ออสซิลเลเตอร์เปลี่ยนเฟสสามารถกำหนดได้เนื่องจากเป็นออสซิลเลเตอร์เชิงเส้นชนิดหนึ่งซึ่งใช้ในการสร้างเอาต์พุตคลื่นไซน์ ประกอบด้วยส่วนประกอบของแอมพลิฟายเออร์ที่กลับด้านเช่น เครื่องขยายเสียงในการทำงาน มิฉะนั้น ทรานซิสเตอร์ . เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์นี้สามารถกำหนดเป็นอินพุตได้ด้วยความช่วยเหลือของเครือข่ายการเปลี่ยนเฟส เครือข่ายนี้สามารถสร้างขึ้นด้วยตัวต้านทานเช่นเดียวกับตัวเก็บประจุในรูปแบบของเครือข่ายบันได เฟสของแอมพลิฟายเออร์สามารถเปลี่ยนเป็น 1800 ที่ความถี่การสั่นได้โดยใช้เครือข่ายป้อนกลับเพื่อตอบสนองเชิงบวก เหล่านี้ ประเภทของออสซิลเลเตอร์ มักใช้เป็นออสซิลเลเตอร์เสียงในความถี่เสียง บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ RC phase shift oscillator
RC Phase Shift Oscillator คืออะไร?
วงจรออสซิลเลเตอร์ RC phase-shift สามารถสร้างขึ้นด้วยตัวต้านทานเช่นเดียวกับ ตัวเก็บประจุ . วงจรนี้มีการกะระยะที่ต้องการพร้อมสัญญาณป้อนกลับ มีความแรงของความถี่ที่โดดเด่นและสามารถให้คลื่นไซน์ที่สะอาดสำหรับการโหลดที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครือข่าย RC ที่ง่ายสามารถคาดหวังได้ว่าจะมี o / p ซึ่งกำหนดทิศทางอินพุตด้วย 90หรือ.
แผนภาพวงจร RC Phase Shift Oscillator
แต่ในความเป็นจริงการแปรผันของเฟสจะอยู่ต่ำกว่านี้เนื่องจากตัวเก็บประจุที่ใช้ภายในวงจรไม่สามารถสมบูรณ์แบบได้ มุมเฟสของเครือข่าย RC สามารถแสดงเป็น
Ф = ดังนั้น-1Xc / R
ในการแสดงออกของมุมเฟสข้างต้น XC สามารถเป็น 1 / (2πfC) และเป็นรีแอกแตนซ์ของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เครือข่ายประเภทนี้มีการเปลี่ยนเฟสที่แน่นอนในออสซิลเลเตอร์
การใช้งานและการทำงานของ RC phase shift oscillator สามารถทำได้โดยใช้สามวิธี ได้แก่ RC phase shift oscillator โดยใช้ op-amp, RC phase shift oscillator โดยใช้ BJT และ RC-phase shift oscillator ใช้ FET . เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้เราจะอธิบายวิธีการต่อไปนี้
RC Phase Shift Oscillator Circuit Diagram โดยใช้ BJT
การกะระยะ RC ต่อไปนี้ วงจรออสซิลเลเตอร์ การใช้ BJT สามารถสร้างได้โดยเครือข่ายการเปลี่ยนเฟส 3-RC แบบเรียงซ้อนแต่ละเครือข่ายให้ 600กะระยะ ในวงจร RC ซึ่งเรียกว่าตัวต้านทานตัวเก็บจะหยุดกระแสของตัวสะสมของทรานซิสเตอร์
ตัวต้านทานที่อยู่ใกล้กับทรานซิสเตอร์เช่น R & R1 สามารถสร้างวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าได้เมื่อ RE (ตัวต้านทานตัวปล่อย) พัฒนาความแข็งแรง หลังจากนั้นตัวเก็บประจุสองตัวคือ Co & CE โดยที่ Co คือตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน o / p DC และ CE คือตัวเก็บประจุบายพาสตัวปล่อยที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้วงจรนี้ยังสาธิตเครือข่าย 3-RC ที่ใช้ภายในเส้นทางป้อนกลับ
RC Phase Shift Oscillator Circuit โดยใช้ BJT
การเชื่อมต่อนี้จะทำให้รูปคลื่น o / p เคลื่อนที่ด้วย 180o ตลอดการเดินทางจากขั้ว o / p ไปยังขั้วฐานของทรานซิสเตอร์ หลังจากนั้นสัญญาณนี้สามารถเคลื่อนย้ายได้อีกครั้งด้วย 180o ด้วยความช่วยเหลือของทรานซิสเตอร์ภายในเครือข่ายเนื่องจากความจริงที่ว่าความแตกต่างของเฟสระหว่างอินพุตและเอาต์พุตอาจเป็น 180o ใน ตัวปล่อยทั่วไป (CE) การกำหนดค่า สิ่งนี้จะสร้างความเหลื่อมล้ำของเฟสเครือข่ายถึง 360 องศาและเป็นไปตามเงื่อนไขความเหลื่อมล้ำของเฟส
มีอีกวิธีหนึ่งในการตอบสนองสถานะของความเหลื่อมล้ำของเฟสคือการใช้เครือข่าย 4-RC ซึ่งแต่ละเครือข่ายจะให้การกะระยะ 450 ดังนั้นออสซิลเลเตอร์ RC-phase shift จึงได้รับการออกแบบในรูปแบบที่แตกต่างกันเนื่องจากจำนวนเครือข่าย RC ภายในไม่สมดุลกัน แต่การเพิ่มจำนวนขั้นตอนจะช่วยเพิ่มความแรงของความถี่ของวงจรก็จะส่งผลอย่างไม่ดีต่อความถี่ o / p ของออสซิลเลเตอร์เนื่องจากผลของการโหลด
ความถี่ของ RC Phase Shift Oscillator
สมการทั่วไปสำหรับความถี่ของการได้มาของออสซิลเลเตอร์การเปลี่ยนเฟส RC สามารถแสดงเป็น
f = 1 / 2πRC√2N
ที่ไหน
R คือความต้านทาน (โอห์ม)
C คือความจุ
N คือเลขที่ ของเครือข่าย RC
สามารถใช้สูตรความถี่ข้างต้นสำหรับ ตัวกรองความถี่สูง (HPF) การออกแบบที่เกี่ยวข้องและยังสามารถใช้ LPF (ตัวกรองความถี่ต่ำ) . ในกรณีเหล่านี้สูตรที่สูงกว่าไม่สามารถใช้คำนวณความถี่ออสซิลเลเตอร์ได้จะใช้สูตรอื่นได้
ความถี่ออสซิลเลเตอร์ f = √N / 2πRC
ที่ไหน
R คือความต้านทาน (โอห์ม)
C คือความจุ
N คือเลขที่ ของเครือข่าย RC
ข้อดีของ RC Phase Shift Oscillator
ข้อดีของออสซิลเลเตอร์กะเฟสนี้มีดังต่อไปนี้
- การออกแบบวงจรออสซิลเลเตอร์ทำได้ง่ายด้วย ส่วนประกอบพื้นฐาน เช่นตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ
- วงจรนี้ไม่แพงและให้เสถียรภาพความถี่ที่ดีเยี่ยม
- เหมาะสำหรับความถี่ต่ำเป็นหลัก
- วงจรนี้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับ Wein bridge oscillator เนื่องจากไม่ต้องใช้การวางแผนการป้องกันเสถียรภาพและข้อเสนอแนะเชิงลบ
- เอาต์พุตของวงจรเป็นรูปซายน์ที่ค่อนข้างไม่มีการบิดเบือน
- ช่วงความถี่ของวงจรนี้จะมีตั้งแต่ไม่กี่ Hz ถึงหลายร้อย kHz
ข้อเสียของ RC-Phase Shift Oscillator
ข้อเสียของออสซิลเลเตอร์กะเฟสนี้มีดังต่อไปนี้
- เอาต์พุตของวงจรนี้มีขนาดเล็กเนื่องจากมีข้อเสนอแนะที่น้อยกว่า
- ต้องใช้แบตเตอรี่ 12 โวลต์ในการพัฒนาแรงดันไฟฟ้าป้อนกลับขนาดใหญ่ที่เหมาะสม
- เป็นการยากสำหรับวงจรนี้ในการสร้างการสั่นเนื่องจากมีข้อเสนอแนะเล็กน้อย
- เสถียรภาพความถี่ของวงจรนี้ไม่ดีเมื่อเทียบกับ Wien bridge oscillator
แอปพลิเคชั่น RC Phase Shift Oscillator
การใช้งานของออสซิลเลเตอร์กะระยะประเภทนี้มีดังต่อไปนี้
- ออสซิลเลเตอร์เปลี่ยนเฟสนี้ใช้เพื่อสร้างสัญญาณในช่วงความถี่ที่กว้างขวาง พวกเขาใช้ในเครื่องดนตรี หน่วย GPS และการสังเคราะห์เสียง
- แอพพลิเคชั่นของออสซิลเลเตอร์เปลี่ยนเฟสนี้ ได้แก่ การสังเคราะห์เสียงเครื่องดนตรีและหน่วย GPS
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับ RC ออสซิลเลเตอร์กะเฟส ทฤษฎี. จากข้อมูลข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าออสซิลเลเตอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อสร้างสัญญาณในช่วงกว้าง ช่วงความถี่สามารถเปลี่ยนได้ตั้งแต่ Hz-200Hz โดยใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ นี่คือคำถามสำหรับคุณหน้าที่หลักของออสซิลเลเตอร์กะเฟสคืออะไร?
