An oskillaattori on elektroninen laite, joka tarjoaa hyvän taajuuden vakauden sekä aaltomuodon käyttämällä resistiivisiä ja kapasitiivisia elementtejä. Nämä oskillaattorit on nimetty vaihesiirtooskillaattori tai RC-oskillaattori. Tällainen oskillaattori sisältää lisäetuja, joita voidaan käyttää erittäin matalilla taajuuksilla. Vaihesiirtooskillaattorissa 1800vaiheen voidaan saavuttaa käyttämällä vaihesiirtopiiriä kapasitiivisen tai induktiivisen kytkennän sijaan. Lisäksi 1800vaiheen voidaan ottaa käyttöön transistorin ominaisuuksien vuoksi. Siksi energia, joka syötetään takaisin säiliöpiirin suuntaan, voi olla tarkka vaihe. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskuvaa siitä, mikä on RC-vaihesiirtooskillaattori, toimintaperiaate, kytkentäkaavio, joka käyttää op-ampia ja BJT: tä sekä sen sovelluksia.
Mikä on RC-oskillaattori?
RC-oskillaattori on sinimuotoinen oskillaattori, jota käytetään tuottamaan siniaalto lähtöön lineaarisen avulla elektroniset komponentit . Oskillaattorilla viritetyt LC-piirit toimivat korkeilla taajuuksilla, mutta matalilla taajuuksilla kondensaattorit ja induktorit säiliöpiirissä muuten aikapiiri olisi erittäin suuri.
Siksi tämä oskillaattori on sopivampi matalataajuisissa sovelluksissa. Tämä oskillaattori sisältää takaisinkytkentäverkon ja vahvistin . Takaisinkytkentä n / w on myös nimetty vaihesiirroksi n / w, joka voidaan suunnitella vastuksilla ja kondensaattoreilla. Ne voidaan järjestää tikkaiden muodossa. Joten tämä on syy kutsua tätä oskillaattoria tikkaatyyppiseksi oskillaattoriksi.
Puhutaan RC-oskillaattoripiiristä, jota voidaan käyttää takaisinkytkentäverkossa ennen tämän oskillaattorin toiminnan ymmärtämistä.
RC-oskillaattorin toimintaperiaate
RC-oskillaattorin toimintaperiaate on piiri, joka käyttää RC-verkkoa antamaan vastesignaalin edellyttämän vaihesiirron. Näillä oskillaattoreilla on erinomainen taajuuslujuus, ja ne voivat antaa perille puhtaan siniaallon, jota käytetään laajalla kuormitusalueella.
RC-vaihesiirtooskillaattori BJT: tä käyttäen
RC-vaihesiirtooskillaattori BJT näkyy alla. Tässä piirissä käytetty transistori on aktiivinen elementti vahvistusvaiheelle. Tasavirran toimintapiste transistorin aktiivisella alueella voidaan asettaa Vcc-syöttöjännitteellä ja R1-, R2-, RC- ja RE-vastuksilla.
RC-oskillaattori-BJT
CE-kondensaattori on ohituskondensaattori. Tässä kolme RC-segmenttiä pidetään yhtä suurina ja vastus viimeisessä osassa voi olla R ’= R - hie.
Transistorin 'hie' on tulovastus, joka voidaan lisätä R: ään, joten piirin kautta tunnettu verkkovastus on 'R'.
R1 ja R2 vastukset ovat esijännitteisiä vastuksia ja nämä ovat ylivoimaisia eivätkä siten vaikuta AC-piirin toimintaan. Myös RE-CE-yhdistelmällä saavutettavan merkityksettömän impedanssin takia AC-toiminnalle ei ole mitään seurauksia.
Kun teho syötetään piiriin, kohinajännite aloittaa värähtelyt piirissä. Transistorivahvistimessa pieni kantavirtavahvistin tuottaa virran, joka voi olla 1800vaihesiirretty.
Aina kun tämä signaali on vasteena vahvistimen tuloon, se taas vaihesiirretään 180: lla0. Jos silmukan vahvistus vastaa yhtenäisyyttä sen jälkeen, jatkuvat värähtelyt syntyvät.
Piiri voidaan yksinkertaistaa käyttämällä vastaavaa vaihtovirtapiiriä, ja sitten voimme saada värähtelytaajuuden kuten seuraava.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Kun Rc / R on<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Jatkuvien värähtelyjen tila,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
RC-vaihesiirtymäoskillaattorille, jossa käytetään R = Rc, jatkuva värähtelyä varten on käytettävä hfe-arvoa 56.
Edellä esitetyistä yhtälöistä, värähtelyn taajuuden muuttamiseksi on muutettava kondensaattorin ja vastuksen arvoja.
Kolme segmentin arvoja tulisi kuitenkin muuttaa samanaikaisesti värähtelyolosuhteiden täyttämiseksi. Käytännössä tämä ei ole mahdollista, koska RC-oskillaattoria käytetään kuten kiinteän taajuuden oskillaattoria, jota käytetään kaikkiin käytännön tarkoituksiin.
RC-oskillaattori, joka käyttää Op-vahvistinta
Operatiiviset vahvistin RC-oskillaattorit ovat yleisesti käytettyjä oskillaattoreita verrattuna transistoreihin. Tämän tyyppinen oskillaattori koostuu op-vahvistimesta vahvistusvaiheena ja kolmesta RC-kaskadiverkosta takaisinkytkentäpiirinä alla olevan kuvan mukaisesti.
RC-oskillaattori, joka käyttää op-vahvistinta
Tämä op-amp Sitä käytetään käänteisessä tilassa ja siten op-vahvistimen lähtösignaali siirtyy 180 astetta inverttoivaan päätelaitteeseen tulevaan tulosignaaliin. RC-takaisinkytkentäverkko tarjoaa lisäksi 180 asteen vaihesiirron ja siten edellytyksen värähtelyjen saamiselle.
Vahvistimen vahvistus muuten operatiivinen vahvistin voidaan säätää käyttämällä resistansseja, kuten Rf & R1. Tarvittavien värähtelyjen saamiseksi vahvistusta voidaan säätää siten, että verkon takaisinkytkentävahvistuksen ja op-amp-vahvistuksen tulo on jonkin verran parempi kuin 1.
Tämä piiri toimii kuin oskillaattori, kun silmukan vahvistus on suurempi kuin '1', jos operatiivinen vahvistin tarjoaa vahvistuksen 29: n yläpuolelle.
Värähtelytaajuus voidaan johtaa seuraavalla yhtälöllä
1 / (2πRC√ 6)
Värähtelyedellytys voidaan antaa arvolla A ≥ 29.
Vahvistimen vahvistusarvo voidaan saada siten, että värähtelyt tapahtuvat piirissä säätämällä R1 ja Rf.
RC-oskillaattorisovellukset
Tämän oskillaattorin sovellukset sisältävät seuraavat.
- RC-oskillaattoreita käytetään matalataajuisissa sovelluksissa.
- Näiden oskillaattorien sovelluksiin kuuluvat pääasiassa puhesynteesi, soittimet ja GPS-yksiköt, koska ne toimivat kaikilla äänitaajuuksilla.
Näin ollen kyse on kaikesta RC-oskillaattori ja tämän oskillaattorin taajuutta voidaan muuttaa joko kondensaattoreilla tai vastuksilla. Mutta yleensä vastukset on varattu tasaisesti, kun taas kondensaattorit on viritetty. Sen jälkeen arvioimalla oskillaattorit LC-oskillaattoreiden avulla voidaan todeta, että aikaisempi käyttää komponenttien määrää kuin viimeinen. Siksi näistä oskillaattoreista muodostuva o / p-taajuus voi siirtyä paljon pois mitatusta arvosta hieman kuin LC-oskillaattorit. Niitä käytetään kuitenkin kuten paikallisia oskillaattoreita, joita käytetään soittimiin, synkronisiin vastaanottimiin ja äänitaajuusgeneraattoreihin. Tässä on kysymys sinulle, mitkä ovat RC-oskillaattorin edut ja haitat?
