Ενα ταλαντωτής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που παρέχει καλή σταθερότητα συχνότητας καθώς και κυματομορφή χρησιμοποιώντας αντιστατικά & χωρητικά στοιχεία. Αυτοί οι ταλαντωτές ονομάζονται ως ταλαντωτής μετατόπισης φάσης ή RC ταλαντωτής. Αυτό το είδος ταλαντωτή περιλαμβάνει πρόσθετα οφέλη που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες. Σε ταλαντωτή μετατόπισης φάσης, 1800της φάσης μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας κύκλωμα μετατόπισης φάσης αντί χωρητικής ή επαγωγικής ζεύξης. Ένα επιπλέον 1800της φάσης μπορεί να εισαχθεί λόγω των ιδιοτήτων του τρανζίστορ. Επομένως, η ενέργεια που παρέχεται πίσω στην κατεύθυνση του κυκλώματος δεξαμενής μπορεί να είναι μια ακριβής φάση. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση του τι είναι ο ταλαντωτής μετατόπισης φάσης RC, η αρχή λειτουργίας, το διάγραμμα κυκλώματος που χρησιμοποιούν op-amp και BJT και τις εφαρμογές του.
Τι είναι ο ταλαντωτής RC;
Ένας ταλαντωτής RC είναι ένας ημιτονοειδής ταλαντωτής που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ημιτονοειδούς κύματος ως έξοδο με τη βοήθεια γραμμικών ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ . Τα συντονισμένα κυκλώματα LC όπως ταλαντωτής λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, ωστόσο σε χαμηλές συχνότητες, οι πυκνωτές και οι επαγωγείς σε ένα κύκλωμα δεξαμενής, διαφορετικά το κύκλωμα χρόνου θα ήταν εξαιρετικά μεγάλο μέγεθος.
Επομένως, αυτός ο ταλαντωτής είναι καταλληλότερος σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας. Αυτός ο ταλαντωτής περιλαμβάνει ένα δίκτυο ανατροφοδότησης και ένας ενισχυτής . Η ανατροφοδότηση n / w ονομάζεται επίσης ως μετατόπιση φάσης n / w που μπορεί να σχεδιαστεί με αντιστάσεις και πυκνωτές. Αυτά μπορούν να τακτοποιηθούν με τη μορφή σκάλας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ονομάζεται αυτός ο ταλαντωτής ως ταλαντωτής τύπου σκάλας.
Ας μιλήσουμε για το κύκλωμα ταλαντωτή RC που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο δίκτυο ανατροφοδότησης πριν από την κατανόηση της λειτουργίας αυτού του ταλαντωτή.
Αρχή εργασίας RC Oscillator
Η αρχή λειτουργίας του ταλαντωτή RC είναι ένα κύκλωμα που χρησιμοποιεί το δίκτυο RC για να δώσει τη μετατόπιση φάσης που είναι απαραίτητη από το σήμα απόκρισης. Αυτοί οι ταλαντωτές έχουν εξαιρετική ισχύ συχνότητας καθώς επίσης μπορούν να δώσουν ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα που χρησιμοποιείται για ένα ευρύ φάσμα φορτίων.
RC Phase Shift Oscillator χρησιμοποιώντας BJT
Ο ταλαντωτής μετατόπισης φάσης RC χρησιμοποιεί BJT φαίνεται παρακάτω. Το τρανζίστορ που χρησιμοποιείται σε αυτό το κύκλωμα είναι ένα ενεργό στοιχείο για το στάδιο του ενισχυτή. Το σημείο λειτουργίας του DC εντός της ενεργής περιοχής του τρανζίστορ μπορεί να ρυθμιστεί από την τάση τροφοδοσίας Vcc και τις αντιστάσεις R1, R2, RC & RE.
RC-ταλαντωτής-χρήση-BJT
Ο πυκνωτής CE είναι ένας πυκνωτής παράκαμψης. Εδώ, τα τρία τμήματα RC λαμβάνονται ως ίδια και η αντίσταση στο τελικό τμήμα μπορεί να είναι R ’= R - hie.
Το «hie» του τρανζίστορ είναι αντίσταση εισόδου που μπορεί να προστεθεί στο R ’, επομένως η αντίσταση δικτύου που είναι γνωστή μέσω του κυκλώματος είναι« R ».
Το R1 & R2 αντιστάσεις είναι αντιστάσεις πόλωσης και αυτές είναι ανώτερες και συνεπώς δεν έχουν συνέπεια στη λειτουργία του κυκλώματος AC. Επίσης, λόγω της ασήμαντης εμπέδησης που είναι προσβάσιμη από το συνδυασμό RE - CE, δεν υπάρχει επίσης συνέπεια στη λειτουργία AC.
Καθώς η ισχύς τροφοδοτείται στο κύκλωμα, τότε η τάση θορύβου ξεκινά τις ταλαντώσεις εντός του κυκλώματος. Στον ενισχυτή τρανζίστορ, ένας ενισχυτής ρεύματος μικρής βάσης δημιουργεί ένα ρεύμα που μπορεί να είναι 1800η φάση μετατοπίστηκε.
Όποτε αυτό το σήμα ανταποκρίνεται στην είσοδο του ενισχυτή, και πάλι θα αλλάζει φάση με 1800. Εάν το κέρδος του βρόχου είναι ισοδύναμο με ενότητα μετά από αυτό θα δημιουργηθούν συνεχείς ταλαντώσεις.
Το κύκλωμα μπορεί να απλοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα ισοδύναμο κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος και, στη συνέχεια, μπορούμε να έχουμε τη συχνότητα των ταλαντώσεων όπως τα ακόλουθα.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Όταν το Rc / R είναι<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Η κατάσταση των συνεχιζόμενων ταλαντώσεων,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Για έναν ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC που χρησιμοποιεί R = Rc, τότε το «hfe» πρέπει να χρησιμοποιείται 56 για συνεχιζόμενες ταλαντώσεις.
Από τις παραπάνω εξισώσεις, για να αλλάξετε τη συχνότητα ταλάντωσης, πρέπει να αλλάξετε τις τιμές του πυκνωτή και της αντίστασης.
Ωστόσο, για να ικανοποιηθούν οι συνθήκες ταλαντώσεων, οι τιμές τριών τμημάτων πρέπει να αλλάξουν ταυτόχρονα. Στην πράξη, αυτό δεν είναι δυνατό, επομένως ο ταλαντωτής RC χρησιμοποιείται σαν ταλαντωτής σταθερής συχνότητας που χρησιμοποιείται για κάθε πρακτικό σκοπό.
RC Oscillator χρησιμοποιώντας Op-amp
Οι λειτουργικοί ενισχυτές RC ταλαντωτές χρησιμοποιούνται συνήθως ταλαντωτές, σε σύγκριση με τους τρανζίστορ ταλαντωτές. Αυτός ο τύπος ταλαντωτή αποτελείται από ένα op-amp ως στάδιο ενισχυτή και τρία διαδοχικά δίκτυα RC ως κύκλωμα ανάδρασης όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
RC-ταλαντωτής-χρήση-op-amp
Αυτό op-amp λειτουργεί σε λειτουργία αντιστροφής και ως εκ τούτου το σήμα εξόδου του op-amp μετατοπίζεται κατά 180 μοίρες στο σήμα εισόδου που εμφανίστηκε στο τερματικό αναστροφής. Και μια επιπλέον αλλαγή φάσης 180 μοιρών παρέχεται από το δίκτυο ανατροφοδότησης RC και ως εκ τούτου η προϋπόθεση για την απόκτηση των ταλαντώσεων.
Το κέρδος του ενισχυτή διαφορετικά τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας αντιστάσεις όπως Rf & R1. Για να αποκτήσετε τις απαραίτητες ταλαντώσεις, το κέρδος μπορεί να ρυθμιστεί ώστε το προϊόν του κέρδους δικτύου ανατροφοδότησης και του κέρδους op-amp να είναι κάπως ανώτερο από το 1.
Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί σαν ταλαντωτής όταν το κέρδος του βρόχου είναι ανώτερο από το «1» εάν ο λειτουργικός ενισχυτής προσφέρει το κέρδος ανώτερο από 29.
Η συχνότητα ταλαντώσεων μπορεί να προκύψει από την ακόλουθη εξίσωση
1 / (2πRC√ 6)
Η κατάσταση ταλαντώσεων μπορεί να δοθεί με A ≥ 29.
Η τιμή κέρδους του ενισχυτή μπορεί να ληφθεί έτσι ώστε οι ταλαντώσεις να πραγματοποιούνται εντός του κυκλώματος ρυθμίζοντας τα R1 & Rf.
Εφαρμογές RC ταλαντωτή
Οι εφαρμογές αυτού του ταλαντωτή περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι ταλαντωτές RC χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας.
- Οι εφαρμογές αυτών των ταλαντωτών περιλαμβάνουν κυρίως σύνθεση φωνής, μουσικά όργανα και μονάδες GPS καθώς εκτελούν σε όλες τις συχνότητες ήχου.
Έτσι, αυτό είναι όλο για το Ταλαντωτής RC και η συχνότητα αυτού του ταλαντωτή μπορεί να αλλάξει είτε με τους πυκνωτές είτε με τις αντιστάσεις. Όμως, γενικά, οι αντιστάσεις διατηρούνται σταθερά ενώ οι πυκνωτές είναι συντονισμένοι. Μετά από αυτό, αξιολογώντας τους ταλαντωτές χρησιμοποιώντας ταλαντωτές LC, μπορούμε να σημειώσουμε ότι το παλαιότερο χρησιμοποιεί τον αριθμό των συστατικών από τον τελευταίο. Επομένως, η συχνότητα o / p που παράγεται από αυτούς τους ταλαντωτές μπορεί να απομακρυνθεί πολύ από τη μετρούμενη τιμή ελαφρώς από τους ταλαντωτές LC. Ωστόσο, χρησιμοποιούνται όπως τοπικοί ταλαντωτές που χρησιμοποιούνται για μουσικά όργανα, σύγχρονοι δέκτες και γεννήτριες συχνότητας ήχου. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του ταλαντωτή RC;
