RC fáziseltoló oszcillátor

RC fázis-eltoló oszcillátorok ellenállás-kondenzátor (RC) hálózatot (Ábra 1) használnak a visszacsatolási jelhez szükséges fázis-eltolás megadására. Kiváló frekvencia-stabilitással rendelkeznek, és széles terhelési tartományban tiszta szinusz hullámot tudnak előállítani.

Ideálisan egy egyszerű RC hálózat kimenete 90o-val haladhat el az input előtt.

Azonban a gyakorlatban a fázis-különbség kevesebb lesz, mivel a hálózatban használt kondenzátor nem lehet ideális. Matematikailag az RC hálózat fázis-szöge a következőképpen fejezhető ki

Ahol, XC = 1/(2πfC) a C kondenzátor reaktanciája, R pedig az ellenállás. Az oszcillátorokban ilyen RC fázis-eltoló hálózatok, amelyek mindegyike meghatározott fázis-eltolást biztosít, összekapcsolhatók, hogy kielégítsék a Barkhausen-kritérium által megadott fázis-eltolási feltételt.

Egy ilyen példa az a helyzet, amikor RC fázis-eltoló oszcillátort három RC fázis-eltoló hálózat összekapcsolásával alakítanak ki, mindegyike 60o fázis-eltolást nyújt, ahogy az Ábra 2 mutatja.

Itt az RC ellenállás korlátozza a tranzisztor kollektorjának áramát, R1 és R (a tranzisztorhoz legközelebbi) a feszültségosztó hálózatot alkotják, míg az RE emittőr-ellenállás javítja a stabilitást. A CE és Co kondenzátorok pedig az emittőr-körülmenő és a DC decoupling kondenzátorok, illetve a visszacsatolási útvonalban három RC hálózat van beépítve.

Ez a konfiguráció 180o-val eltoltja a kimeneti hullámformát a tranzisztor bázisa felé. Ezután a jel újra 180o-val lesz eltolva a tranzisztor által, mivel a közös emittőr-konfiguráció esetén a bemenet és a kimenet közötti fázis-különbség 180o. Ez a teljes fázis-különbséget 360o-ra változtatja, így kielégíti a fázis-különbségi feltételt. Egy másik módja a fázis-különbségi feltétel kielégítésének, ha négyszörös RC hálózatokat használnak, mindegyike 45o fázis-eltolást nyújt. Tehát arra lehet következtetni, hogy a RC fázis-eltoló oszcillátorok sokféleképpen tervezhetők, mivel a benne lévő RC hálózatok száma nem fix. Ugyanakkor megjegyzendő, hogy bár a szakaszok számának növelése javítja a kör frekvencia-stabilitását, ugyanakkor negatívan befolyásolja az oszcillátor kimeneti frekvenciáját a terhelési hatás miatt.
A RC fázis-eltoló oszcillátorok által előidézett rezgés frekvenciájának általános kifejezése a következő:

Ahol, N az R ellenállásokkal és C kondenzátorokkal kialakított RC szakaszok száma.
Továbbá, mint a legtöbb oszcillátor esetében, az RC fázis-eltoló oszcillátorokat OpAmp-amplifikációs szekcióval is tervezhetik (Ábra 3). Ugyanakkor a működési mód ugyanaz marad, figyelembe véve, hogy itt a 360o fázis-eltolás a RC fázis-eltoló hálózatok és az inverziós konfigurációban működő Op-Amp által együttesen biztosítva van.

Továbbá megjegyzendő, hogy az RC fázis-eltoló oszcillátorok frekvenciáját módosíthatják az ellenállások vagy a kondenzátorok változtatásával. Általánosságban azonban az ellenállások állandóak, míg a kondenzátorok csoportosan hangolhatók. Összehasonlítva az LC oszcillátorokkal, az RC oszcillátorok több alkatrészből állnak, így a kimeneti frekvencia nagyobb mértékben eltérhet a kiszámított értéktől, mint az LC oszcillátoroknál. Ugyanakkor használják őket szinkron fogadók helyi oszcillátorai, zenei eszközökben, valamint alsó- és/vagy audiofrekvenciás generátorokként.

Kijelentés: Tiszteletben tartsuk az eredeti, jó cikkeket, amiket megérdemlik a megosztás, ha sértést okozna, kérjük, vegye fel a kapcsolatot a törléséért.