Un oscillatore è un dispositivo elettronico che fornisce una buona stabilità di frequenza e forma d'onda utilizzando elementi resistivi e capacitivi. Questi oscillatori sono denominati come oscillatore a sfasamento o oscillatore RC. Questo tipo di oscillatore include vantaggi aggiuntivi che possono essere utilizzati a frequenze estremamente basse. In un oscillatore a sfasamento, 1800di fase può essere ottenuto utilizzando un circuito di sfasamento piuttosto che un accoppiamento capacitivo o induttivo. Altri 1800di fase può essere introdotto a causa delle proprietà del transistor. Pertanto l'energia che viene restituita nella direzione del circuito del serbatoio può essere una fase esatta. Questo articolo discute una panoramica di cos'è l'oscillatore a sfasamento RC, il principio di funzionamento, lo schema del circuito che utilizza amplificatore operazionale e BJT e le sue applicazioni.
Cos'è l'oscillatore RC?
Un oscillatore RC è un oscillatore sinusoidale che viene utilizzato per generare un'onda sinusoidale come uscita con l'aiuto di lineare componenti elettronici . L'oscillatore come i circuiti LC sintonizzati funziona ad alte frequenze, tuttavia a basse frequenze, i condensatori e gli induttori in un circuito del serbatoio altrimenti il circuito del tempo sarebbe di dimensioni estremamente grandi.
Pertanto, questo oscillatore è più appropriato nelle applicazioni a bassa frequenza. Questo oscillatore include una rete di feedback e un amplificatore . Il feedback n / w è anche denominato sfasamento n / w che può essere progettato con resistori e condensatori. Questi possono essere organizzati sotto forma di una scala. Quindi questo è il motivo per chiamare questo oscillatore come un oscillatore di tipo ladder.
Parliamo del circuito dell'oscillatore RC che può essere utilizzato all'interno della rete di feedback prima di comprendere il funzionamento di questo oscillatore.
Principio di funzionamento dell'oscillatore RC
Il principio di funzionamento dell'oscillatore RC è un circuito che utilizza la rete RC per fornire lo sfasamento necessario al segnale di risposta. Questi oscillatori hanno un'eccezionale intensità di frequenza e possono cedere il passo a un'onda sinusoidale pura utilizzata per un'ampia gamma di carichi.
Oscillatore a spostamento di fase RC che utilizza BJT
L'oscillatore a spostamento di fase RC utilizzando BJT è mostrato sotto. Il transistor utilizzato in questo circuito è un elemento attivo per lo stadio amplificatore. Il punto di funzionamento della DC all'interno dell'area attiva del transistor può essere impostato dalla tensione di alimentazione Vcc e dalle resistenze R1, R2, RC e RE.
Oscillatore RC che utilizza BJT
Il condensatore CE è un condensatore di bypass. Qui, i tre segmenti RC sono considerati uguali e la resistenza all'interno della sezione finale può essere R ’= R - hie.
Il 'hie' del transistor è la resistenza di ingresso che può essere aggiunta a R ', quindi la resistenza di rete nota attraverso il circuito è' R '.
Gli R1 e R2 resistenze sono resistori di polarizzazione e questi sono superiori e quindi nessuna conseguenza sul funzionamento del circuito AC. Anche a causa di un'impedenza insignificante accessibile dalla combinazione RE - CE, non ci sono conseguenze anche sul funzionamento AC.
Quando l'alimentazione viene fornita al circuito, la tensione di rumore inizia le oscillazioni all'interno del circuito. All'amplificatore a transistor, un piccolo amplificatore di corrente di base genera una corrente che può essere 1800sfasato.
Ogni volta che questo segnale nella risposta all'ingresso dell'amplificatore, verrà nuovamente spostato di fase di 1800. Se il guadagno del loop è equivalente all'unità, verranno generate oscillazioni continue.
Il circuito può essere semplificato utilizzando un circuito CA equivalente, e quindi possiamo ottenere la frequenza delle oscillazioni come la seguente.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Quando Rc / R è<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Lo stato di continue oscillazioni,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Per un oscillatore a spostamento di fase RC che utilizza R = Rc, è necessario utilizzare 'hfe' per le oscillazioni continue.
Dalle equazioni precedenti, per alterare la frequenza dell'oscillazione, è necessario modificare i valori del condensatore e del resistore.
Tuttavia, per soddisfare le condizioni di oscillazione, i valori dei tre segmenti dovrebbero essere modificati contemporaneamente. In pratica, questo non può essere possibile, quindi l'oscillatore RC viene utilizzato come un oscillatore a frequenza fissa utilizzato per ogni scopo pratico.
Oscillatore RC con amplificatore operazionale
Gli oscillatori RC dell'amplificatore operazionale sono oscillatori comunemente usati, rispetto agli oscillatori transistorizzati. Questo tipo di oscillatore è costituito da un amplificatore operazionale come stadio amplificatore e tre reti in cascata RC come circuito di feedback come mostrato nella figura seguente.
Oscillatore RC che usa l'amplificatore operazionale
Questo amplificatore operazionale funziona in modalità invertente e quindi il segnale di uscita dell'amplificatore operazionale viene spostato di 180 gradi rispetto al segnale di ingresso apparso al terminale invertente. E un ulteriore sfasamento di 180 gradi è fornito dalla rete di feedback RC e quindi la condizione per ottenere le oscillazioni.
In caso contrario, il guadagno dell'amplificatore amplificatore operazionale può essere regolato utilizzando resistenze come Rf e R1. Per ottenere le oscillazioni necessarie, il guadagno può essere regolato in modo che il prodotto del guadagno della rete di feedback e del guadagno dell'amplificatore operazionale sia leggermente superiore a 1.
Questo circuito funziona come un oscillatore quando il guadagno del loop è superiore a '1' se l'amplificatore operazionale offre un guadagno superiore a 29.
La frequenza delle oscillazioni può essere derivata dalla seguente equazione
1 / (2πRC√ 6)
La condizione di oscillazioni può essere data con A ≥ 29.
Il valore di guadagno dell'amplificatore può essere ottenuto in modo che le oscillazioni avvengano all'interno del circuito regolando R1 & Rf.
Applicazioni dell'oscillatore RC
Le applicazioni di questo oscillatore includono quanto segue.
- Gli oscillatori RC vengono utilizzati nelle applicazioni a bassa frequenza.
- Le applicazioni di questi oscillatori includono principalmente sintesi vocale, strumenti musicali e unità GPS poiché si esibiscono a tutte le frequenze audio.
Quindi, si tratta di Oscillatore RC e la frequenza di questo oscillatore può essere modificata con i condensatori o le resistenze. Ma, generalmente, i resistori sono riservati in modo costante mentre i condensatori sono sintonizzati. Dopodiché, valutando gli oscillatori utilizzando oscillatori LC, possiamo notare che il precedente utilizza il numero di componenti rispetto all'ultimo. Pertanto, la frequenza o / p generata da questi oscillatori può allontanarsi molto dal valore misurato leggermente rispetto agli oscillatori LC. Tuttavia, sono impiegati come oscillatori locali usati per strumenti musicali, ricevitori sincroni e generatori di frequenze audio. Ecco una domanda per te, quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'oscillatore RC?
