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 .

Zalety

Zalety oscylatora przesunięcia fazowego RC są następujące -

  • Nie wymaga transformatorów ani cewek.
  • Może być używany do wytwarzania bardzo niskich częstotliwości.
  • Obwód zapewnia dobrą stabilność częstotliwości.

Niedogodności

Wady oscylatora przesunięcia fazowego RC są następujące -

  • Rozpoczęcie oscylacji jest trudne, ponieważ sprzężenie zwrotne jest niewielkie.
  • Produkcja jest niewielka.