروجی به قاعده ترانزیستور 180 درجه جابجا شود. سپس، این سیگنال توسط ترانزیستور در مدار دوباره 180 درجه جابجا می‌شود زیرا اختلاف فاز بین ورودی و خروجی در حالت مبدل مشترک 180 درجه است. این باعث می‌شود که اختلاف فاز کلی 360 درجه شود و شرط اختلاف فاز را برآورده کند.
یک روش دیگر برای برآورده کردن شرط اختلاف فاز استفاده از چهار شبکه RC است، هر کدام با ارائه یک فاز شیفت 45 درجه. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که RC فاز شیفت اسیلاتورها می‌توانند به چندین روش طراحی شوند زیرا تعداد شبکه‌های RC در آنها ثابت نیست. با این حال باید توجه داشت که، اگرچه افزایش تعداد مرحله‌ها پایداری فرکانس مدار را افزایش می‌دهد، اما همچنین به دلیل اثر بارگذاری، فرکانس خروجی اسیلاتور را نیز منفی می‌کند.
عبارت عمومی برای فرکانس نوسانات تولید شده توسط یک RC فاز شیفت اسیلاتور به صورت زیر است

که در آن، N تعداد مراحل RC تشکیل شده توسط مقاومت‌ها R و خازن‌ها C است.
علاوه بر این، مانند بسیاری از انواع اسیلاتورها، حتی اسیلاتورهای فاز شیفت RC نیز می‌توانند با استفاده از OpAmp به عنوان بخشی از بخش تقویت‌کننده طراحی شوند (شکل 3). با این حال، نحوه عملکرد همان مانده است و باید توجه داشت که در اینجا، فاز شیفت لازم 360 درجه به طور جمعی توسط شبکه‌های فاز شیفت RC و Op-Amp کار کننده در حالت معکوس ارائه می‌شود.

به علاوه، باید توجه داشت که فرکانس اسیلاتورهای فاز شیفت RC می‌تواند با تغییر مقاومت‌ها یا خازن‌ها تغییر کند. با این حال، به طور کلی، مقاومت‌ها ثابت نگه داشته می‌شوند در حالی که خازن‌ها به صورت گروهی تنظیم می‌شوند. سپس، با مقایسه RC فاز شیفت اسیلاتورها با اسیلاتورهای LC، می‌توان دید که، اولی از تعداد بیشتری اجزای مداری استفاده می‌کند. بنابراین، فرکانس خروجی تولید شده توسط اسیلاتورهای RC می‌تواند بسیار از مقدار محاسبه شده فاصله داشته باشد. با این حال، آنها به عنوان اسیلاتورهای محلی برای گیرنده‌های همزمان، ابزارهای موسیقی و مولد‌های فرکانس پایین و/یا صوتی استفاده می‌شوند.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر تخلف حقوقی وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.