Kas yra RC osciliatorius?
RC osciliatorius naudoja linijinius elektrinius komponentus sinusinei bangai sukurti. Esant aukštiems dažniams, generatoriai veikia kaip sureguliuotos LC grandinės, tačiau esant žemiems dažniams, kondensatoriai ir induktoriai elektros grandinėje būtų gana dideli. Šis osciliatorius yra tinkamesnis žemo dažnio programoms. RC osciliatorius susideda iš stiprintuvo ir grįžtamojo ryšio grandinės. Grįžtamasis ryšys, žinomas kaip fazės poslinkis, gali būti sukurtas naudojant rezistorius ir kondensatorius.
Darbo principas
RC osciliatoriaus grandinė naudoja RC tinklą, kad užtikrintų jai reikalingo atsako signalo fazės poslinkį. Šie osciliatoriai sukuria švarią sinusinę bangą įvairioms apkrovoms ir turi aukštą dažnį.
Žemiau parodytas pagrindinis RC osciliatorius, kuriame naudojamas tranzistorius. Šios grandinės tranzistorius yra aktyvus stiprinimo pakopos elementas. Maitinimo įtampa V cc ir rezistoriai R 1 , R 2 , RC ir R IR apibrėžkite tranzistoriaus aktyviosios srities nuolatinės srovės veikimo tašką.
C IR aukščiau pateiktoje grandinėje veikia kaip apėjimo kondensatorius. Čia trys RC segmentai yra lygiaverčiai, o R' = R – hie reiškia galutinę sekcijos varžą. „Hie“ reiškia tranzistoriaus varžą, todėl bendra grandinės tinklo varža yra „R“.
R 1 ir R 2 rezistoriai neturi įtakos grandinės veikimui. Mažiausia varžos vertė, kurią galima gauti iš R IR -C IR derinys taip pat turi minimalų poveikį kintamosios srovės veikimui.
Dėl triukšmo įtampos grandinė svyruoja, kai įjungiama maitinimas. Stiprintuvas su maža bazine srove sukuria 180 laipsnių fazių poslinkio sroves tranzistoriaus stiprintuve. Šio signalo fazė vėl bus pakeista 180 laipsnių, kai jis reaguoja į stiprintuvo įvestis. Siekiant vienybės, svyravimai tęsis.
Naudojant analoginę kintamosios srovės grandinę, grandinė supaprastinama ir gaunamas virpesių dažnis:
Jeigu R c /R <<1;
Iš aukščiau pateiktų lygčių, keičiant kondensatoriaus ir rezistoriaus vertes, pasikeičia virpesių dažnis.
RC osciliatorius su operaciniu stiprintuvu
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas generatorius su operaciniu stiprintuvu ir trimis RC pakopinėmis grandinėmis, naudojamomis kaip grįžtamojo ryšio grandinės.
Kadangi šis operatyvinis stiprintuvas yra invertuojamas, jo išvesties signalas yra 180 laipsnių nuo įvesties signalo invertuojančiame gnybte. RC grįžtamojo ryšio tinklas prideda 180 laipsnių fazių poslinkį, sukeldamas svyravimus.
Rezistoriai, tokie kaip R f ir R 1 gali reguliuoti operacinio stiprintuvo stiprinimą. Sureguliuokite stiprinimą taip, kad grįžtamojo ryšio tinklo stiprinimas ir operatyvinio stiprintuvo stiprinimas būtų šiek tiek didesnis nei 1, kad būtų pasiekti norimi svyravimai.
Grandinės stiprinimas, didesnis nei 1, paverčia tą grandinę osciliatoriumi, jei operacinės stiprintuvo stiprinimas didesnis nei 29. Virpesių dažnį galima gauti naudojant šią lygtį:
Virpesių sąlyga gali būti užtikrinta, kai A ≥ 29. Stiprintuvo stiprinimą galima reguliuoti taip, kad svyravimai vyktų grandinėje, valdančioje R 1 ir R f .
Kaip sukurti RC osciliatoriaus grandinę?
Jei virpesių dažnis yra 5 kHz, suprojektuokite trijų pakopų RC generatoriaus grandinę su 2,5 nF grįžtamojo ryšio kondensatoriais. Nubrėžkite galutinį RC osciliatorių. RC osciliatoriaus dažnio išvestis pateikiama taip:
Norėdami apskaičiuoti grįžtamojo ryšio rezistorių operacinės stiprintuvo konfigūracijoje:
Standartinis operatyvinio stiprintuvo stiprinimas virpesiams palaikyti yra 29:
RC osciliatoriaus grandinė turi būti tokia:
Išvada
RC osciliatoriuose dažnis gali būti keičiamas naudojant kondensatorius arba rezistorius. Tačiau rezistoriai laikomi fiksuoti, o kondensatoriai reguliuojami pagal reikalavimus. Jie naudojami kaip muzikos instrumentų generatoriai, garso dažnių generatoriai ir sinchroniniai imtuvai.