An dao động là một thiết bị điện tử cung cấp độ ổn định tần số tốt cũng như dạng sóng bằng cách sử dụng các phần tử điện trở và điện dung. Các bộ dao động này được đặt tên là dao động dịch pha hoặc bộ dao động RC. Loại dao động này bao gồm các lợi ích bổ sung có thể được sử dụng ở tần số cực thấp. Trong một dao động dịch pha, 1800của pha có thể đạt được bằng cách sử dụng mạch chuyển pha thay vì ghép điện dung hoặc cảm ứng. Thêm 1800của pha có thể được giới thiệu vì các đặc tính của bóng bán dẫn. Do đó năng lượng được cung cấp trở lại theo hướng của mạch bể có thể là một pha chính xác. Bài viết này trình bày tổng quan về bộ dao động dịch pha RC là gì, nguyên lý làm việc, sơ đồ mạch sử dụng op-amp và BJT và các ứng dụng của nó.
Bộ tạo dao động RC là gì?
Bộ tạo dao động RC là một bộ dao động hình sin được sử dụng để tạo ra sóng sin như một đầu ra với sự trợ giúp của tuyến tính Linh kiện điện tử . Bộ dao động giống như mạch LC được điều chỉnh hoạt động ở tần số cao, tuy nhiên ở tần số thấp, các tụ điện và cuộn cảm trong mạch bình, nếu không thì mạch thời gian sẽ có kích thước cực kỳ lớn.
Do đó, bộ dao động này thích hợp hơn trong các ứng dụng tần số thấp. Bộ dao động này bao gồm một mạng phản hồi và một bộ khuếch đại . Phản hồi n / w còn được gọi là sự dịch chuyển pha n / w có thể được thiết kế với điện trở và tụ điện. Chúng có thể được sắp xếp dưới dạng một cái thang. Vì vậy, đây là lý do để gọi bộ dao động này là bộ dao động kiểu bậc thang.
Chúng ta hãy nói về mạch dao động RC có thể được sử dụng trong mạng phản hồi trước để hiểu hoạt động của bộ dao động này.
Nguyên lý làm việc của bộ tạo dao động RC
Nguyên tắc hoạt động của bộ dao động RC là một mạch sử dụng mạng RC để cung cấp sự dịch chuyển pha cần thiết của tín hiệu đáp ứng. Các bộ dao động này có cường độ tần số vượt trội cũng như chúng có thể tạo ra một sóng hình sin thuần túy được sử dụng cho nhiều loại tải.
Bộ dao động dịch chuyển pha RC sử dụng BJT
Bộ dao động dịch pha RC sử dụng BJT được hiển thị bên dưới. Bóng bán dẫn được sử dụng trong mạch này là một phần tử tích cực cho tầng khuếch đại. Điểm hoạt động của DC trong vùng hoạt động của bóng bán dẫn có thể được thiết lập bằng điện áp nguồn Vcc và các điện trở R1, R2, RC & RE.
RC-dao động-sử dụng-BJT
Tụ điện CE là tụ điện rẽ nhánh. Ở đây, ba đoạn RC được coi là bằng nhau & điện trở trong đoạn cuối cùng có thể là R ’= R - hie.
'Hie' của bóng bán dẫn là điện trở đầu vào có thể được thêm vào R ', do đó, điện trở mạng được biết thông qua mạch là' R '.
R1 & R2 điện trở là các điện trở có xu hướng và những điện trở này là cao hơn và do đó không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch xoay chiều. Cũng vì trở kháng không đáng kể có thể truy cập được bằng sự kết hợp của RE - CE, cũng không có hậu quả nào đối với hoạt động AC.
Khi nguồn được cung cấp cho mạch, thì điện áp nhiễu bắt đầu dao động trong mạch. Ở bộ khuếch đại bóng bán dẫn, một bộ khuếch đại dòng cơ bản nhỏ tạo ra dòng điện có thể là 1800chuyển pha.
Bất cứ khi nào tín hiệu này phản hồi với đầu vào của bộ khuếch đại, thì một lần nữa nó sẽ bị lệch pha với 1800. Nếu độ lợi của vòng lặp tương đương với sự thống nhất thì các dao động tiếp tục sẽ được tạo ra.
Mạch có thể được đơn giản hóa bằng cách sử dụng một đoạn mạch xoay chiều tương đương, khi đó ta có thể nhận được tần số dao động như sau.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Khi Rc / R là<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
Trạng thái tiếp tục dao động,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Đối với một bộ dao động dịch pha RC sử dụng R = Rc, thì ‘hfe’ phải là 56 được sử dụng cho các dao động liên tục.
Từ các phương trình trên, để thay đổi tần số của dao động, các giá trị của tụ điện và điện trở phải được thay đổi.
Tuy nhiên, để thỏa mãn các điều kiện của dao động, các giá trị của ba đoạn phải được thay đổi đồng thời. Trong thực tế, điều này không thể thực hiện được do đó bộ dao động RC được sử dụng giống như bộ dao động tần số cố định được sử dụng cho mọi mục đích thực tế.
Bộ tạo dao động RC sử dụng Op-amp
Bộ khuếch đại hoạt động Bộ dao động RC là bộ dao động được sử dụng phổ biến, so với bộ dao động bóng bán dẫn. Bộ dao động loại này bao gồm một op-amp làm tầng khuếch đại và ba mạng xếp tầng RC làm mạch phản hồi như trong hình bên dưới.
RC-Oscillator-using-op-amp
Điều này op-amp được vận hành ở chế độ đảo ngược và do đó tín hiệu đầu ra của op-amp bị dịch chuyển 180 độ so với tín hiệu đầu vào xuất hiện ở đầu cuối đảo. Và một sự dịch chuyển pha thêm 180 độ được cung cấp bởi mạng phản hồi RC và do đó là điều kiện để thu được các dao động.
Độ lợi của bộ khuếch đại khác hoạt động khuếch đại có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng các điện trở như Rf & R1. Để có được các dao động cần thiết, độ lợi có thể được điều chỉnh sao cho sản phẩm của độ lợi mạng phản hồi và độ lợi op-amp có phần vượt trội hơn 1.
Mạch này hoạt động giống như một bộ dao động khi độ lợi của vòng lặp cao hơn ‘1’ nếu bộ khuếch đại hoạt động cung cấp độ lợi cao hơn 29.
Tần số dao động có thể được suy ra theo phương trình sau
1 / (2πRC√ 6)
Điều kiện dao động có thể cho là A ≥ 29.
Giá trị khuếch đại của bộ khuếch đại có thể nhận được để dao động xảy ra trong mạch bằng cách điều hòa R1 & Rf.
Ứng dụng bộ tạo dao động RC
Các ứng dụng của bộ dao động này bao gồm những điều sau đây.
- Bộ tạo dao động RC được sử dụng trong các ứng dụng tần số thấp.
- Các ứng dụng của các bộ dao động này chủ yếu bao gồm tổng hợp giọng nói, nhạc cụ và đơn vị GPS khi chúng hoạt động ở tất cả các tần số âm thanh.
Vì vậy, đây là tất cả về Bộ dao động RC và tần số của bộ dao động này có thể được thay đổi bằng tụ điện hoặc điện trở. Nhưng, nói chung, các điện trở được dự trữ ổn định trong khi các tụ điện được điều chỉnh. Sau đó, bằng cách đánh giá các bộ dao động sử dụng bộ dao động LC, chúng ta có thể lưu ý rằng số lượng thành phần sử dụng càng sớm càng nhiều hơn so với lần cuối cùng. Do đó, tần số o / p được tạo ra từ các bộ dao động này có thể dịch chuyển ra xa giá trị đo một chút so với các bộ dao động LC. Tuy nhiên, chúng được sử dụng giống như bộ tạo dao động cục bộ được sử dụng cho các nhạc cụ, máy thu đồng bộ và máy phát tần số âm thanh. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, ưu nhược điểm của RC dao động là gì?
