Rad RC oscilatora i njegove primjene

Rad RC oscilatora i njegove primjene

An oscilator je elektronički uređaj koji pruža dobru stabilnost frekvencije kao i valni oblik pomoću otpornih i kapacitivnih elemenata. Ti oscilatori su nazvani oscilator faznog pomaka ili RC oscilator. Ova vrsta oscilatora uključuje dodatne pogodnosti koje se mogu koristiti na izuzetno niskim frekvencijama. U oscilatoru faznog pomaka, 1800faze može se postići pomoću kruga faznog pomaka, a ne kapacitivnog ili induktivnog spajanja. Dodatnih 1800faze može se uvesti zbog svojstava tranzistora. Stoga energija koja se vraća u smjeru kruga spremnika može biti točna faza. Ovaj članak razmatra pregled onoga što je RC oscilator faznog pomicanja, princip rada, shema sklopova koji koriste op-pojačalo i BJT i ​​njihove primjene.



Što je RC oscilator?

RC oscilator je sinusni oscilator koji se koristi za stvaranje sinusnog vala kao izlaza uz pomoć linearnog elektroničke komponente . Oscilator poput podešenih LC krugova radi na visokim frekvencijama, međutim na niskim frekvencijama, kondenzatori i prigušnice u krugu spremnika inače bi vremenski krug bio izuzetno velik.


Stoga je ovaj oscilator prikladniji u niskofrekventnim aplikacijama. Ovaj oscilator uključuje mrežu povratnih informacija i pojačalo . Povratna informacija n / w također se naziva fazni pomak n / w koji se može dizajnirati s otpornicima i kondenzatorima. Oni se mogu rasporediti u obliku ljestava. To je razlog da ovaj oscilator nazivamo oscilatorom ljestve.





Razgovarajmo o RC oscilatornom krugu koji se može koristiti unutar povratne mreže prije razumijevanja rada ovog oscilatora.

Načelo rada RC oscilatora

Načelo rada RC oscilatora je sklop koji koristi RC mrežu za davanje faznog pomaka koji je potreban odzivnom signalu. Ovi oscilatori imaju izvanrednu frekvencijsku jačinu, kao i oni mogu ustupiti čisti sinusni val koji se koristi za širok raspon opterećenja.



RC oscilator faznog pomicanja pomoću BJT-a

Oscilator RC faznog pomaka pomoću BJT prikazano je dolje. Tranzistor koji se koristi u ovom krugu aktivni je element za pojačalo. Radnu točku istosmjerne struje unutar aktivnog područja tranzistora mogu postaviti Vcc opskrbni napon i otpornici R1, R2, RC & RE.


rc-oscilator-pomoću-bjt

RC-oscilator-pomoću-BJT

CE kondenzator je bypass kondenzator. Ovdje se uzimaju tri RC segmenta kao jednaka i otpor unutar završnog odjeljka može biti R ’= R - hie.

'Hije' tranzistora je ulazni otpor koji se može dodati R ', stoga je mrežni otpor koji je poznat kroz sklop 'R'.

R1 i R2 otpornici su pristranski otpornici i oni su superiorniji i stoga nemaju posljedice na rad izmjeničnog kruga. Također zbog neznatne impedancije dostupne kombinacijom RE - CE, također nema posljedica na rad izmjeničnog napona.

Kako se struja napaja krugom, tada napon buke započinje oscilacije unutar kruga. Na tranzistorskom pojačalu, malo bazno strujno pojačalo stvara struju koja može biti 1800faza pomaknuta.

Kad god ovaj signal bude odgovor na ulaz pojačala, opet će biti fazno pomaknut sa 1800. Ako je dobitak petlje ekvivalentan jedinici, generirat će se kontinuirane oscilacije.

Krug se može pojednostaviti korištenjem ekvivalentnog izmjeničnog kruga, a zatim možemo dobiti frekvenciju oscilacija poput sljedeće.

f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))

Kad je Rc / R<< 1, then

f = 1 / (2πRC√ 6)

Stanje kontinuiranih oscilacija,

hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)

Za oscilator RC faznog pomaka koji koristi R = Rc, tada se za daljnje oscilacije mora koristiti 56 'hfe'.

Iz gornjih jednadžbi, za promjenu frekvencije oscilacije, vrijednosti kondenzatora i otpornika moraju se promijeniti.

Međutim, da bi se zadovoljili uvjeti osciliranja, vrijednosti tri segmenta treba istodobno mijenjati. U praksi to ne može biti, pa se RC oscilator koristi poput oscilatora s fiksnom frekvencijom koji se koristi u svaku praktičnu svrhu.

RC oscilator pomoću Op-pojačala

RC oscilatori s operativnim pojačalima obično su oscilatori u usporedbi s tranzistoriziranim oscilatorima. Ova vrsta oscilatora sastoji se od op-pojačala kao stupnja pojačala i tri RC kaskadne mreže kao povratnog kruga kao što je prikazano na donjoj slici.

rc-oscilator-koristeći-op-pojačalo

RC-oscilator-pomoću-op-pojačala

Ovaj op-pojačalo radi u invertirajućem načinu i stoga je izlazni signal optičkog pojačala pomaknut za 180 stupnjeva na ulazni signal koji se pojavio na invertirajućem terminalu. A dodatni pomak faze za 180 stupnjeva pruža RC mreža povratnih informacija, a time i uvjet za dobivanje oscilacija.

Dobitak pojačala u suprotnom operacijsko pojačalo može se regulirati pomoću otpora poput Rf i R1. Da bi se postigle potrebne oscilacije, pojačanje se može prilagoditi tako da je umnožak pojačanja povratne mreže i pojačanja op-pojačala nešto bolji od 1.

Ovaj krug radi poput oscilatora kada je pojačanje petlje superiorno od '1' ako operacijsko pojačalo nudi pojačanje veće od 29.

Učestalost oscilacija može se izvesti sljedećom jednadžbom

1 / (2πRC√ 6)

Uvjet oscilacija može se dati s A ≥ 29.

Vrijednost pojačanja pojačala može se dobiti tako da se oscilacije odvijaju u krugu reguliranjem R1 i Rf.

Primjene RC oscilatora

Primjene ovog oscilatora uključuju sljedeće.

  • RC oscilatori koriste se u niskofrekventnim aplikacijama.
  • Primjene ovih oscilatora uglavnom uključuju sintezu glasa, glazbene instrumente i GPS jedinice jer izvode na svim audio frekvencijama.

Dakle, ovdje se radi o RC oscilator a frekvencija ovog oscilatora može se mijenjati bilo kondenzatorima ili otpornicima. Ali, općenito, otpornici su stabilno rezervirani dok su kondenzatori podešeni. Nakon toga, procjenom oscilatora pomoću LC oscilatora, možemo primijetiti da raniji koristi broj komponenata od zadnjeg. Stoga se o / p frekvencija koja se generira od ovih oscilatora može znatno odmaknuti od izmjerene vrijednosti od LC oscilatora. Međutim, oni se koriste poput lokalnih oscilatora koji se koriste za glazbene instrumente, sinkrone prijamnike i generatore audio frekvencija. Evo pitanja za vas, koje su prednosti i nedostaci RC oscilatora?