Ein Phasenverschiebungsoszillator kann definiert werden, da es sich um eine Art linearer Oszillator handelt, der zur Erzeugung eines Sinuswellenausgangs verwendet wird. Es besteht aus einer invertierenden Verstärkerkomponente wie Operationsverstärker Andernfalls ein Transistor . Der Ausgang dieses Verstärkers kann mit Hilfe des Phasenverschiebungsnetzwerks als Eingang gegeben werden. Dieses Netzwerk kann sowohl mit Widerständen als auch mit Kondensatoren in Form eines Leiternetzwerks aufgebaut werden. Die Phase des Verstärkers kann bei der Schwingungsfrequenz auf 1800 verschoben werden, indem ein Rückkopplungsnetzwerk verwendet wird, um eine positive Antwort bereitzustellen. Diese Arten von Oszillatoren werden häufig als Audiooszillatoren auf Audiofrequenz verwendet. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über den RC-Phasenverschiebungsoszillator.
Was ist ein RC-Phasenverschiebungsoszillator?
Eine RC-Phasenverschiebungsoszillatorschaltung kann sowohl mit einem Widerstand als auch mit einem Widerstand aufgebaut werden ein Kondensator . Diese Schaltung bietet die erforderliche Phasenverschiebung mit dem Rückkopplungssignal. Sie haben eine hervorragende Frequenzstärke und können für einen weiten Lastbereich eine saubere Sinuswelle erzeugen. Vorzugsweise kann erwartet werden, dass ein einfaches RC-Netzwerk ein O / P enthält, das den Eingang mit 90 steuertoder.
Schaltplan des RC-Phasenverschiebungsoszillators
Tatsächlich liegt die Phasenänderung jedoch darunter, da der in der Schaltung verwendete Kondensator nicht perfekt sein kann. Der Phasenwinkel des RC-Netzwerks kann genau ausgedrückt werden als
Ф = so-1Xc / R.
In dem obigen Phasenwinkelausdruck kann XC 1 / (2πfC) sein und es ist die Widerstands- und Kondensatorreaktanz. Diese Arten von Netzwerken bieten eine bestimmte Phasenverschiebung in Oszillatoren.
Die Implementierung und Arbeitsweise eines RC-Phasenverschiebungsoszillators kann unter Verwendung von drei Verfahren erfolgen, nämlich eines RC-Phasenverschiebungsoszillators unter Verwendung eines Operationsverstärkers, eines RC-Phasenverschiebungsoszillators unter Verwendung von BJT und eines RC-Phasenverschiebungsoszillators mit FET . Zum besseren Verständnis dieses Konzepts werden wir hier die folgende Methode erläutern.
RC-Phasenverschiebungsoszillator-Schaltplan mit BJT
Die folgende RC-Phasenverschiebung Oszillatorschaltung Die Verwendung von BJT kann durch Kaskadierung von 3-RC-Phasenverschiebungsnetzwerken aufgebaut werden, die jeweils eine 60 liefern0Phasenverschiebung. In der Schaltung stoppt der RC, der als Kollektorwiderstand bekannt ist, den Kollektorstrom des Transistors.
Der Widerstand, der sich in der Nähe der Transistoren wie R & R1 befindet, kann die Spannungsteilerschaltung bilden, wenn der RE (Emitterwiderstand) die Stärke entwickelt. Danach sind die beiden Kondensatoren Co & CE, wobei Co der O / P-DC-Entkopplungskondensator und CE der Emitter-Bypass-Kondensator ist, entsprechend. Ferner zeigt diese Schaltung auch 3-RC-Netzwerke, die innerhalb des Rückkopplungspfads verwendet werden.
RC-Phasenverschiebungsoszillatorschaltung mit BJT
Diese Verbindung bewirkt, dass sich die O / P-Wellenform während ihrer gesamten Fahrt vom O / P-Anschluss zum Basisanschluss des Transistors mit 180 ° bewegt. Danach kann dieses Signal mit Hilfe des Transistors innerhalb des Netzwerks noch einmal mit 180o bewegt werden, da die Phasendisparität zwischen dem Eingang und dem Ausgang tatsächlich 180o betragen kann gemeinsamer Emitter (CE) Aufbau. Dies erzeugt die Netzwerkphasendisparität auf 360 Grad und erfüllt die Phasendisparitätsbedingung.
Es gibt ein anderes Verfahren, um den Zustand der Phasendisparität zu erfüllen, indem 4-RC-Netzwerke verwendet werden, die jeweils eine Phasenverschiebung von 450 bereitstellen. Daher ist der RC-Phasenverschiebungsoszillator auf unterschiedliche Weise ausgelegt, da die Anzahl der RC-Netzwerke in ihnen nicht ausgeglichen ist. Durch Erhöhen der Anzahl der Stufen wird jedoch die Frequenzstärke der Schaltung erhöht, wodurch die O / P-Frequenz des Oszillators aufgrund des Belastungseffekts ungünstig beeinflusst wird.
Frequenz des RC-Phasenverschiebungsoszillators
Die allgemeine Gleichung für die Frequenz der RC-Phasenverschiebungsoszillatorableitung kann ausgedrückt werden als
f = 1 / 2πRC√2N
Wo,
R ist der Widerstand (Ohm)
C ist die Kapazität
N ist die Nr. des RC-Netzwerks
Die obige Frequenzformel kann für verwendet werden Hochpassfilter (HPF) verwandtes Design und kann auch verwendet werden LPF (Tiefpassfilter) . In diesen Fällen kann die höhere Formel nicht zur Berechnung der Oszillatorfrequenz verwendet werden. Eine andere Formel ist anwendbar.
Oszillatorfrequenz f = √N / 2πRC
Wo,
R ist der Widerstand (Ohm)
C ist die Kapazität
N ist die Nr. des RC-Netzwerks
Vorteile des RC-Phasenverschiebungsoszillators
Die Vorteile dieses Phasenverschiebungsoszillators umfassen die folgenden.
- Das Design der Oszillatorschaltung ist einfach Grundlegende Komponenten wie Widerstände sowie Kondensatoren.
- Diese Schaltung ist nicht teuer und bietet eine ausgezeichnete Frequenzstabilität.
- Diese sind hauptsächlich für niedrige Frequenzen geeignet
- Diese Schaltung ist im Vergleich zu einem Wein-Brückenoszillator einfacher, da keine Stabilisierungsplanung und keine negative Rückkopplung erforderlich sind.
- Der Schaltungsausgang ist sinusförmig und etwas verzerrungsfrei.
- Der Frequenzbereich dieser Schaltung reicht von einigen Hz bis zu Hunderten von kHz
Nachteile des RC-Phasenverschiebungsoszillators
Die Nachteile dieses Phasenverschiebungsoszillators umfassen die folgenden.
- Der Ausgang dieser Schaltung ist aufgrund der geringeren Rückkopplung klein
- Es benötigt eine 12-Volt-Batterie, um eine entsprechend große Rückkopplungsspannung zu entwickeln.
- Aufgrund der geringen Rückkopplung ist es für diese Schaltung schwierig, Schwingungen zu erzeugen
- Die Frequenzstabilität dieser Schaltung ist nicht gut mit dem Wien-Brückenoszillator zu vergleichen.
RC-Phasenverschiebungsoszillator-Anwendungen
Die Anwendungen dieses Typs von Phasenverschiebungsoszillatoren umfassen die folgenden
- Dieser Phasenverschiebungsoszillator wird verwendet, um die Signale über einen weiten Frequenzbereich zu erzeugen. Sie verwendeten in Musikinstrumenten, GPS-Geräte , & Sprachsynthese.
- Die Anwendungen dieses Phasenverschiebungsoszillators umfassen Sprachsynthese, Musikinstrumente und GPS-Einheiten.
Hier dreht sich also alles um RC Phasenverschiebungsoszillator Theorie. Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass diese Oszillatoren hauptsächlich zur Erzeugung von Signalen im weiten Bereich verwendet werden. Der Frequenzbereich kann sowohl mit Widerständen als auch mit Kondensatoren von Hz bis 200 Hz geändert werden. Hier ist eine Frage für Sie, was ist die Hauptfunktion des Phasenverschiebungsoszillators?
