Mi az RC oszcillátor?
Az RC oszcillátor lineáris elektromos alkatrészeket használ szinuszhullám létrehozására. Magas frekvenciákon az oszcillátorok úgy működnek, mint a hangolt LC áramkörök, de alacsony frekvenciákon az elektromos áramkörben lévő kondenzátorok és induktorok meglehetősen nagyok lennének. Ez az oszcillátor előnyösebb alacsony frekvenciájú alkalmazásokhoz. Az RC oszcillátor egy erősítőt és egy visszacsatoló áramkört tartalmaz. A fáziseltolás néven ismert visszacsatolás ellenállások és kondenzátorok segítségével hozható létre.
Működési elv
Az RC oszcillátor áramkör az RC hálózatot használja a szükséges válaszjel fáziseltolásának biztosítására. Ezek az oszcillátorok tiszta szinuszhullámot állítanak elő a legkülönbözőbb terhelésekhez, és magas frekvenciájúak.
A tranzisztort használó alapvető RC oszcillátor az alábbiakban látható. Ebben az áramkörben a tranzisztor az erősítő fokozat aktív eleme. A tápfeszültség V cc és R ellenállások 1 , R 2 , RC és R ÉS határozza meg a tranzisztor aktív tartományának egyenáramú működési pontját.
C ÉS a fenti áramkörben bypass kondenzátorként működik. Itt az RC szegmensek közül három egyenértékű és R’ = R – hie a szakasz végső ellenállását jelenti. A „hie” a tranzisztor ellenállását jelenti, tehát az áramkör teljes hálózati ellenállása „R”.
R 1 és R 2 ellenállások nem befolyásolják az áramkör működését. Az R-ből elérhető minimális impedanciaérték ÉS -C ÉS kombináció minimális hatással van a váltakozó áramú működésre.
A zajfeszültség hatására az áramkör oszcillál, amikor tápfeszültséget kap. Egy kis alapáramú erősítő 180 fokos fáziseltolási áramokat hoz létre a tranzisztoros erősítőben. Ez a jel ismét 180 fokkal fáziseltolásra kerül, amikor az erősítő bemeneteire reagál. Az egységszerzés érdekében az oszcillációk folytatódnak.
Az analóg AC áramkör használata leegyszerűsíti az áramkört, és megadja az oszcillációs frekvenciát:
Ha R c /R <<1;
A fenti egyenletekből a kondenzátor és az ellenállás értékének megváltoztatása megváltoztatja az oszcillációs frekvenciát.
RC oszcillátor műveleti erősítővel
Az alábbi ábra egy oszcillátort mutat be műveleti erősítővel és három, visszacsatoló áramkörként használt RC kaszkád áramkörrel.
Mivel ez a műveleti erősítő invertáló, a kimeneti jele 180 fokkal van az invertáló terminál bemeneti jelétől. Az RC visszacsatoló hálózat 180 fokos fáziseltolást ad, ami rezgéseket okoz.
Az olyan ellenállások, mint az R f és R 1 beállíthatja a műveleti erősítő erősítését. Állítsa be az erősítést úgy, hogy a visszacsatoló hálózat és a műveleti erősítő erősítése valamivel nagyobb legyen 1-nél a kívánt rezgések eléréséhez.
Az 1-nél nagyobb áramköri erősítés az áramkört oszcillátorrá teszi, ha a műveleti erősítő 29-nél nagyobb erősítéssel rendelkezik. Az oszcillációs frekvencia a következő egyenlettel határozható meg:
Az oszcilláció feltétele A ≥ 29 értékkel biztosítható. Az erősítő erősítése úgy állítható, hogy a rezgések az R-t vezérlő áramkörön belül történjenek 1 és R f .
Hogyan építsünk RC oszcillátor áramkört?
Az 5 kHz-es rezgési frekvenciához tervezzen egy háromfokozatú RC oszcillátor áramkört 2,5 nF visszacsatoló kondenzátorokkal. Rajzolja meg a végső RC oszcillátort. Az RC oszcillátor frekvenciakimenetét a következő képlet adja meg:
A visszacsatoló ellenállás kiszámításához op-amp konfigurációban:
Az oszcilláció fenntartására szolgáló szabványos műveleti erősítés 29:
Az RC oszcillátor áramköre a következő:
Következtetés
Az RC oszcillátorokban a frekvencia kondenzátorok vagy ellenállások segítségével változtatható. Az ellenállásokat azonban rögzítetten tartják, míg a kondenzátorokat a követelményeknek megfelelően állítják be. Hangszerek oszcillátoraként, hangfrekvencia-generátorként és szinkron vevőkészülékként használják.