RC Osilatör nedir?
Bir RC osilatörü sinüs dalgası oluşturmak için doğrusal elektrik bileşenleri kullanır. Yüksek frekanslarda osilatörler ayarlanmış LC devreleri gibi çalışır, ancak düşük frekanslarda elektrik devresindeki kapasitörler ve indüktörler oldukça büyük olacaktır. Bu osilatör düşük frekans bazlı uygulamalar için tercih edilir. RC osilatörü, bir geri besleme devresiyle birlikte bir amplifikatörden oluşur. Faz kayması olarak bilinen geri bildirim, dirençler ve kapasitörler kullanılarak oluşturulabilir.
Çalışma prensibi
RC osilatör devresi, ihtiyaç duyduğu yanıt sinyalinin faz kaymasını sağlamak için RC ağını kullanır. Bu osilatörler çok çeşitli yükler için temiz sinüs dalgası üretir ve yüksek frekansa sahiptir.
Bir transistör kullanan temel RC osilatörü aşağıda gösterilmiştir. Bu devredeki transistör, amplifikasyon aşamasının aktif bir elemanıdır. Besleme gerilimi V cc ve dirençler R 1 , R 2 , RC ve R VE Transistörün aktif bölgesinin DC çalışma noktasını tanımlar.
C VE Yukarıdaki devrede bir bypass kapasitörü görevi görür. Burada RC segmentlerinin üçü eşdeğerdir ve R' = R – hie, bölümün son direncini temsil eder. 'Hie', transistörün direncini temsil eder, dolayısıyla devrenin genel ağ direnci 'R'dir.
R 1 ve R 2 dirençler devrenin çalışmasını etkilemez. R'den temin edilebilen minimum empedans değeri VE -C VE kombinasyonunun AC işlemi üzerinde de minimum etkisi vardır.
Gürültü voltajı, güç uygulandığında devrenin salınmasına neden olur. Küçük bir taban akımına sahip bir amplifikatör, transistörlü amplifikatörde 180 derecelik faz kaydırma akımları oluşturur. Bu sinyal amplifikatörün girişlerine yanıt verdiğinde tekrar 180 derece faz kaydırılacaktır. Birlik kazanımı için salınımlar devam edecek.
Analog bir AC devresi kullanmak devreyi basitleştirir ve salınım frekansını verir:
Eğer R C /R<<1;
Yukarıdaki denklemlerden kapasitör ve direnç değerlerinin değiştirilmesi salınım frekansını değiştirir.
İşlemsel Yükselteçli RC Osilatör
Aşağıdaki şekilde işlemsel amplifikatöre sahip bir osilatör ve geri besleme devreleri olarak kullanılan üç RC kademeli devre gösterilmektedir.
Bu op-amp evirici olduğundan çıkış sinyali, evirici terminaldeki giriş sinyalinden 180 derecedir. RC geri besleme ağı, 180 derecelik faz kayması ekleyerek salınımlara neden olur.
R gibi dirençler F ve R 1 İşlemsel yükseltecin kazancını ayarlayabilir. Kazanımı, istenen salınımları elde etmek için geri besleme ağının kazancı ve op-amp'in kazancı 1'den biraz büyük olacak şekilde ayarlayın.
1'den büyük bir devre kazancı, eğer op amp'in kazancı 29'dan büyükse o devreyi osilatör yapar. Salınım frekansı aşağıdaki denklem kullanılarak elde edilebilir:
Salınım durumu A ≥ 29 ile sağlanabilir. Yükselteç kazancı, R'yi kontrol eden devrede salınımlar meydana gelecek şekilde ayarlanabilir. 1 ve R F .
RC Osilatör Devresi Nasıl Kurulur?
5kHz'lik salınım frekansı için, 2,5nF'lik geri besleme kapasitörlerine sahip üç aşamalı bir RC osilatör devresi tasarlayın. Son RC osilatörünü çizin. RC osilatörünün frekans çıkışı şu şekilde verilir:
Op-amp konfigürasyonunda geri besleme direncini hesaplamak için:
Salınımları sürdürmek için standart op-amp kazancı 29'dur:
RC Osilatör Devresi aşağıdaki gibi olacaktır:
Çözüm
RC osilatörlerinde frekans, kapasitörler veya dirençler kullanılarak değiştirilebilir. Ancak kapasitörler ihtiyaca göre ayarlanırken dirençler sabit tutulur. Müzik aletleri, ses frekans üreteçleri ve senkron alıcılar için osilatörler olarak kullanılırlar.