Oscilyador ng Paglipat ng Phase ng RC

Ang mga RC phase-shift oscillators ay gumagamit ng resistor-capacitor (RC) network (Larawan 1) upang magbigay ng kinakailangang phase-shift para sa feedback signal. Sila ay may napakagandang frequency stability at maaaring ibigay ang isang malinis na sine wave para sa malawak na saklaw ng loads.

Sa ideal, inaasahan na ang isang simple na RC network ay magkakaroon ng output na nangunguna sa input ng 90o.

Gayunpaman, sa realidad, ang phase-difference ay mas mababa kaysa dito dahil ang capacitor na ginagamit sa circuit ay hindi maaaring ideal. Matematikal na, ang phase angle ng RC network ay ipinapahayag bilang

Kung saan, XC = 1/(2πfC) ang reactance ng capacitor C at R ang resistor. Sa oscillators, ang ganitong uri ng RC phase-shift networks, bawat isa nagbibigay ng tiyak na phase-shift, maaaring cascaded upang matugunan ang phase-shift condition na pinangunahan ng Barkhausen Criterion.

Isa sa mga halimbawa nito ay ang kaso kung saan ang RC phase-shift oscillator ay nabuo sa pamamagitan ng pag-cascade ng tatlong RC phase-shift networks, bawat isa nagbibigay ng phase-shift na 60o, tulad ng ipinapakita ng Larawan 2.

Dito, ang collector resistor RC ay limita ang collector current ng transistor, ang resistors R1 at R (pinakamalapit sa transistor) ay bumubuo ng voltage divider network habang ang emitter resistor RE ay pinaunlad ang stability. Susunod, ang capacitors CE at Co ay ang emitter by-pass capacitor at ang output DC decoupling capacitor, respectively. Mas lalo pa, ang circuit ay ipinapakita rin ang tatlong RC networks na ginagamit sa feedback path.

Ang arrangement na ito ay nagdudulot ng output waveform na lumilipat ng 180o sa panahon ng paglalakbay nito mula sa output terminal patungo sa base ng transistor. Susunod, ang signal na ito ay lilipat muli ng 180o ng transistor sa circuit dahil sa katotohanan na ang phase-difference sa pagitan ng input at output ay 180o sa kaso ng common emitter configuration. Ito ay nagbibigay ng net phase-difference na 360o, na natutugunan ang phase-difference condition.
Isang paibang paraan ng pagtugon sa phase-difference condition ay ang paggamit ng apat na RC networks, bawat isa nagbibigay ng phase-shift na 45o. Kaya't maaaring maisumulat na ang RC phase-shift oscillators ay maaaring ma-disenyo sa maraming paraan dahil ang bilang ng RC networks sa kanila ay hindi tiyak. Gayunpaman, dapat tandaan na, bagama't ang pagtaas ng bilang ng stages ay nagpapataas ng frequency stability ng circuit, ito rin ay negatibong nakakaapekto sa output frequency ng oscillator dahil sa loading effect.
Ang generalisadong expression para sa frequency ng oscillations na nililikha ng RC phase-shift oscillator ay ibinibigay ng

Kung saan, N ang bilang ng RC stages na nabuo ng resistors R at ang capacitors C.
Mas lalo pa, tulad ng kaso para sa karamihan ng uri ng oscillators, ang RC phase-shift oscillators ay maaari ring ma-disenyo gamit ang OpAmp bilang bahagi ng amplifier section (Larawan 3). Gayunpaman, ang mode ng paggana ay nananatiling pareho habang dapat tandaan na, dito, ang kinakailangang phase-shift na 360o ay ibinibigay ng kolektibong RC phase-shift networks at ang Op-Amp na gumagana sa inverted configuration.

Mas lalo pa, dapat tandaan na ang frequency ng RC phase-shift oscillators ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng pagbabago ng resistors o capacitors. Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang resistors ay nakapirmi habang ang capacitors ay gang-tuned. Susunod, sa pamamagitan ng paghahambing ng RC phase-shift oscillators sa LC oscillators, maaaring mapansin na, ang unang grupo ay gumagamit ng higit na bilang ng circuit components kaysa sa ikalawang grupo. Kaya, ang output frequency na nililikha mula sa RC oscillators ay maaaring lumayo mula sa nakalkulang value kumpara sa LC oscillators. Gayunpaman, sila ay ginagamit bilang local oscillators para sa synchronous receivers, musical instruments, at bilang low and/or audio-frequency generators.

Pahayag: Igalang ang orihinal, mga magagandang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap na ilipat.