ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟต์ RC

ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี ใช้เครือข่ายตัวต้านทานและคอนเดนเซอร์ (RC) (รูปที่ 1) เพื่อให้เฟสชิฟที่จำเป็นสำหรับสัญญาณป้อนกลับ พวกมันมีความเสถียรของความถี่ที่ดีเยี่ยมและสามารถสร้างคลื่นไซน์บริสุทธิ์ได้สำหรับโหลดหลากหลาย

ในทางทฤษฎี เครือข่าย RC ที่ง่ายๆ คาดว่าจะมีเอาต์พุตที่นำหน้าอินพุตโดย 90องศา.

อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง เฟสความแตกต่างจะน้อยกว่านี้เนื่องจาก คอนเดนเซอร์ ที่ใช้ในวงจรไม่สามารถสมบูรณ์แบบได้ ทางคณิตศาสตร์ เฟสแองเกิลของเครือข่าย RC จะแสดงเป็น

เมื่อ XC = 1/(2πfC) เป็นความต้านทานของคอนเดนเซอร์ C และ R เป็น ตัวต้านทาน ใน ออสซิลเลเตอร์ เหล่านี้ เครือข่ายเฟสชิฟทีอาร์ซีแต่ละอันที่ให้เฟสชิฟที่แน่นอนสามารถเชื่อมโยงเพื่อให้ตรงตามเงื่อนไขเฟสชิฟตามเกณฑ์ของ Barkhausen.

ตัวอย่างหนึ่งคือกรณีที่ ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี ถูกสร้างขึ้นจากการเชื่อมโยงสามเครือข่ายเฟสชิฟทีอาร์ซี แต่ละอันให้เฟสชิฟ 60องศา ดังแสดงในรูปที่ 2.

ที่นี่ ตัวต้านทานเก็บ R จำกัดกระแสเก็บของ ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน R1 และ R (ใกล้กับทรานซิสเตอร์มากที่สุด) สร้างเครือข่ายแบ่งแรงดัน ในขณะที่ตัวต้านทานเก็บ RE เพิ่มความเสถียร ต่อไป คอนเดนเซอร์ CE และ Co เป็นคอนเดนเซอร์บายพาสเก็บและคอนเดนเซอร์แยกสัญญาณ DC ตามลำดับ นอกจากนี้วงจรยังแสดงเครือข่าย RC สามอันที่ใช้ในทางป้อนกลับ.

การจัดเรียงนี้ทำให้คลื่นเอาต์พุตเปลี่ยนเฟส 180องศา ระหว่างการเดินทางจากเทอร์มินัลเอาต์พุตไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ ต่อไป สัญญาณนี้จะถูกเปลี่ยนเฟสอีก 180องศา โดยทรานซิสเตอร์ในวงจรเนื่องจากเฟสความแตกต่างระหว่างอินพุตและเอาต์พุตจะเป็น 180องศา ในกรณีของการกำหนดค่าเอ็มมิเตอร์คอมมอน ทำให้เฟสความแตกต่างรวมเป็น 360องศา ซึ่งตรงตามเงื่อนไขเฟสความแตกต่าง.
อีกวิธีหนึ่งในการทำให้ตรงตามเงื่อนไขเฟสความแตกต่างคือการใช้สี่เครือข่าย RC แต่ละอันให้เฟสชิฟ 45องศา ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่า ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี สามารถออกแบบได้หลายวิธีเนื่องจากจำนวนเครือข่าย RC ในวงจรไม่ได้กำหนดไว้ตายตัว อย่างไรก็ตาม ควรทราบว่า การเพิ่มจำนวนขั้นตอนจะเพิ่มความเสถียรของความถี่ในวงจร แต่ก็ส่งผลเสียต่อความถี่เอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์เนื่องจากผลกระทบจากการโหลด.
การแสดงออกทั่วไปสำหรับความถี่ของการแกว่งที่สร้างโดย ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี คือ

เมื่อ N คือจำนวนขั้นตอน RC ที่สร้างโดย ตัวต้านทาน R และคอนเดนเซอร์ C.
นอกจากนี้ สำหรับออสซิลเลเตอร์ประเภทส่วนใหญ่ แม้กระทั่งออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี สามารถออกแบบโดยใช้ OpAmp เป็นส่วนหนึ่งของส่วนขยาย (รูปที่ 3) อย่างไรก็ตาม วิธีการทำงานยังคงเหมือนเดิม แต่ต้องทราบว่า ที่นี่ เฟสชิฟที่ต้องการ 360องศา ถูกให้โดยเครือข่ายเฟสชิฟทีอาร์ซีและ โอปแอมป์ ที่ทำงานในรูปแบบอินเวอร์ต.

นอกจากนี้ ควรทราบว่า ความถี่ของออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซีสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนตัวต้านทานหรือ คอนเดนเซอร์ อย่างไรก็ตาม ในทั่วไป ตัวต้านทานจะถูกคงที่ไว้ ในขณะที่คอนเดนเซอร์ถูกปรับพร้อมกัน ต่อไป โดยการเปรียบเทียบ ออสซิลเลเตอร์เฟสชิฟทีอาร์ซี กับออสซิลเลเตอร์ LC สามารถเห็นได้ว่า ออสซิลเลเตอร์ประเภทแรกใช้อุปกรณ์วงจรมากกว่าประเภทหลัง ดังนั้น ความถี่เอาต์พุตที่สร้างจากออสซิลเลเตอร์ RC สามารถเบี่ยงเบนจากค่าที่คำนวณได้มากกว่าในกรณีของออสซิลเลเตอร์ LC อย่างไรก็ตาม พวกมันถูกใช้เป็นออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นสำหรับเครื่องรับสัญญาณแบบซิงโครนัส เครื่องดนตรี และเป็นแหล่งกำเนิดความถี่ต่ำและ/หรือความถี่เสียง.

คำแถลง: ให้ความเคารพ ต้นฉบับ บทความที่ดีคู่ควรกับการแบ่งปัน หากมีการละเมิดสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ.