اوسیلاتور فازی RC

اسیلاتورهای فاز شیفت RC از شبکه مقاومت-خازن (RC) (شکل ۱) برای ارائه فاز شیفت مورد نیاز سیگنال بازخورد استفاده می‌کنند. آنها دارای پایداری فرکانس بسیار خوب هستند و می‌توانند موج سینوسی خالص برای طیف گسترده‌ای از بارها تولید کنند.

در شرایط ایده‌آل، یک شبکه RC ساده باید خروجی‌ای داشته باشد که ۹۰ درجه از ورودی پیشی گرفته باشد.

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

که در آن، XC = ۱/(۲πfC) واکنش خازن C است و R مقاومت است. در اسیلاتورها، این نوع شبکه‌های فاز شیفت RC، هر یک با ارائه یک فاز شیفت مشخص، می‌توانند به صورت کاسکادی پیوسته شوند تا شرط فاز شیفت مورد نیاز بر اساس معیار بارکهاوزن را برآورده کنند.

یکی از این نمونه‌ها موردی است که اسیلاتور فاز شیفت RC با کاسکاد کردن سه شبکه فاز شیفت RC، هر یک با ارائه یک فاز شیفت ۶۰ درجه، تشکیل می‌شود، مانند آنچه در شکل ۲ نشان داده شده است.

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

این تنظیم باعث می‌شود که موج خروجی در طول حرکت از ترمینال خروجی به پایه ترانزیستور ۱۸۰ درجه جابجا شود. سپس، این سیگنال دوباره توسط ترانزیستور در مدار ۱۸۰ درجه جابجا می‌شود، زیرا اختلاف فاز بین ورودی و خروجی در حالت تقویت‌کننده جمع‌آور ۱۸۰ درجه خواهد بود. این باعث می‌شود که اختلاف فاز کلی ۳۶۰ 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 یک با ارائه یک فاز شیفت ۴۵ درجه. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که اسیلاتورهای فاز شیفت RC می‌توانند به روش‌های مختلف طراحی شوند زیرا تعداد شبکه‌های RC در آنها ثابت نیست. با این حال باید توجه داشت که، افزایش تعداد مرحله‌ها، پایداری فرکانس مدار را افزایش می‌دهد، اما به دلیل اثر بارگذاری، فرکانس خروجی اسیلاتور را منفی تحت تاثیر قرار می‌دهد.
عبارت عمومی برای فرکانس نوسانات تولید شده توسط یک اسیلاتور فاز شیفت RC به صورت زیر است

که در آن، N تعداد مراحل RC تشکیل شده توسط مقاومت‌های R و خازن‌های C است.
علاوه بر این، مانند بیشتر انواع اسیلاتورها، حتی اسیلاتورهای فاز شیفت RC نیز می‌توانند با استفاده از OpAmp به عنوان بخشی از بخش تقویت‌کننده طراحی شوند (شکل ۳). با این حال، روش کار همان مانده و باید توجه داشت که در اینجا، فاز شیفت مورد نیاز ۳۶۰ درجه به طور جمعی توسط شبکه‌های فاز شیفت RC و Op-Amp در حالت معکوس ارائه می‌شود.

به علاوه، باید توجه داشت که فرکانس اسیلاتورهای فاز شیفت RC می‌تواند با تغییر مقاومت‌ها یا خازن‌ها متغیر شود. با این حال، به طور کلی، مقاومت‌ها ثابت نگه داشته می‌شوند در حالی که خازن‌ها به صورت گروهی تنظیم می‌شوند. سپس، با مقایسه اسیلاتورهای فاز شیفت RC با اسیلاتورهای LC، می‌توان دید که، اولی از تعداد بیشتری قطعه مداری استفاده می‌کند. بنابراین، فرکانس خروجی تولید شده از اسیلاتورهای RC می‌تواند بیشتر از مقدار محاسبه شده منحرف شود نسبت به مورد اسیلاتورهای LC. با این حال، آنها به عنوان اسیلاتورهای محلی برای گیرنده‌های همزمان، سازهای موسیقی و تولیدکننده‌های فرکانس پایین و/یا صوتی استفاده می‌شوند.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، در صورت وجود نقض حق تکثیر لطفاً تماس بگیرید و حذف کنید.