Oscylatory z przesunięciem fazowym

Jedną z ważnych cech oscylatora jest to, że zastosowana energia sprzężenia zwrotnego powinna znajdować się w prawidłowej fazie w obwodzie zbiornika. W omawianych dotychczas obwodach oscylatora zastosowano kombinację cewki indukcyjnej (L) i kondensatora (C) w obwodzie zbiornika lub obwodzie określającym częstotliwość.

Zauważyliśmy, że kombinacja LC w oscylatorach zapewnia przesunięcie fazowe ^o 180 ^o, a tranzystor w konfiguracji CE zapewnia przesunięcie fazowe o 180 °, co daje w sumie przesunięcie fazowe ^o 360 ^o, tak że różnica fazy jest zerowa.

Wady obwodów LC

Chociaż mają niewiele aplikacji, rozszerzenie LC obwody mają kilka drawbacks Jak na przykład

Niestabilność częstotliwości
Kształt fali jest słaby
Nie można używać do niskich częstotliwości
Cewki indukcyjne są nieporęczne i drogie

Mamy inny rodzaj obwodów oscylatorów, które powstają poprzez wymianę cewek na rezystory. W ten sposób poprawia się stabilność częstotliwości i uzyskuje się przebieg dobrej jakości. Te oscylatory mogą również wytwarzać niższe częstotliwości. Ponadto obwód nie staje się ani nieporęczny, ani drogi.

Wszystkie wady LC W ten sposób eliminowane są obwody oscylatora RCobwody oscylatora. Stąd potrzeba obwodów oscylatora RC. Są one również nazywane jakoPhase–shift Oscillators.

Zasada działania oscylatorów z przesunięciem fazowym

Wiemy, że napięcie wyjściowe obwodu RC dla wejścia sinusoidalnego prowadzi do napięcia wejściowego. Kąt fazowy, o jaki prowadzi, jest określony przez wartość zastosowanych w obwodzie elementów żelbetowych. Poniższy schemat obwodu przedstawia pojedynczą sekcję sieci RC.

Napięcie wyjściowe V ₁ 'na rezystorze R prowadzi do przyłożonego napięcia wejściowego V ₁ o pewien kąt fazowy ɸ ^o . Gdyby R zostało zredukowane do zera, V ₁ 'doprowadzi V ₁ o 90 ^o, czyli ɸ ^o = 90 ^o .

Jednak ustawienie R na zero byłoby niewykonalne, ponieważ prowadziłoby to do braku napięcia na R. Dlatego w praktyce R zmienia się do takiej wartości, że V ₁ 'prowadzi do V ₁ o 60 ^o . Poniższy schemat obwodu przedstawia trzy sekcje sieci RC.

Każda sekcja powoduje przesunięcie fazowe o 60 ^o . W konsekwencji powstaje całkowite przesunięcie fazowe o 180 ^o , tj. Napięcie V ₂ prowadzi do napięcia V ₁ o 180 ^o .

Obwód oscylatora z przesunięciem fazowym

Obwód oscylatora, który wytwarza falę sinusoidalną za pomocą sieci z przesunięciem fazowym, nazywany jest obwodem oscylatora z przesunięciem fazowym. Szczegóły konstrukcyjne i działanie obwodu oscylatora z przesunięciem fazowym podano poniżej.

Budowa

Obwód oscylatora przesunięcia fazowego składa się z pojedynczej sekcji wzmacniacza tranzystorowego i sieci RC z przesunięciem fazowym. Sieć przesunięcia fazowego w tym obwodzie składa się z trzech sekcji RC. Przy częstotliwości rezonansowej f _o , przesunięcie fazowe w każdej sekcji RC wynosi 60 ^o, tak więc całkowite przesunięcie fazowe wytwarzane przez sieć RC wynosi 180 ^o .

Poniższy schemat obwodu pokazuje rozmieszczenie oscylatora przesunięcia fazowego RC.

Częstotliwość oscylacji jest podana przez

$$ f_o = \ frac {1} {2 \ pi RC \ sqrt {6}} $$

Gdzie

$$ R_1 = R_2 = R_3 = R $$

$$ C_1 = C_2 = C_3 = C $$

Operacja

Włączony obwód oscyluje z częstotliwością rezonansową f _o . Wyjście E _o wzmacniacza jest zwracane do sieci sprzężenia zwrotnego RC. Ta sieć wytwarza przesunięcie fazowe o 180 ^o, a na jej wyjściu pojawia się napięcie E _i . To napięcie jest doprowadzane do wzmacniacza tranzystorowego.

Zastosowana opinia będzie

$$ m = E_i / E_o $$

Sprzężenie zwrotne jest w prawidłowej fazie, podczas gdy wzmacniacz tranzystorowy, który jest w konfiguracji CE, wytwarza przesunięcie fazowe ^o 180 ^o . Przesunięcie fazowe wytwarzane przez sieć i tranzystor sumuje się, tworząc przesunięcie fazowe wokół całej pętli, które wynosi 360 ^o .