Осцилатор Рц фазног помака помоћу оп

Фаза СХИФТ осцилатор је осцилатор коло која се бави производњом сине ваве излаз. Може бити дизајниран коришћењем транзистора или употребом Оп-појачала као инвертујућег појачала. Генерално се ови осцилатори са фазним помаком користе као аудио осцилатори. У РЦ осцилатору фазног помака, фазни помак од 180 степени генерише РЦ мрежа, а додатних 180 степени генерише Оп-појачало, па се резултујући талас обрће за 360 степени.

Осим што генеришу излаз синусног таласа, они се такође користе за пружање значајне контроле над процесом померања фаза. Остале употребе осцилатора са фазним помаком су:

1. У аудио осцилаторима
2. Претварач синусног таласа
3. Синтеза гласа
4. ГПС јединице
5. Музички инструменти.

Пре него што започнемо са дизајнирањем РЦ осцилатора фазног помака, Хајде да сазнамо више о њему фазног и фазног померања.

Шта је фазно и фазно померање?

Фаза је период циклуса синусног таласа у референци од 360 степени. Комплетни циклус је дефинисан као интервал потребан да таласни облик врати своју произвољну почетну вредност. Фаза се означава као шиљаста позиција у овом циклусу таласног облика. Ако видимо синусоидни талас, лако можемо идентификовати фазу.

На горњој слици приказан је комплетни таласни циклус. Почетна почетна тачка синусоидног таласа је у фази 0 степени и ако идентификујемо сваки позитиван и негативан врх и 0 тачака, добићемо фазу од 90, 180, 270, 360 степени. Дакле, када синусоидни сигнал започне путовање које није референца од 0 степени, ми га називамо фазним помаком који се разликује од референтног за 0 степени.

Ако видимо следећу слику, идентификоваћемо како синусоидни талас померан фазом слично…

На овој слици су представљена два синусоидна сигнална таласа наизменичне струје, први зелени синусоидни талас је у фази од 360 степени, а црвени који је за 90 степени померен из фазе зеленог сигнала.

Ово померање фаза може се извршити помоћу једноставне РЦ мреже.

РЦ осцилатор померања фазе

Једноставни РЦ осцилатор фазног помака пружа минимални фазни помак од 60 степени.

Изнад слике је приказана једнополна РЦ мрежа са померањем фазе или коло лествице које померају фазу улазног сигнала за 60 степени или мање.

У идеалном случају, фазни помак излазног таласа РЦ кола требао би бити 90 степени, али у пракси је приближно. 60 степени, јер кондензатор није идеалан. Формула за израчунавање фазног угла РЦ мреже наведена је у наставку:

φ = тан ^-1 (Ксц / Р)

Где је Ксц реактанција кондензатора, а Р отпорник повезан у РЦ мрежу.

Ако каскамо тамо РЦ мрежу, добићемо фазни помак од 180 степени.

Сада да бисмо креирали осцилације и излаз синусног таласа потребна нам је активна компонента, било транзистор или оп-појачало у инвертираној конфигурацији.

Ако желите да сазнате више о осцилатору РЦ фазног померања, следите везу

Зашто користити Оп-појачало за РЦ осцилатор фазног померања уместо транзистора?

Постоје нека ограничења у коришћењу транзистора за изградњу осцилатора фазног померања РЦ:

1. Стабилан је само за ниске фреквенције.
2. РЦ осцилатор фазног помака захтева додатна кола за стабилизацију амплитуде таласног облика.
3. Тачност фреквенције није савршена и није имуна на бучне сметње.
4. Ефекат негативног оптерећења. Због формирања каскаде, улазна импеданса другог пола мења својства отпора отпорника првог полног филтера. Што су се филтри више каскадирали, ситуација се погоршава јер ће утицати на тачност израчунате фреквенције осцилатора фазног помака.

Због слабљења на отпорнику и кондензатору, губици на сваком степену су повећани и укупни губици су приближно 1/29 од улазног сигнала.

Како се круг слаби у 1/29, морамо да надокнадимо губитак. Сазнајте више о њима у нашем претходном водичу.

РЦ фазни померајући осцилатор помоћу Оп-појачала

Када користимо оп-појачало за РЦ осцилатор фазног помака, он функционише као инвертујуће појачало. У почетку је улазни талас био у РЦ мрежи, због чега смо добили 180 степени фазног помака. И, овај излаз РЦ-а се доводи у инвертујући терминал оп-појачала.

Сада, као што знамо да ће оп-појачало произвести фазни помак од 180 степени када функционише као инвертујуће појачало. Дакле, добијамо фазни помак од 360 степени у излазном синусном таласу. Овај РЦ осцилатор фазног помака који користи оп-појачало пружа константну фреквенцију чак и под различитим условима оптерећења.

Компоненте потребне

• Оп-Амп ИЦ - ЛМ741
• Отпорник - (100к - 3нос, 10к - 2нос, 4.7к)
• Кондензатор - (100пФ - 3нос)
• Осцилоскоп

Кружни дијаграм

Симулација РЦ фазног осцилатора померања помоћу Оп-Амп-а

РЦ осцилатор фазног помака пружа тачан излаз синусног таласа. Као што видите на крају у симулационом видеу, поставили смо сонду осцилоскопа на четири степена кола.

Сонда за осцилоскоп	Таласни тип
Прво - А.	Улазни талас
Друго - Б.	Синусни талас са фазним помаком од 90 степени
Треће - Ц.	Синусни талас са фазним помаком од 180 степени
Четврти - Д.	Излазни талас (синусни талас) са померањем фазе од 360 степени

Овде мрежа за повратне информације нуди фазни помак од 180 степени. Добијамо по 60 степени од сваке РЦ мреже. И, преостали фазни помак од 180 степени генерише опцијско појачало у инвертујућој конфигурацији.

За израчунавање фреквенције осциловања користите доњу формулу:

Ф = 1 / 2πРЦ√2Н

Недостатак РЦ осцилатора фазног помака који користи оп-појачало је тај што се не може користити за високофреквентне апликације. Јер кад год је фреквенција превисока реактанција кондензатора је врло мала и делује као кратки спој.