Какво е RC осцилатор?
RC осцилаторът използва линейни електрически компоненти, за да създаде синусоида. При високи честоти осцилаторите работят като настроени LC вериги, но при ниски честоти кондензаторите и индукторите в електрическата верига биха били доста големи. Този осцилатор е за предпочитане за нискочестотни приложения. RC осцилаторът се състои от усилвател заедно с верига за обратна връзка. Обратната връзка, известна като фазово изместване, може да бъде създадена с помощта на резистори и кондензатори.
Принцип на работа
RC осцилаторната верига използва RC мрежата, за да осигури фазовото изместване на отговорния сигнал, от който се нуждае. Тези осцилатори произвеждат чиста синусоида за голямо разнообразие от товари и имат висока честота.
Основният RC осцилатор, използващ транзистор, е показан по-долу. Транзисторът в тази схема е активен елемент на етапа на усилване. Захранващото напрежение V вв и резистори R 1 , Р 2 , RC и R И дефинирайте DC работната точка на активната област на транзистора.
° С И в горната верига действа като байпасен кондензатор. Тук трите RC сегмента са еквивалентни и R’ = R – hie представлява крайното съпротивление на секцията. „Hie“ представлява съпротивлението на транзистора“, така че общото мрежово съпротивление на веригата е „R“.
Р 1 и Р 2 резисторите не влияят на работата на веригата. Минималната стойност на импеданса, налична от R И -° С И комбинацията също има минимален ефект върху AC работата.
Шумовото напрежение кара веригата да трепти при подаване на захранване. Усилвател с малък базов ток създава токове на фазово изместване от 180 градуса в транзисторния усилвател. Този сигнал отново ще бъде фазово изместен на 180 градуса, когато реагира на входовете на усилвателя. За печалба от единство, колебанията ще продължат.
Използването на аналогова променливотокова верига опростява веригата и дава честотата на трептене:
Ако Р ° С /R <<1;
От горните уравнения промяната на стойностите на кондензатора и резистора променя честотата на трептене.
RC осцилатор с операционен усилвател
Фигурата по-долу показва осцилатор с операционен усилвател и три от RC каскадните вериги, използвани като вериги за обратна връзка.
Тъй като този операционен усилвател е инвертиращ, неговият изходен сигнал е 180 градуса от входния сигнал на инвертиращия терминал. RC мрежата за обратна връзка добавя 180 градуса фазово изместване, причинявайки трептения.
Резистори като R f и Р 1 може да регулира усилването на операционен усилвател. Регулирайте усилването така, че усилването на мрежата за обратна връзка и усилването на операционния усилвател да са малко по-големи от 1, за да постигнете желаните трептения.
Коефициент на усилване на веригата, по-голям от 1, прави тази верига осцилатор, ако операционният усилвател има коефициент на усилване, по-голям от 29. Честотата на трептене може да се получи, като се използва следното уравнение:
Условието на трептене може да бъде осигурено с A ≥ 29. Коефициентът на усилване на усилвателя може да се регулира така, че трептенията да се появят във веригата, управляваща R 1 и Р f .
Как да изградим RC осцилаторна верига?
За осцилаторна честота от 5kHz проектирайте тристепенна RC осцилаторна верига с кондензатори за обратна връзка от 2,5nF. Начертайте последния RC осцилатор. Честотният изход на RC осцилатор се дава от:
За изчисляване на резистор за обратна връзка в конфигурация на операционен усилвател:
Стандартното усилване на операционния усилвател за поддържане на трептения е 29:
RC осцилаторната верига трябва да бъде както следва:
Заключение
В RC осцилаторите честотата може да се променя с помощта на кондензатори или резистори. Въпреки това, резисторите се държат фиксирани, докато кондензаторите се регулират според изискванията. Използват се като осцилатори за музикални инструменти, генератори на звукови честоти и синхронни приемници.