Ένας ταλαντωτής μετατόπισης φάσης μπορεί να οριστεί καθώς είναι ένα είδος γραμμικού ταλαντωτή που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εξόδου ημιτονοειδούς κύματος. Αποτελείται από ένα αντιστρεπτικό στοιχείο ενισχυτή όπως τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ σε διαφορετική περίπτωση ένα τρανζίστορ . Η έξοδος αυτού του ενισχυτή μπορεί να δοθεί ως είσοδος με τη βοήθεια του δικτύου αλλαγής φάσεων. Αυτό το δίκτυο μπορεί να κατασκευαστεί με αντιστάσεις καθώς και πυκνωτές με τη μορφή δικτύου κλίμακας. Η φάση του ενισχυτή μπορεί να μετατοπιστεί στο 1800 στη συχνότητα ταλάντωσης χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο ανάδρασης για να δώσει μια θετική απόκριση. Αυτά τα τύποι ταλαντωτών χρησιμοποιούνται συχνά ως ταλαντωτές ήχου σε συχνότητα ήχου. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC.
Τι είναι το RC Phase Shift Oscillator;
Το κύκλωμα ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC μπορεί επίσης να κατασκευαστεί με αντίσταση ένας πυκνωτής . Αυτό το κύκλωμα προσφέρει την απαιτούμενη μετατόπιση φάσης με το σήμα ανάδρασης. Έχουν εξαιρετική ισχύ συχνότητας και μπορούν να δώσουν ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα για ένα ευρύ φάσμα φορτίων. Κατά προτίμηση, ένα εύκολο δίκτυο RC μπορεί να αναμένεται να περιλαμβάνει o / p που κατευθύνει την είσοδο με 90ή.
Διάγραμμα κυκλώματος ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC
Αλλά στην πραγματικότητα, η παραλλαγή φάσης θα είναι κάτω από αυτό, επειδή ο πυκνωτής που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα δεν μπορεί να είναι τέλειος. Ακριβώς η γωνία φάσης του δικτύου RC μπορεί να εκφραστεί ως
Ф = έτσι-1Xc / R
Στην παραπάνω έκφραση γωνίας φάσης, το XC μπορεί να είναι 1 / (2πfC) και είναι η αντίσταση αντιστάτη & πυκνωτή. Αυτά τα είδη δικτύων προσφέρουν μια συγκεκριμένη αλλαγή φάσης στους ταλαντωτές.
Η εφαρμογή και η λειτουργία του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τρεις μεθόδους, δηλαδή τον ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC χρησιμοποιώντας έναν op-amp, τον ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC χρησιμοποιώντας BJT και τον ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC χρησιμοποιώντας FET . Για καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας εδώ θα εξηγήσουμε την ακόλουθη μέθοδο.
Διάγραμμα κυκλώματος RC Phase Shift Oscillator χρησιμοποιώντας BJT
Η ακόλουθη μετατόπιση φάσης RC κύκλωμα ταλαντωτή Η χρήση του BJT μπορεί να κατασκευαστεί με διαδοχικά δίκτυα μετατόπισης φάσης 3-RC, το καθένα παρέχει 600αλλαγή φάσης. Στο κύκλωμα, το RC που είναι γνωστό ως αντίσταση συλλέκτη σταματά το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ.
Η αντίσταση που βρίσκεται κοντά στα τρανζίστορ, όπως το R & R1, μπορεί να σχηματίσει το κύκλωμα διαχωριστή τάσης καθώς το RE (αντίσταση εκπομπής) αναπτύσσει την ισχύ. Μετά από αυτό, οι δύο πυκνωτές, δηλαδή το Co & CE, όπου το Co είναι ο πυκνωτής αποσύνδεσης DC o / p και το CE είναι ο πυκνωτής παράκαμψης του πομπού. Επιπλέον, αυτό το κύκλωμα δείχνει επίσης δίκτυα 3-RC που χρησιμοποιούνται στη διαδρομή ανατροφοδότησης.
RC Phase Shift Oscillator Circuit χρησιμοποιώντας BJT
Αυτή η σύνδεση θα προκαλέσει την κίνηση της κυματομορφής o / p με 180o καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδρομής της από το τερματικό o / p προς το τερματικό βάσης του τρανζίστορ. Μετά από αυτό, αυτό το σήμα μπορεί να μετακινηθεί για άλλη μια φορά με 180o με τη βοήθεια του τρανζίστορ μέσα στο δίκτυο λόγω της αλήθειας ότι η διαφορά φάσης μεταξύ της εισόδου καθώς και της εξόδου μπορεί να είναι 180o στο κοινή εκπομπή (CE) διαμόρφωση. Αυτό θα δημιουργήσει τη διαφορά φάσης δικτύου σε 360 μοίρες και ικανοποιεί την κατάσταση διαφοράς φάσης.
Υπάρχει μια άλλη μέθοδος για την ικανοποίηση της κατάστασης της διαφοράς φάσης είναι με τη χρήση δικτύων 4-RC, το καθένα παρέχει μετατόπιση φάσης 450. Επομένως, ο ταλαντωτής μετατόπισης φάσης RC έχει σχεδιαστεί με διαφορετικούς τρόπους, επειδή ο αριθμός των δικτύων RC εντός αυτών είναι ανισορροπημένος. Όμως, αυξάνοντας τον αριθμό των σταδίων θα αυξήσει την ισχύ συχνότητας του κυκλώματος επηρεάζει επίσης δυσμενώς τη συχνότητα o / p του ταλαντωτή λόγω του φαινομένου φόρτωσης.
Συχνότητα ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC
Η γενική εξίσωση για τη συχνότητα της παραλλαγής ταλαντωτή μετατόπισης φάσης RC μπορεί να εκφραστεί ως
f = 1 / 2πRC√2Ν
Που,
Το R είναι η αντίσταση (Ohms)
Το C είναι η Χωρητικότητα
Το Ν είναι το όχι. του δικτύου RC
Ο παραπάνω τύπος συχνότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για Φίλτρο υψηλής διέλευσης (HPF) σχετικό σχέδιο, και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί LPF (φίλτρο χαμηλής διέλευσης) . Σε αυτές τις περιπτώσεις ο υψηλότερος τύπος δεν μπορεί να λειτουργήσει για τον υπολογισμό της συχνότητας ταλαντωτή, θα εφαρμοστεί ένας άλλος τύπος.
Συχνότητα ταλαντωτή f = √N / 2πRC
Που,
Το R είναι η αντίσταση (Ohms)
Το C είναι η Χωρητικότητα
Το Ν είναι το όχι. του δικτύου RC
Πλεονεκτήματα του RC Phase Shift Oscillator
Τα πλεονεκτήματα αυτού του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Ο σχεδιασμός κυκλώματος ταλαντωτή είναι εύκολος με βασικά συστατικά όπως αντιστάσεις, καθώς και πυκνωτές.
- Αυτό το κύκλωμα δεν είναι ακριβό και παρέχει εξαιρετική σταθερότητα συχνότητας.
- Αυτά είναι κυρίως κατάλληλα για χαμηλές συχνότητες
- Αυτό το κύκλωμα είναι απλούστερο σε σύγκριση με έναν ταλαντωτή γέφυρας Wein επειδή δεν απαιτεί τον σχεδιασμό σταθεροποίησης και αρνητικά σχόλια.
- Η έξοδος κυκλώματος είναι ημιτονοειδής που είναι κάπως χωρίς παραμόρφωση.
- Το εύρος συχνοτήτων αυτού του κυκλώματος θα κυμαίνεται από μερικά Hz έως εκατοντάδες kHz
Μειονεκτήματα του RC-Phase Shift Oscillator
Τα μειονεκτήματα αυτού του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Η έξοδος αυτού του κυκλώματος είναι μικρή λόγω της μικρότερης ανάδρασης
- Απαιτεί μπαταρία 12 βολτ για την ανάπτυξη κατάλληλης τεράστιας τάσης ανατροφοδότησης.
- Είναι δύσκολο για αυτό το κύκλωμα να δημιουργήσει ταλαντώσεις λόγω της μικρής ανάδρασης
- Η σταθερότητα συχνότητας αυτού του κυκλώματος δεν είναι καλή σε σύγκριση με τον ταλαντωτή γέφυρας Wien.
Εφαρμογές RC Phase Shift Oscillator
Οι εφαρμογές αυτού του τύπου ταλαντωτή μετατόπισης φάσης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα
- Αυτός ο ταλαντωτής μετατόπισης φάσης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σημάτων σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Χρησιμοποίησαν σε μουσικά όργανα, Μονάδες GPS , & σύνθεση φωνής.
- Οι εφαρμογές αυτού του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης περιλαμβάνουν σύνθεση φωνής, μουσικά όργανα και μονάδες GPS.
Έτσι, όλα αφορούν το RC ταλαντωτής μετατόπισης φάσης θεωρία. Από τις παραπάνω πληροφορίες επιτέλους, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτοί οι ταλαντωτές χρησιμοποιούνται κυρίως για τη δημιουργία σημάτων στο ευρύ φάσμα. Το εύρος της συχνότητας μπορεί να αλλάξει από Hz-200Hz χρησιμοποιώντας αντιστάσεις καθώς και πυκνωτές. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία του ταλαντωτή μετατόπισης φάσης;
