RC автогенераторы | conture.by
RC автогенератор с согласующим каскадом и фазосдвигающей цепью
Основным достоинством RC автогенераторов является возможность генерирования стабильных низкочастотных колебаний (до 20 кГц). Недостатком таких генераторов является не экономичность по сравнению с LC автогенераторами, т. к. RC автогенераторы работают в мягком режиме самовозбуждения.
В RC автогенераторах для построения избирательной цепи используются RC фильтры В рассматриваемом автогенераторе цепь положительной обратной связи строится последовательным включением нескольких RC фильтров.
Рассмотрим процессы, происходящие в RC фильтре представленном на рисунке 16, а. Для наглядности, пояснение будем пояснять с помощью векторной диаграммы (рисунок 16, б). При подаче на вход напряжения Uвх в цепи протекает ток i. Этот ток создает падение напряжение на конденсаторе UС и резисторе UR. Напряжение UR одновременно является выходным напряжением Uвых.
Напряжение Uвых совпадает по фазе с током i, а напряжение UC сдвинуто относительно Uвых на 90°. Напряжение на входе цепи равно геометрической сумме векторов Uвых и UС и соответствует вектору Uвх. Вектора Uвх и Uвых сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол j.
Рисунок 16 — Принципиальная электрическая схема RC фильтра и векторная диаграмма поясняющая процессы происходящие в нем.
Угол j можно увеличивать, уменьшая емкость конденсатора. Как видно из диаграммы j<90°. Поэтому для выполнения баланса фаз необходимо последовательное включение нескольких фильтров. При этом главным условием является равенство сдвига фаз каждым из фильтров, в противном случае каждый из фильтров будет иметь свою резонансную частоту, отличную от других фильтров и колебания будут отсутствовать. На практике используют последовательное включение трех фазосдвигающих звеньев, каждое из которых дает сдвиг фазы 60°, или четырех звеньев, каждое из которых дает сдвиг фазы 45°. На рисунке 17 приведены две возможные трехзвенные фазосдвигающие цепи.
Временные диаграммы напряжений на выходе каждого звена этих цепей приведены на рисунке 18.
Рисунок 17 — Принципиальные электрические схемы трехзвенных фазосдвигающих цепей
Частота генерируемых колебаний при использовании этих схем определяется выражениями:
для схемы приведенной на рисунке 17, а
fг=0,065/RC (27)
Рисунок 18 — Временные диаграммы напряжений на выходе звеньев фазосдвигающей цепи
для схемы приведенной на рисунке 17, б
fг=0,39/RC (28)
где R=R1= R2 =R3 и С=С1= С2 =С3
Таким образом, фильтры в рассматриваемом генераторе выполняют сразу несколько функций: определяют частоту генерируемых колебаний, определяют форму колебаний и участвуют в выполнении баланса фаз.
Принципиальная электрическая схема RC автогенератора с согласующим каскадом и фазосдвигающей цепью представлена на рисунке 19.
В этом генераторе усилительный каскад собран на транзисторе VT1. Нагрузкой усилителя является резистор R3. Трехзвенная фазосдвигающая цепь состоит из элементов C4 C5 C6 и R4 R5 R6. Для согласования низкого входного сопротивления транзистора VT1 с сопротивлением фазосдвигающей цепи используется согласующий каскад ? эмиттерный повторитель. Данный каскад собран на транзисторе VT2 включенный по схеме с общим коллектором. При отсутствии этого каскада низкое входное сопротивление VT1 будет шунтировать цепь обратной связи и значительно уменьшать коэффициент обратной связи, а это
Рисунок 19 — Принципиальная электрическая схема RC автогенератора с согласующим каскадом и фазосдвигающей цепью
приведет к несоблюдению условия баланса амплитуд. Нагрузкой эмиттерного повторителя служит резистор R9. Напряжение смещение на транзисторы подаются делителями напряжения R1 R2 и R7 R8.
Элементы С1 R10 являются фильтром питания. С2 С3 С7 являются разделительными конденсаторами. Коэффициент обратной связи такого генератора равен 1/29, поэтому для выполнения баланса амплитуд коэффициент усиления усилителя должен быть Кус?29.
RC автогенератор с фазобалансной цепью
В генераторах с четным числом усилительных каскадов нет необходимости использовать в цепи положительной обратной связи фазосдвигающие цепи. Для выделения колебаний требуемой частоты в выходном напряжении таких генераторов, в цепь обратной связи включают четырехполюсник, обладающий частотно-избирательными свойствами (фазобалансную цепь). Принципиальная электрическая схема такого четырехполюсника представлена на рисунке 20.
Для генерирования колебаний необходимо, чтобы данный четырехполюсник не вносил сдвига фаз между входным напряжением Uвх и выходным напряжением Uвых, т. е. jвх должна быть равна jвых. Частота, на которой jвх=jвыхопределяется по выражению
Рисунок 20 — Принципиальная электрическая схема частотно-избирательного четырехполюсника
fг=1/2p?R1C1R2C2 (29)
Удобно выбирать R1=R2=R, C1=C2=C тогда выражение 26 примет вид
fг=1/2p RC (30)
На всех остальных частотах будет происходить сдвиг фазы, а значит на этих частотах не будет выполняться условие баланса фаз и колебания с этими частотами будут отсутствовать.
Коэффициент обратной связи в этом случае будет равен 1/3, а следовательно, для выполнения баланса амплитуд коэффициент усиления усилителя автогенератора должен быть не менее 3.
Принципиальная электрическая схема RC автогенератора с фазобалансной цепью представлена на рисунке 21.
Рисунок 21 — Принципиальная электрическая схема RC автогенератора с фазобалансной цепью
В этом генераторе усилитель собран на двух усилительных каскадах собранных на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой этих каскадов являются резисторы R3 и R5. Напряжение смещения на транзисторы подается фиксированным током базы через резисторы R2 и R4. Элементы С1 R1 C2 R2 образуют фазобалансную цепь в цепи положительной обратной связи. Элементы С4 С5 являются разделительными конденсаторами. R6 С3 элементы фильтра питания. Условие баланса амплитуд в этой схеме выполняется за счет двух усилительных каскадов, с помощью которых легко достигается коэффициент усиления равный 3. Баланс фаз достигается включением двух транзисторов по схеме с общим эмиттером (суммарный сдвиг фаз в этом случае 180°+180°=360°).
RC автогенератор с мостом Вина
Достоинством этого генератора является возможность изменения частоты генерируемых колебаний. Принципиальная электрическая схема этого генератора представлена на рисунке 22.
Рисунок 22 — Принципиальная электрическая схема RC автогенератора с мостом Вина
В этом генераторе усилитель также имеет два усилительных каскада собранные на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой этих каскадов являются резисторы R4 и R9. Напряжение смещения на резисторы поступает через делители напряжения R2 R3 и R7 R8.
Выходное напряжение поступает на вход усилителя через фазобалансную цепь C1 R1 C2 R3, которая является одним из плеч моста Вина, второе плечо образовано элементами R6 R5. Вторая ветвь соединена с выходом усилителя через конденсатор С5 большой емкости, благодаря чему цепь R5 R6 не создает заметного сдвига фаз. Наряду с положительной обратной связью, вводится отрицательная обратная связь образованная элементами R5 R10 C5 R6.
Отрицательная обратная связь, снижая коэффициент усиления, существенно снижает нелинейные искажения генерируемых колебаний. Снижение коэффициента усиления не приводит к нарушению баланса амплитуд т. к. реальный двухкаскадный усилитель имеет коэффициент усиления намного больше 3. Кроме того элементы R5 R10, обеспечивают температурную стабилизацию рабочей точки транзисторов. Регулировка частоты генерируемых колебаний в рассматриваемом генераторе осуществляется одновременной регулировкой сопротивлений резисторов R1 R3, однако, может осуществляться и одновременной регулировкой емкостей конденсаторов C1 C2.
Запись опубликована в рубрике Теория с метками генератор. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
RC – автогенераторы | Основы электроакустики
Главная » Элементы усилителей
RC – автогенераторы
Схемы, с помощью которых энергия источника преобразуется в энергию переменных электрических колебаний при отсутствии внешнего сигнала, называются генераторами.
Колебания можно получить, охватив обычный усилитель положительной ОС.
Линейные электронные осцилляторные схемы, которые генерируют синусоидальный выходной сигнал, состоят из усилителя и частотно-избирательного элемента — фильтра. Схемы генераторов, которые используют RC-цепи, комбинацию резисторов и конденсаторов в их частотно-избирательных частях, называются RC-генераторами. RC-генераторы относятся к классу автоколебательных систем релаксационного типа.
Синусоидальные генераторы Общеизвестны две конфигурации.
- Первая называется генератором с мостом Вина. В этой схеме используются две RC-цепи, одна с последовательными RC-компонентами и одна с параллельными RC-компонентами. Мост Вина часто используется в генераторах звуковых сигналов, так как он может легко настраиваться двухсекционным переменным конденсатором или двухсекционным переменным потенциометром (который для генерации на низких частотах более доступен, чем соответствующий переменный конденсатор).
- Вторая общеизвестная конструкция называется генератором с двойным Т-мостом, так как в ней используются две Т-образные RC-цепи, включённые параллельно. Одна цепь является Т-образной R-C-R-цепью, которая действует как фильтр, пропускающий низкие частоты. Вторая цепь является Т-образной C-R-C-цепью, которая действует как фильтр, пропускающий высокие частоты. Вместе эти цепи образуют мост, который настраивается на генерацию требуемой частоты.
- Другой общеизвестной разработкой является фазосдвигающий генератор. Если RC-генераторы используются для производства неискажённой синусоиды, то они обычно требуют устройство некоторого вида для управления амплитудой. Многие разработки просто используют лампочку накаливания или термистор в цепи обратной связи. Эти генераторы используют тот факт, что сопротивление вольфрамовой нити накаливания увеличивается пропорционально её температуре, термистор работает похожим образом. Хорошо действующее ниже точки, при которой нить накала действительно светится, увеличение амплитуды сигнала обратной связи увеличивает ток, протекающий в нити накаливания, тем самым увеличивая сопротивление нити накаливания.
Импульсные генераторы Существует много устройств, которые не требуют от RC-генераторов производить синусоиду. Наиболее часто применяются генераторы импульсов прямоугольной формы. Мультивибратор является одним из них. Другое схемотехническое решение генератора используется в специализированной интегральной микросхеме 555 timer IC, выпускаемой фирмой Philips. В Советском Союзе идея такого построения генератора импульсного напряжения была реализована в 80-х годах прошлого века в изобретениях по авторским свидетельствам №1072261[1] и №1392617[2]. Отличительной особенностью этих генераторов является то, что, в отличие от 555 timer IC, они могут собираться на стандартных микросхемах.
Генератор с фазовращающей RC – цепью Состоит из усилительного каскада с поворотом фазы на 180 градусов и фазовращающей цепью ОС, у которой фазовый сдвиг в 180 градусов имеет место только на единственной частоте. Обычно используют трехзвенные RC – цепи. Транзистор выбирают с достаточно большим. Резистор создает ООС для обеспечения, поскольку при большом происходит искажение формы генерируемого колебания, поскольку условия самовозбуждения выполняются как на основной частоте, так и на гармониках.
Генератор с мостом Вина Усилительный каскад должен иметь коэффициент усиления и нулевой фазовый сдвиг. Т. к. у ОУ линейная ОС , то вводят нелинейную ОС , которая при больших (в области установившихся амплитуд).
Генераторы гармонических колебаний
Кварцевые генераторы
Генераторы прямоугольных импульсов
Мост Вина
Генераторы импульсов на интегральных микросхемах таймеров
Схемы автогенераторов
Генераторы сигналов
Устройство и принцип действия генераторов гармонических колебаний
RC-генератор с операционным усилителем, BJT
RC-генератор является одним из синусоидальных генераторов и создает синусоидальный сигнал на выходе с использованием линейных электронных компонентов.
Настроенные LC-генераторы хорошо работают на более высоких частотах, но на низких частотах конденсаторы и катушки индуктивности в колебательном контуре или цепи времени будут иметь очень большие размеры.
[adsense1]
Следовательно, RC-генераторы больше подходят для низкочастотных приложений. RC-генератор состоит из усилителя и цепи обратной связи. Эта сеть обратной связи представляет собой сеть с фазовым сдвигом, состоящую из ряда конденсаторов и резисторов, расположенных в виде лестницы. Вот почему этот осциллятор также называют RC-цепью с фазовым сдвигом лестничного типа.
Основной принцип работы RC-генератора с фазовым сдвигом заключается в том, что перед подачей части выходного сигнала усилителя на вход выходной сигнал усилителя проходит через фазовращающую цепь. Необходимым условием возникновения колебаний является то, что полный фазовый сдвиг вокруг контура должен составлять 360 градусов.
Таким образом, в дополнение к сдвигу фазы на 180 градусов, вносимому усилителем, эта RC-схема сдвига фазы дает сдвиг фазы на 180 градусов, и, следовательно, общий сдвиг фазы составляет 360 градусов, что также равно нулю градусов.
Давайте сначала обсудим RC-схему сдвига фазы, которая используется в цепи обратной связи, прежде чем разбираться в работе этого генератора.
[adsense2]
Outline
RC-цепь с фазовым сдвигом
На рисунке ниже показана одна RC-цепочка, в которой резистор R и конденсатор C расположены последовательно. На рисунке полное сопротивление цепи представляет собой комбинацию сопротивления и индуктивного сопротивления, т. е.
Z = R – j Xc
Z = Z ∠ – Ф Ом
Учтите, что значение действующего напряжения составляет Vi вольт. Тогда ток в цепи определяется как
I = (Vi ∠0)/ Z
I = (Vi ∠ Ф)/ Z
Где Z = √ (R2 + Xc2) и
Ф = tan-1 (Xc/R)
Из полученных выше уравнений видно, что ток опережает входное напряжение Vi на угол Ф. Падение на резисторе совпадает по фазе с током, в то время как падение на конденсаторе отстает от тока на 90 градусов, и результат этих двух падений напряжения показан на рисунке ниже.
Таким образом, регулируя номиналы конденсатора C и резистора R, угол Ф регулируется таким образом, чтобы он был равен 60 градусам.
Сеть обратной связи
Как упоминалось выше, в сети обратной связи используется несколько RC-цепей для обеспечения необходимого фазового сдвига. Эта сеть должна обеспечить в общей сложности 180-градусный фазовый сдвиг, чтобы сделать общий фазовый сдвиг вокруг контура на 360 градусов.
Сеть с одной секцией RC обеспечивает фазовый сдвиг максимум 90 градусов благодаря наличию одного полюса в своей передаточной функции. Поэтому достаточно как минимум двух RC-цепочек, чтобы получить требуемый фазовый сдвиг на 180 градусов.
Однако в практическом RC-генераторе со сдвигом фазы три RC-цепи со сдвигом фазы соединены каскадом, причем каждая секция обеспечивает сдвиг фазы на 60 градусов.
Таким образом, общий фазовый сдвиг, полученный этими тремя секциями в цепи обратной связи, составляет 180 градусов (3 × 60).
Эта сеть обратной связи показана на рисунке ниже.
Цепь RC-генератора
RC-генератор с фазовым сдвигом состоит из однокаскадного усилителя с общим эмиттером и фазовращающей обратной связи, состоящей из трех одинаковых RC-цепочек. Однокаскадный усилитель может быть построен как с транзистором, так и с операционным усилителем (ОУ) в качестве активного элемента.
Генератор фазового сдвига RC с использованием BJT
В этом транзисторном генераторе транзистор используется в качестве активного элемента усилительного каскада. На рисунке ниже показана схема RC-генератора с транзистором в качестве активного элемента. Рабочая точка по постоянному току в активной области транзистора устанавливается резисторами R1, R2, RC и RE и напряжением питания Vcc.
Конденсатор CE является шунтирующим конденсатором. Три резистивно-емкостных участка считаются одинаковыми, а сопротивление на последнем участке равно R’ = R — hie. Входное сопротивление транзистора hi добавляется к R’, поэтому результирующее сопротивление схемы равно R.
Смещающие резисторы R1 и R2 больше и, следовательно, не влияют на работу схемы на переменном токе. Также из-за незначительного импеданса, предлагаемого комбинацией RE-CE, это также не влияет на работу переменного тока.
Когда в цепь подается питание, шумовое напряжение (генерируемое электрическими компонентами) запускает колебания в цепи. Небольшой базовый ток на транзисторном усилителе создает ток, сдвинутый по фазе на 180 градусов.
Когда этот сигнал подается обратной связью на вход усилителя, он снова будет сдвинут по фазе на 180 градусов. Если коэффициент усиления контура равен единице, то будут производиться незатухающие колебания.
Упрощая схему с эквивалентной цепью переменного тока, получаем
Частота колебаний,
f = 1/ (2 π R C √ ((4Rc / R) + 6))
Если Rc/R << 1 , тогда
f= 1/ (2 π R C √ 6)
Условие незатухающих колебаний,
hfe (min) = (4 Rc/R) + 23 + (29 R/Rc)
Для фазы сдвига генератора с R = Rc, hfe должно быть 56 для незатухающих колебаний.
Из приведенных выше уравнений видно, что для изменения частоты колебаний необходимо изменить значения R и C.
Но для удовлетворения колебательных условий эти значения трех секций должны быть изменены одновременно. Так что на практике это невозможно, поэтому генератор с фазовым сдвигом используется в качестве генератора с фиксированной частотой для всех практических целей.
Пример задачи
Для транзисторного RC-генератора выберите емкость конденсатора C и транзистора hfe, чтобы обеспечить частоту генератора 2 кГц при сопротивлении Rc=10 кОм, R=8 кОм
Учитывая, что
RC = 10 × 10 3 Гц
r = 8 × 10 3 Гц
F = 2 × 10 3 Гц
В фазовом сдвижном осцилляторе частота осени дается
F. = 1/ (2 π R C √ ((4Rc / R) + 6))
2 × 10 3 = 1/ (2 π × 8 × 10 3 C √ ((4 × 10 × 10 3 / 8 × 10 3 ) + 6))
C = 3,0 × 10 -9 Ф или 0,003 мкФ
Коэффициент усиления транзистора определяется как
hfe ≥ (4 Rc/R) + 23 + (29 R/Rc)
hfe ≥ (4 × 10 × 10 3 / 8 × 10 3 ) + 23 + (29 × 8 × 10 3 / 10 × 10 3 )
hfe ≥ 51,2
Следовательно, емкость конденсатора C = 3,0 × 10-9 Ф и hfe = 51,2.
RC-генератор с фазовым сдвигом на операционном усилителе
Операционный усилитель RC-генераторы обычно используются в качестве генераторов по сравнению с генераторами на транзисторах. Этот тип генератора состоит из операционного усилителя в качестве усилительного каскада и трех каскадных цепей RC в качестве цепи обратной связи, как показано на рисунке ниже.
Этот операционный усилитель работает в инвертирующем режиме, поэтому выходной сигнал операционного усилителя сдвинут на 180 градусов, чтобы входной сигнал появился на инвертирующем выводе. А дополнительный фазовый сдвиг на 180 градусов обеспечивается RC-цепью обратной связи и, следовательно, условием получения колебаний.
Коэффициент усиления усилителя или операционного усилителя регулируется с помощью сопротивлений Rf и R1. Для получения необходимых колебаний коэффициент усиления настраивается таким образом, чтобы произведение коэффициента усиления ОУ и коэффициента усиления цепи обратной связи было немного больше 1,9.
0003
Вышеприведенная схема действует как генератор, т.к. коэффициент усиления контура больше единицы, если ОУ обеспечивает коэффициент усиления больше 29.
Частота колебаний,
1/ (2 π R C √ 6)
Условие возникновения колебаний определяется выражением A ≥ 29.
Мы можем получить такое значение коэффициента усиления усилителя (A), чтобы в цепи возникали колебания, регулируя Rf и R1.
Пример задачи
Для заданного RC-фазосдвигающего генератора на операционном усилителе определить значение Rf, необходимое для схемы, а также определить частоту колебаний.
Мы знаем, что условие возникновения колебаний выражается как
A = 29
Где A — это коэффициент усиления усилителя, следовательно, коэффициент усиления цепи обратной связи, β = 1/29 = R3/Rf.
Следовательно, Rf = 29 × R3
= 29 × 10 × 10 3
= 290 кОм
Поскольку R1 = R2 = R3 = R и C1 = C2 = C3 = C,
Тогда частота колебанийf = 1/ (2 π R C √ 6)
= 1/ (2 π × (10 × 10 3 ) × 0,01× 10 -6 × √ 6)
= 6,5 кГц.
Преимущества генераторов с фазовым сдвигом
- Благодаря отсутствию дорогих и громоздких катушек индуктивности конструкция проста и хорошо подходит для частот ниже 10 кГц.
- Они могут генерировать чистую синусоидальную форму сигнала, поскольку только одна частота может удовлетворить требование фазового сдвига Баркгаузена.
Недостатки фазовращателей
Для использования с переменной частотой генераторы с фазовым сдвигом не подходят, потому что значения конденсатора должны быть изменены. А также, для изменения частоты в каждый момент времени требуется регулировка усиления для выполнения условия осцилляции.
- Эти осцилляторы производят 5% уровня искажения на выходе.
- Этот генератор дает только небольшой выходной сигнал из-за меньшей обратной связи
- Эти схемы генератора требуют высокого коэффициента усиления, что практически невозможно.
- Плохая стабильность частоты из-за воздействия температуры, старения и т.
Схема с использованием биполярного транзистора, операционного усилителя и его приложений
Генератор используется для создания периодических колебательных сигналов в электронной схеме. Колебания в основном производятся в виде прямоугольной или синусоидальной волны. Генераторы могут преобразовывать постоянный ток в переменный и использоваться в ряде электронных устройств, таких как тактовые генераторы, цифровые инструменты, такие как калькуляторы. Колебательные сигналы используются в телевизионных передатчиках, настенных часах, радиоприемниках и многом другом. Генератор с обратной связью — это тип генератора, в котором выходной сигнал представляет собой обратную связь со входом для обеспечения положительной обратной связи. Эти генераторы классифицируются в соответствии с частотно-избирательными фильтрами, которые используются в цепи обратной связи. RC-генератор — это тип генератора с обратной связью, в котором фильтр состоит из сети конденсаторов и резисторов.
Определение: RC-генератор представляет собой тип генератора с обратной связью, который состоит из транзистора, усилительного устройства, вакуумной лампы и операционного усилителя. Это устройство также состоит из сети резисторов и конденсаторов, которые образуют RC-цепь. RC-цепь используется для достижения положительной обратной связи, которая генерирует колеблющееся синусоидальное напряжение. Эти генераторы в основном используются для воспроизведения более низких частот, таких как звуковые частоты.
Устройства такого типа широко используются в качестве генераторов звуковых сигналов в электронных музыкальных инструментах. Выходные колебания генерируются из-за фазового сдвига между каскадами RC-генератора. Фаза RC-генератора смещается на 180 градусов через цепь обратной связи. RC-генераторы могут быть реализованы с использованием ом-усилителя, биполярного транзистора или полевого транзистора. Там мы обсудили работу и реализацию ом-усилителя с использованием ом-усилителя и биполярного транзистора.
Принцип работы
RC-генератор состоит из RC-цепи, которую можно использовать для получения фазового сдвига, необходимого для ответного сигнала. Этот тип осцилляторов имеет превосходную силу частоты. Они также могут генерировать чистую синусоидальную волну на выходе, которую можно использовать для широкого диапазона нагрузок.
Для возникновения колебаний в цепи должен присутствовать полный фазовый сдвиг в 360 градусов. Усилитель производит фазовый сдвиг на 180 градусов, а фазовращатель RC производит еще один фазовый сдвиг на 180 градусов. Следовательно, достигается фазовый сдвиг на 360 градусов, что также равно нулю градусов.
RC-фазовый генератор с использованием BJT
Транзистор может использоваться в качестве активного элемента в усилительном каскаде схемы RC-фазового генератора. На приведенном ниже рисунке показана схема RC-генератора, в которой транзистор используется в качестве активного элемента.
RC Генератор фазового сдвига на биполярном транзисторе
Активная область транзистора образована резисторами R1, R2, RC, RE и напряжением питания Vcc.
В схеме используется блокировочный конденсатор CE. Все три секции RC идентичны. Сопротивление, создаваемое на последнем участке цепи, равно R’=R-hie. Здесь «hie» — это входное сопротивление, которое добавляется к R’, так что чистое сопротивление цепи становится R.
Резисторы смещения, такие как R1 и R2, имеют очень большое значение и, следовательно, не влияют на работу переменного тока. Кроме того, комбинация RE-CE обеспечивает пренебрежимо малый импеданс цепи и не влияет на работу переменного тока. При подаче питания на схему шумовое напряжение начнет колебания. Базовый ток способен производить ток со сдвигом фазы на 180 градусов.
Когда этот сигнал снова подается в качестве обратной связи на вход усилителя, сигнал снова будет сдвинут по фазе на 180 градусов. Когда игра петли станет равной единице, тогда в цепи будут возникать незатухающие колебания.
Частота колебаний определяется по формуле:
f = 1/ (2 π R C √ ((4Rc / R) + 6))
Если Rc/R << 1, то
f = 1/ (2 π R C √ 6)
Для незатухающих колебаний выполняется условие: осциллятор со сдвигом фаз, который имеет R = Rc , значение ‘ hfe’ должно быть 56 для достижения устойчивых колебаний.
Из приведенных выше уравнений видно, что если мы хотим изменить частоту колебаний, необходимо изменить значения «R» и «C».
RC-генератор на операционном усилителе
RC-генераторы на операционных усилителях используются чаще, чем генераторы на транзисторах. Генератор RC Phase Shift состоит из операционного усилителя в качестве усилительного каскада. Он также имеет три каскадные RC-цепи, которые образуют цепь обратной связи. На рисунке ниже показана схема RC-генератора с использованием операционного усилителя.
RC-генератор на ОУ
Операционный усилитель используется в инвертирующем режиме, выходной сигнал сдвинут по фазе на 180 градусов относительно входного сигнала. Дополнительный фазовый сдвиг на 180 градусов получается из-за цепи обратной связи RC. Следовательно, все условия выполнены и возникает колебание. Коэффициент усиления операционного усилителя можно регулировать с помощью резисторов R1 и R2. Для достижения требуемых колебаний нам придется настроить усиление таким образом, чтобы произведение усиления обратной связи и усиления ОУ всегда было немного больше 1,9.
Частота колебаний определяется как:
1/ (2 π r c √ 6)
Состояние колебаний: A ≥ 29 следующий.
- RC-генераторы могут использоваться для генерации сигналов с огромным диапазоном частот.
- Они широко используются в синтезаторе голоса и музыкальных инструментах.
- также используются в устройствах GPS.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше Осцилляторы MCQ
Часто задаваемые вопросы
1). Какова основная функция RC-осцилляторов?
Основной функцией RC-генераторов является генерация огромного диапазона частот.
2). Какая обратная связь используется в генераторе с фазовым сдвигом RC?
В генераторах фазового сдвига RC используется цепь положительной обратной связи.
3). Каковы преимущества RC-генераторов перед LC-генераторами?
Схема RC-генератора проста в проектировании и способна формировать синусоидальную форму волны.
