Een oscillator is een elektronisch apparaat dat zorgt voor een goede frequentiestabiliteit en golfvorm door gebruik te maken van resistieve en capacitieve elementen. Deze oscillatoren worden genoemd als faseverschuivingsoscillator of RC-oscillator. Dit type oscillator biedt extra voordelen die bij extreem lage frequenties kunnen worden gebruikt. In een faseverschuivingsoscillator, 1800fase kan worden bereikt met behulp van een faseverschuivingscircuit in plaats van capacitieve of inductieve koppeling. Nog eens 1800fase kan worden geïntroduceerd vanwege de eigenschappen van de transistor. Daarom kan de energie die wordt teruggevoerd in de richting van het tankcircuit een exacte fase zijn. Dit artikel bespreekt een overzicht van wat RC-faseverschuivingsoscillator, werkingsprincipe, schakelschema met op-amp en BJT en de toepassingen ervan is.
Wat is de RC-oscillator?
Een RC-oscillator is een sinusvormige oscillator die wordt gebruikt om een sinusgolf als uitgang te genereren met behulp van lineaire elektronische componenten De oscillator-achtige afgestemde LC-circuits werken bij hoge frequenties, maar bij lage frequenties, de condensatoren en inductoren in een tankcircuit, anders zou het tijdcircuit extreem groot zijn.
Daarom is deze oscillator geschikter in laagfrequente toepassingen. Deze oscillator bevat een feedbacknetwerk en een versterker De feedback n / w wordt ook wel een faseverschuiving n / w genoemd die kan worden ontworpen met weerstanden en condensatoren. Deze kunnen worden gerangschikt in de vorm van een ladder. Dit is dus de reden om deze oscillator een ladder-oscillator te noemen.
Laten we het hebben over het RC-oscillatorcircuit dat kan worden gebruikt binnen het feedbacknetwerk voordat we de werking van deze oscillator begrijpen.
Werkingsprincipe van RC-oscillator
Het werkingsprincipe van de RC-oscillator is een schakeling die het RC-netwerk gebruikt om de faseverschuiving te geven die nodig is door het reactiesignaal. Deze oscillatoren hebben een uitstekende frequentiesterkte en kunnen plaatsmaken voor een zuivere sinusgolf die wordt gebruikt voor een breed scala aan belastingen.
RC Phase Shift Oscillator met behulp van BJT
De RC-faseverschuivingsoscillator gebruikt BJT wordt hieronder weergegeven. De transistor die in dit circuit wordt gebruikt, is een actief element voor de versterkertrap. Het werkpunt van DC binnen het actieve gebied van de transistor kan worden ingesteld door de Vcc-voedingsspanning en R1, R2, RC & RE-weerstanden.
RC-oscillator-met-BJT
De CE-condensator is een bypass-condensator. Hier worden de drie RC-segmenten als gelijk beschouwd en kan de weerstand in de laatste sectie R ’= R - hie zijn.
De ‘hie’ van de transistor is de ingangsweerstand die kan worden opgeteld bij R ’, daarom is de netwerkweerstand die bekend is via het circuit‘ R ’.
De R1 en R2 weerstanden zijn voorspanningsweerstanden en deze zijn superieur en hebben daarom geen gevolgen voor de werking van het wisselstroomcircuit. Ook vanwege de onbeduidende impedantie die toegankelijk is door de combinatie van RE-CE, heeft dit ook geen gevolgen voor AC-werking.
Terwijl het vermogen aan het circuit wordt geleverd, begint de ruisspanning met de oscillaties binnen het circuit. Bij de transistorversterker wekt een kleine basisstroomversterker een stroom op die 180 kan zijn0fase verschoven.
Telkens wanneer dit signaal in reactie op de ingang van de versterker komt, wordt het opnieuw in fase verschoven met 1800Als de versterking van de lus gelijk is aan eenheid, worden daarna voortdurende oscillaties gegenereerd.
Het circuit kan worden vereenvoudigd door een equivalent wisselstroomcircuit te gebruiken, en dan kunnen we de frequentie van oscillaties krijgen, zoals de volgende.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Wanneer Rc / R is<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
De toestand van voortdurende oscillaties,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Voor een RC-faseverschuivingsoscillator die R = Rc gebruikt, moet ‘hfe’ 56 zijn gebruikt voor voortdurende oscillaties.
Uit de bovenstaande vergelijkingen moeten de waarden van de condensator en weerstand worden gewijzigd om de oscillatiefrequentie te wijzigen.
Om echter aan de voorwaarden van oscilleren te voldoen, moeten de drie-segmentwaarden gelijktijdig worden gewijzigd. In de praktijk kan dit niet mogelijk zijn, dus de RC-oscillator wordt gebruikt als een oscillator met vaste frequentie die voor elk praktisch doel wordt gebruikt.
RC-oscillator met behulp van Op-amp
Operationele versterker RC-oscillatoren zijn veelgebruikte oscillatoren, in vergelijking met de getransistoriseerde oscillatoren. Dit type oscillator bestaat uit een op-amp als versterkertrap en drie RC-cascade-netwerken als feedbackcircuit, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
RC-oscillator-met-op-amp
Dit operationele versterker wordt bedreven in inverterende modus en daarom wordt het uitgangssignaal van de op-amp 180 graden verschoven naar het ingangssignaal dat verschijnt op de inverterende aansluiting. En een extra faseverschuiving van 180 graden wordt geleverd door het RC-feedbacknetwerk en daarmee de voorwaarde voor het verkrijgen van de oscillaties.
Anders is de versterking van de versterker operationele versterker kan worden geregeld met behulp van weerstanden zoals Rf & R1. Om de nodige oscillaties te verkrijgen, kan de versterking worden aangepast zodat het product van feedbacknetwerkversterking en op-ampversterking enigszins beter is dan 1.
Dit circuit werkt als een oscillator wanneer de versterking van de lus superieur is aan '1' als de operationele versterker de versterking biedt die hoger is dan 29.
De oscillatiefrequentie kan worden afgeleid door de volgende vergelijking
1 / (2πRC√ 6)
De conditie van de trillingen kan gegeven worden met A ≥ 29.
De versterkingswaarde van de versterker kan worden verkregen zodat de oscillaties plaatsvinden binnen het circuit door R1 & Rf te regelen.
RC-oscillator-toepassingen
De toepassingen van deze oscillator omvatten de volgende.
- RC-oscillatoren worden gebruikt in laagfrequente toepassingen.
- De toepassingen van deze oscillatoren omvatten voornamelijk spraaksynthese, muziekinstrumenten en GPS-eenheden, aangezien ze op alle audiofrequenties werken.
Dit gaat dus allemaal over de RC-oscillator en de frequentie van deze oscillator kan worden veranderd met de condensatoren of de weerstanden. Maar over het algemeen worden de weerstanden gestaag gereserveerd, terwijl de condensatoren zijn afgestemd. Daarna, door de oscillatoren te evalueren met behulp van LC-oscillatoren, kunnen we opmerken dat de eerste het aantal componenten gebruikt dan de laatste. Daarom kan de o / p-frequentie die door deze oscillatoren wordt gegenereerd, veel van de gemeten waarde afwijken, iets dan de LC-oscillatoren. Ze worden echter gebruikt als lokale oscillatoren die worden gebruikt voor muziekinstrumenten, synchrone ontvangers en audiofrequentiegeneratoren. Hier is een vraag voor u, wat zijn de voor- en nadelen van een RC-oscillator?
