Faseforskyvende svingningsgenerator

RC faseforskyvningsgeneratorer bruker motstand-kondensator (RC) nettverk (Figur 1) for å gi den faseforskyvningen som er nødvendig for tilbakekoblingsignalet. De har utmerket frekvensstabilitet og kan produsere en ren sinusbølge over et bredt spekter av belastninger.

Ideelt sett forventes et enkelt RC-nettverk å ha en utgang som leder inngangen med 90o.

I virkeligheten vil faseforskjellen imidlertid være mindre enn dette, da kondensatoren som brukes i kretsen ikke kan være ideal. Matematisk uttrykkes fasevinkelen til RC-nettverket som

Der XC = 1/(2πfC) er reaktansen til kondensatoren C, og R er motstanden. I oscillatorer kan slike RC faseforskyvningsnettverk, hver av dem gir en bestemt faseforskyvning, kaskades slik at faseforskyvingsbetingelsen etter Barkhausens kriterium blir oppfylt.

Et slikt eksempel er når en RC faseforskyvningsgenerator dannes ved å kaskadere tre RC faseforskyvningsnettverk, hver av dem gir en faseforskyvning på 60o, som vist i figur 2.

Her begrenser kollektormotstanden RC kollektorstrømmen i transistor, motstandene R1 og R (nærmest transistor) danner spenningsdeleren, mens emittermotstanden RE forbedrer stabiliteten. Deretter er kondensatorene CE og Co henholdsvis emitteromkjøringskondensator og DC-dekoblingskondensator. Videre viser kretsen også tre RC-nettverk i tilbakekoblingsbanen.

Denne oppsettet forårsaker at utgangsbølgen faser 180o under sin reise fra utgangsterminalen til basen av transistor. Deretter vil dette signalet bli faset igjen med 180o av transistor i kretsen, ettersom faseforskjellen mellom inngang og utgang vil være 180o i tilfellet vanlig emittersammenheng. Dette gjør den netto faseforskjellen til 360o, og oppfyller faseforskjellsbetingelsen. En annen måte å oppfylle faseforskjellsbetingelsen er å bruke fire RC-nettverk, hver av dem gir en faseforskyvning på 45o. Det kan derfor konkluderes at RC faseforskyvningsgeneratorer kan designes på mange måter, da antallet RC-nettverk i dem ikke er fastsatt. Imidlertid er det verdt å merke seg at, selv om økning i antall steg øker frekvensstabiliteten i kretsen, påvirker det også negativt utgående frekvensen til oscillatoren på grunn av belastningseffekten. Den generaliserte uttrykket for frekvensen av oscillasjonene produsert av en RC faseforskyvningsgenerator er gitt ved

Der N er antallet RC-trinn dannet av motstandene R og kondensatorene C. Videre, som er tilfelle for de fleste typer oscillatorer, kan også RC faseforskyvningsgeneratorer designes ved hjelp av en OpAmp som del av forsterkerseksjonen (Figur 3). Likevel forblir arbeidsmåten den samme, men det er verdt å merke seg at her gir RC faseforskyvningsnettverkene og Op-Amp, som fungerer i invertert konfigurasjon, den nødvendige faseforskyvningen på 360o sammen. Videre er det verdt å merke seg at frekvensen til RC faseforskyvningsgeneratorer kan variere ved å endre enten motstandene eller kondensatorene. Imidlertid holdes motstandene generelt konstant, mens kondensatorene justeres sammen. Ved å sammenligne RC faseforskyvningsgeneratorer med LC-oscillatorer, kan man se at de førstnevnte bruker flere kretskomponenter enn de sistnevnte. Således kan utgående frekvens fra RC-oscillatorer avvike mye fra beregnet verdi snarere enn i tilfellet LC-oscillatorer. Likevel brukes de som lokale oscillatorer for synkroniserte mottakere, musikkinstrumenter, og som lav- og/eller lydfrekvensgeneratører.

Erklæring: Respekt for originaliteten, godartede artikler fortjener å deles, ved krænkelse kontakt for sletting.