RC Фазовий Зсувний Генератор

RC фазові зсувні генератори використовують резисторно-конденсаторну (RC) мережу (Рисунок 1), щоб забезпечити необхідний фазовий зсув для сигналу зворотного зв'язку. Вони мають відмінну частотну стабільність і можуть видавати чисту синусоїду при широкому діапазоні навантажень.

Ідеально проста RC мережа повинна мати вихід, який опереджає вхід на 90°.

Проте, насправді, різниця фаз буде меншою, оскільки конденсатор, використаний у цепі, не може бути ідеальним. Математично кут фази RC мережі виражається як

Де, XC = 1/(2πfC) — реактивне опору конденсатора C, а R — резистор. У генераторах такі RC фазові зсувні мережі, кожна з яких надає певний фазовий зсув, можна каскадувати, щоб задовольнити умову фазового зсуву, визначену критерієм Баркгаузена.

Один з таких прикладів — це випадок, коли RC фазовий зсувний генератор формується каскадуванням трьох RC фазових зсувних мереж, кожна з яких надає фазовий зсув 60°, як показано на Рисунку 2.

Тут колекторний резистор RC обмежує колекторний струм транзистора, резистори R1 і R (найближчі до транзистора) формують розподільчу мережу напруги, а еміттерний резистор RE покращує стабільність. Далі, конденсатори CE і Co є еміттерними обхідними конденсаторами і конденсаторами декуплінгу постійного струму відповідно. Крім того, схема також показує три RC мережі, використані в шляху зворотного зв'язку.

Цей вигляд спричиняє, що вихідна форма сигналу зсувається на 180° під час його подорожі від вихідного терміналу до бази транзистора. Потім цей сигнал знову зсунеться на 180° через транзистор у схемі, оскільки різниця фаз між вводом і виводом становить 180° у випадку конфігурації загального емітера. Це робить загальну різницю фаз 360°, задовольняючи умову різниці фаз.
Інший спосіб задоволення умови різниці фаз — це використання чотирьох RC мереж, кожна з яких надає фазовий зсув 45°. Отже, можна зробити висновок, що RC фазові зсувні генератори можна проектувати багатьма способами, оскільки число RC мереж у них не є фіксованим. Проте слід зауважити, що, хоча збільшення числа етапів збільшує частотну стабільність схеми, воно також негативно впливає на вихідну частоту генератора через ефект завантаження.
Узагальнений вираз для частоти коливань, породжених RC фазовим зсувним генератором, виражається як

Де, N — число RC етапів, сформованих резисторами R і конденсаторами C.
Крім того, як і для більшості типів генераторів, навіть RC фазові зсувні генератори можна проектувати, використовуючи Операційний Підсилювач як частина секції підсилювача (Рисунок 3). Незважаючи на це, спосіб роботи залишається таким самим, але слід зауважити, що тут, необхідний фазовий зсув 360° надається колективно RC фазовими зсувними мережами і Операційним Підсилювачем, що працює в інвертованій конфігурації.

Крім того, слід зауважити, що частоту RC фазових зсувних генераторів можна змінювати, змінюючи або резистори, або конденсатори. Однак, в загальному випадку, резистори залишаються сталими, а конденсатори групово налаштовуються. Далі, порівнюючи RC фазові зсувні генератори з LC генераторами, можна побачити, що перші використовують більше компонентів, ніж другі. Тому, вихідна частота, видана RC генераторами, може значно відрізнятися від розрахованого значення, ніж у випадку LC генераторів. Незважаючи на це, вони використовуються як локальні генератори для синхронних приймачів, музичних інструментів і як низькочастотні або аудіогенератори.

Заява: Поважайте оригінал, добрих статей варто поширення, якщо є порушення авторських прав, зв'яжіться для видалення.