Ein Oszillator ist ein elektronisches Gerät, das durch die Verwendung von resistiven und kapazitiven Elementen eine gute Frequenzstabilität sowie Wellenform bietet. Diese Oszillatoren heißen Phasenverschiebungsoszillator oder RC-Oszillator. Diese Art von Oszillator bietet zusätzliche Vorteile, die bei extrem niedrigen Frequenzen verwendet werden können. In einem Phasenverschiebungsoszillator 1800Die Phaseneinstellung kann unter Verwendung einer Phasenverschiebungsschaltung anstelle einer kapazitiven oder induktiven Kopplung erreicht werden. Weitere 1800der Phase kann aufgrund der Eigenschaften des Transistors eingeführt werden. Daher kann die Energie, die in Richtung des Tankkreislaufs zurückgeführt wird, eine exakte Phase sein. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über RC-Phasenverschiebungsoszillator, Arbeitsprinzip, Schaltplan mit Operationsverstärker und BJT und seine Anwendungen.
Was ist der RC-Oszillator?
Ein RC-Oszillator ist ein Sinusoszillator, mit dem eine Sinuswelle als Ausgang mit Hilfe von linear erzeugt wird elektronische Bauteile . Die oszillatorähnlichen abgestimmten LC-Schaltungen arbeiten bei hohen Frequenzen, bei niedrigen Frequenzen jedoch die Kondensatoren und Induktivitäten in einer Tankschaltung, da sonst die Zeitschaltung extrem groß wäre.
Daher ist dieser Oszillator für Niederfrequenzanwendungen besser geeignet. Dieser Oszillator enthält ein Rückkopplungsnetzwerk und ein Verstärker . Die Rückkopplung n / w wird auch als Phasenverschiebung n / w bezeichnet, die mit Widerständen und Kondensatoren ausgelegt werden kann. Diese können in Form einer Leiter angeordnet werden. Dies ist der Grund, diesen Oszillator als Leiteroszillator zu bezeichnen.
Lassen Sie uns über die RC-Oszillatorschaltung sprechen, die innerhalb des Rückkopplungsnetzwerks verwendet werden kann, bevor die Funktionsweise dieses Oszillators verstanden wird.
Funktionsprinzip des RC-Oszillators
Das Arbeitsprinzip des RC-Oszillators ist eine Schaltung, die das RC-Netzwerk verwendet, um die Phasenverschiebung zu erzeugen, die durch das Antwortsignal erforderlich ist. Diese Oszillatoren haben eine hervorragende Frequenzstärke und können eine reine Sinuswelle abgeben, die für einen breiten Lastbereich verwendet wird.
RC-Phasenverschiebungsoszillator mit BJT
Der RC-Phasenverschiebungsoszillator verwendet BJT wird unten gezeigt. Der in dieser Schaltung verwendete Transistor ist ein aktives Element für die Verstärkerstufe. Der Betriebspunkt von DC innerhalb des aktiven Bereichs des Transistors kann durch die Vcc-Versorgungsspannung und die Widerstände R1, R2, RC & RE eingestellt werden.
RC-Oszillator mit BJT
Der CE-Kondensator ist ein Bypass-Kondensator. Hier werden die drei RC-Segmente als gleich angenommen und der Widerstand innerhalb des letzten Abschnitts kann R ’= R - hie sein.
Das 'hie' des Transistors ist der Eingangswiderstand, der zu R addiert werden kann, daher ist der durch die Schaltung bekannte Netzwerkwiderstand 'R'.
Der R1 & R2 Widerstände sind Vorspannungswiderstände und diese sind überlegen und haben daher keine Auswirkung auf den Betrieb des Wechselstromkreises. Auch wegen der unbedeutenden Impedanz, auf die durch die Kombination von RE - CE zugegriffen werden kann, gibt es keine Konsequenzen für den Wechselstrombetrieb.
Wenn die Schaltung mit Strom versorgt wird, beginnt die Rauschspannung mit den Schwingungen innerhalb der Schaltung. Am Transistorverstärker erzeugt ein kleiner Basisstromverstärker einen Strom, der 180 betragen kann0phasenverschoben.
Immer wenn dieses Signal in der Antwort auf den Eingang des Verstärkers ist, wird es erneut um 180 phasenverschoben0. Wenn die Verstärkung der Schleife danach gleich Eins ist, werden fortgesetzte Schwingungen erzeugt.
Die Schaltung kann durch Verwendung einer äquivalenten Wechselstromschaltung vereinfacht werden, und dann können wir die Frequenz von Schwingungen wie die folgende erhalten.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Wenn Rc / R ist<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Der Zustand fortgesetzter Schwingungen,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Für einen RC-Phasenverschiebungsoszillator mit R = Rc muss 'hfe' 56 für fortgesetzte Oszillationen verwendet werden.
Aus den obigen Gleichungen müssen zur Änderung der Schwingungsfrequenz die Werte des Kondensators und des Widerstands geändert werden.
Um jedoch die Schwingungsbedingungen zu erfüllen, sollten die Drei-Segment-Werte gleichzeitig geändert werden. In der Praxis kann dies nicht möglich sein, daher wird der RC-Oszillator wie ein Festfrequenzoszillator verwendet, der für jeden praktischen Zweck verwendet wird.
RC-Oszillator mit Operationsverstärker
RC-Oszillatoren mit Operationsverstärker sind im Vergleich zu transistorisierten Oszillatoren üblicherweise verwendete Oszillatoren. Dieser Oszillatortyp besteht aus einem Operationsverstärker als Verstärkerstufe und drei RC-kaskadierten Netzwerken als Rückkopplungsschaltung, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
RC-Oszillator mit Operationsverstärker
Dies Operationsverstärker wird im invertierenden Modus betrieben und daher wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers um 180 Grad zu dem am invertierenden Anschluss angezeigten Eingangssignal verschoben. Eine zusätzliche Phasenverschiebung von 180 Grad wird durch das RC-Rückkopplungsnetzwerk und damit die Bedingung zum Erhalten der Schwingungen bereitgestellt.
Andernfalls die Verstärkung des Verstärkers Operationsverstärker kann mit Widerständen wie Rf & R1 geregelt werden. Um die erforderlichen Schwingungen zu erhalten, kann die Verstärkung so eingestellt werden, dass das Produkt aus Rückkopplungsnetzwerkverstärkung und Operationsverstärkerverstärkung 1 etwas überlegen ist.
Diese Schaltung funktioniert wie ein Oszillator, wenn die Verstärkung der Schleife über 1 liegt, wenn der Operationsverstärker eine Verstärkung über 29 bietet.
Die Schwingungsfrequenz kann durch die folgende Gleichung abgeleitet werden
1 / (2πRC√ 6)
Die Schwingungsbedingung kann mit A ≥ 29 angegeben werden.
Der Verstärkungswert des Verstärkers kann erhalten werden, so dass die Schwingungen innerhalb der Schaltung durch Regulieren von R1 & Rf stattfinden.
RC-Oszillator-Anwendungen
Die Anwendungen dieses Oszillators umfassen Folgendes.
- RC-Oszillatoren werden in Niederfrequenzanwendungen eingesetzt.
- Die Anwendungen dieser Oszillatoren umfassen hauptsächlich Sprachsynthese, Musikinstrumente und GPS-Einheiten, da sie bei allen Audiofrequenzen arbeiten.
Das ist also alles über die RC-Oszillator und die Frequenz dieses Oszillators kann entweder mit den Kondensatoren oder den Widerständen geändert werden. Im Allgemeinen sind die Widerstände jedoch stetig reserviert, während die Kondensatoren abgestimmt sind. Wenn wir danach die Oszillatoren mit LC-Oszillatoren auswerten, können wir feststellen, dass der frühere die Anzahl der Komponenten verwendet als der letzte. Daher kann sich die von diesen Oszillatoren erzeugte O / P-Frequenz geringfügig vom gemessenen Wert geringfügig von den LC-Oszillatoren entfernen. Sie werden jedoch wie lokale Oszillatoren verwendet, die für Musikinstrumente, Synchronempfänger und Audiofrequenzgeneratoren verwendet werden. Hier ist eine Frage für Sie, welche Vor- und Nachteile hat der RC-Oszillator?
