อัน ออสซิลเลเตอร์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้เสถียรภาพความถี่ที่ดีเช่นเดียวกับรูปคลื่นโดยใช้องค์ประกอบตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ออสซิลเลเตอร์เหล่านี้มีชื่อว่า ออสซิลเลเตอร์กะเฟส หรือ RC oscillator ออสซิลเลเตอร์ชนิดนี้มีประโยชน์เพิ่มเติมซึ่งสามารถใช้งานได้ที่ความถี่ต่ำมาก ในออสซิลเลเตอร์กะเฟส 1800ของเฟสสามารถบรรลุได้โดยใช้วงจรเปลี่ยนเฟสแทนการมีเพศสัมพันธ์แบบ capacitive หรืออุปนัย เพิ่มอีก 1800ของเฟสสามารถนำมาใช้เนื่องจากคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นพลังงานที่จ่ายกลับไปในทิศทางของวงจรรถถังอาจเป็นเฟสที่แน่นอน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ RC phase shift oscillator หลักการทำงานแผนภาพวงจรโดยใช้ op-amp และ BJT และแอปพลิเคชัน
RC Oscillator คืออะไร?
RC oscillator เป็นออสซิลเลเตอร์ไซน์ซึ่งใช้ในการสร้างคลื่นไซน์เป็นเอาต์พุตด้วยความช่วยเหลือของเส้นตรง ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ . ออสซิลเลเตอร์เช่นวงจร LC ที่ปรับแล้วจะทำงานที่ความถี่สูงอย่างไรก็ตามที่ความถี่ต่ำตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำในวงจรถังไม่เช่นนั้นวงจรเวลาจะมีขนาดใหญ่มาก
ดังนั้นออสซิลเลเตอร์นี้จึงเหมาะสมกว่าในการใช้งานความถี่ต่ำ ออสซิลเลเตอร์นี้รวมถึงเครือข่ายข้อเสนอแนะและ เครื่องขยายเสียง . ข้อเสนอแนะ n / w ยังมีชื่อเป็นเฟสกะ n / w ซึ่งสามารถออกแบบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เหล่านี้สามารถจัดในรูปแบบของบันได นี่จึงเป็นเหตุผลที่เรียกออสซิลเลเตอร์นี้ว่าออสซิลเลเตอร์แบบขั้นบันได
ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับวงจร RC oscillator ซึ่งสามารถใช้ภายในเครือข่ายป้อนกลับก่อนหน้านี้เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของออสซิลเลเตอร์นี้
หลักการทำงานของ RC Oscillator
หลักการทำงานของ RC oscillator คือวงจรที่ใช้เครือข่าย RC เพื่อให้เฟสกะซึ่งจำเป็นโดยสัญญาณตอบสนอง ออสซิลเลเตอร์เหล่านี้มีความแรงของความถี่ที่โดดเด่นและสามารถให้คลื่นไซน์บริสุทธิ์ที่ใช้สำหรับโหลดได้หลากหลาย
RC Phase Shift Oscillator โดยใช้ BJT
RC phase shift oscillator โดยใช้ BJT ดังแสดงด้านล่าง ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในวงจรนี้เป็นองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่สำหรับเวทีเครื่องขยายเสียง จุดปฏิบัติการของ DC ภายในพื้นที่แอคทีฟของทรานซิสเตอร์สามารถตั้งค่าได้ด้วยแรงดันไฟฟ้า Vcc และตัวต้านทาน R1, R2, RC & RE
RC- ออสซิลเลเตอร์โดยใช้ BJT
ตัวเก็บประจุ CE เป็นตัวเก็บประจุแบบบายพาส ในส่วนนี้ RC ทั้งสามส่วนจะถูกนำมาเท่ากันและความต้านทานภายในส่วนสุดท้ายสามารถเป็น R ’= R - hie
'hie' ของทรานซิสเตอร์คือความต้านทานอินพุตซึ่งสามารถเพิ่มให้กับ R ได้ดังนั้นความต้านทานเครือข่ายซึ่งทราบผ่านวงจรคือ 'R'
R1 & R2 ตัวต้านทาน เป็นตัวต้านทานการให้น้ำหนักและดีกว่าดังนั้นจึงไม่มีผลต่อการทำงานของวงจร AC นอกจากนี้เนื่องจากความต้านทานที่ไม่มีนัยสำคัญสามารถเข้าถึงได้โดยการรวมกันของ RE - CE จึงไม่มีผลต่อการทำงานของ AC
เมื่อมีการจ่ายพลังงานให้กับวงจรแรงดันสัญญาณรบกวนจะเริ่มการสั่นภายในวงจร ที่แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์กระแสฐานเล็กน้อยจะสร้างกระแสซึ่งอาจเป็น 1800เฟสเลื่อน
เมื่อใดก็ตามที่สัญญาณนี้ตอบสนองต่ออินพุตของเครื่องขยายเสียงสัญญาณนั้นจะถูกเลื่อนเฟสอีกครั้งด้วย 1800. หากอัตราขยายของลูปเทียบเท่ากับเอกภาพหลังจากนั้นจะมีการสร้างการสั่นอย่างต่อเนื่อง
วงจรสามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยใช้วงจร AC ที่เท่ากันจากนั้นเราจะได้ความถี่ของการสั่นดังต่อไปนี้
ฉ = 1 / (2πRC√ ((4Rc / R) + 6))
เมื่อ Rc / R คือ<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
สถานะของการสั่นอย่างต่อเนื่อง
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
สำหรับออสซิลเลเตอร์ RC phase shift ที่ใช้ R = Rc ดังนั้นต้องใช้ 'hfe' 56 สำหรับการสั่นอย่างต่อเนื่อง
จากสมการข้างต้นสำหรับการเปลี่ยนความถี่ของการสั่นต้องเปลี่ยนค่าของตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน
อย่างไรก็ตามเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขของการสั่นควรเปลี่ยนค่าสามส่วนพร้อมกัน ในทางปฏิบัติไม่สามารถเป็นไปได้ดังนั้นจึงใช้ RC oscillator เหมือนออสซิลเลเตอร์ความถี่คงที่ที่ใช้สำหรับทุกวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ
RC Oscillator โดยใช้ Op-amp
แอมพลิฟายเออร์ RC ออสซิลเลเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปมักใช้เมื่อเทียบกับออสซิลเลเตอร์ทรานซิสเตอร์ ออสซิลเลเตอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยออปแอมป์เป็นแอมป์สเตจและเครือข่ายแบบเรียงซ้อน RC สามเครือข่ายเป็นวงจรป้อนกลับดังแสดงในรูปด้านล่าง
RC-oscillator-using-op-amp
นี้ op-amp ทำงานในโหมดย้อนกลับและด้วยเหตุนี้สัญญาณเอาท์พุตของ op-amp จะถูกเลื่อน 180 องศาไปที่สัญญาณอินพุตจึงปรากฏที่ขั้วกลับด้าน และมีการกะระยะ 180 องศาเพิ่มเติมโดยเครือข่ายข้อเสนอแนะ RC และด้วยเหตุนี้เงื่อนไขสำหรับการได้รับการสั่น
เครื่องขยายเสียงจะได้รับเป็นอย่างอื่น เครื่องขยายเสียงในการทำงาน สามารถควบคุมได้โดยใช้ความต้านทานเช่น Rf & R1 เพื่อให้ได้การสั่นที่จำเป็นคุณสามารถปรับอัตราขยายได้ว่าผลคูณของเครือข่ายป้อนกลับและอัตราขยายของ op-amp นั้นค่อนข้างดีกว่า 1
วงจรนี้ทำงานเหมือนออสซิลเลเตอร์เมื่ออัตราขยายของลูปดีกว่า ‘1’ หากแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้ให้อัตราขยายที่เหนือกว่า 29
ความถี่การสั่นสามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้
1 / (2πRC√ 6)
เงื่อนไขการสั่นสามารถกำหนดได้ด้วย A ≥ 29
สามารถรับค่าอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์เพื่อให้การสั่นเกิดขึ้นภายในวงจรโดยการควบคุม R1 & Rf
แอปพลิเคชั่น RC Oscillator
การใช้งานของออสซิลเลเตอร์นี้มีดังต่อไปนี้
- RC ออสซิลเลเตอร์ใช้ในงานความถี่ต่ำ
- แอปพลิเคชั่นของออสซิลเลเตอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยการสังเคราะห์เสียงเครื่องดนตรีและหน่วย GPS เนื่องจากทำงานในทุกความถี่เสียง
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับ RC ออสซิลเลเตอร์ และความถี่ของออสซิลเลเตอร์นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยตัวเก็บประจุหรือตัวต้านทาน แต่โดยทั่วไปแล้วตัวต้านทานจะถูกสงวนไว้อย่างสม่ำเสมอในขณะที่ตัวเก็บประจุถูกปรับจูน หลังจากนั้นโดยการประเมินออสซิลเลเตอร์โดยใช้ LC oscillators เราสามารถสังเกตได้ว่าก่อนหน้านี้ใช้จำนวนส่วนประกอบมากกว่าตัวสุดท้าย ดังนั้นความถี่ o / p ที่สร้างขึ้นจากออสซิลเลเตอร์เหล่านี้สามารถเคลื่อนห่างจากค่าที่วัดได้มากกว่าออสซิลเลเตอร์ LC เล็กน้อย อย่างไรก็ตามพวกมันถูกใช้งานเหมือนกับออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นที่ใช้สำหรับเครื่องดนตรีตัวรับซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดความถี่เสียง นี่คือคำถามสำหรับคุณข้อดีและข้อเสียของ RC oscillator คืออะไร?
