위상 편이 오실레이터는 사인파 출력을 생성하는 데 사용되는 선형 오실레이터의 한 종류로 정의 할 수 있습니다. 그것은 다음과 같은 반전 증폭기 구성 요소로 구성됩니다. 연산 증폭기 그렇지 않으면 트랜지스터 . 이 증폭기의 출력은 위상 이동 네트워크의 도움으로 입력으로 제공 될 수 있습니다. 이 네트워크는 래더 네트워크 형태의 커패시터뿐만 아니라 저항으로 구축 할 수 있습니다. 증폭기의 위상은 긍정적 인 응답을 제공하기 위해 피드백 네트워크를 사용하여 발진 주파수에서 1800으로 이동할 수 있습니다. 이들 발진기의 유형 오디오 주파수에서 오디오 발진기로 자주 사용됩니다. 이 기사에서는 RC 위상 편이 오실레이터에 대한 개요를 설명합니다.
RC 위상 편이 발진기 란?
RC 위상 편이 발진기 회로는 저항뿐만 아니라 축전기 . 이 회로는 피드백 신호와 함께 필요한 위상 편이를 제공합니다. 주파수 강도가 뛰어나며 광범위한 부하에 대해 깨끗한 사인파를 제공 할 수 있습니다. 가급적 쉬운 RC 네트워크는 입력을 90으로 지시하는 o / p를 포함 할 것으로 예상 할 수 있습니다.또는.
RC 위상 편이 발진기 회로 다이어그램
그러나 실제로는 회로에 사용되는 커패시터가 완벽 할 수 없기 때문에 위상 변화가 이보다 낮습니다. 정확히 RC 네트워크의 위상 각은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
Ф = 그래서-1Xc / R
위의 위상 각 표현식에서 XC는 1 / (2πfC)가 될 수 있으며 저항 및 커패시터 리액턴스입니다. 이러한 종류의 네트워크는 발진기에서 명확한 위상 편이를 제공합니다.
RC 위상 편이 발진기의 구현 및 작동은 연산 증폭기를 사용하는 RC 위상 편이 발진기, BJT를 사용하는 RC 위상 편이 발진기, RC 위상 편이 발진기의 세 가지 방법을 사용하여 수행 할 수 있습니다. FET 사용 . 이 개념을 더 잘 이해하기 위해 다음 방법을 설명하겠습니다.
BJT를 사용한 RC 위상 편이 발진기 회로 다이어그램
다음 RC 위상 편이 발진기 회로 BJT를 사용하여 계단식 3-RC 위상 편이 네트워크를 구축 할 수 있습니다.0위상 편이. 회로에서 콜렉터 저항으로 알려진 RC는 트랜지스터의 콜렉터 전류를 차단합니다.
R & R1과 같은 트랜지스터에 가까운 저항은 RE (에미 터 저항)가 강도를 개발함에 따라 전압 분배기 회로를 형성 할 수 있습니다. 그 후 두 개의 커패시터, 즉 Co & CE, 여기서 Co는 o / p DC 디커플링 커패시터이고 CE는 이에 상응하는 에미 터 바이 패스 커패시터입니다. 또한이 회로는 피드백 경로 내에서 사용되는 3-RC 네트워크도 보여줍니다.
BJT를 사용하는 RC 위상 편이 발진기 회로
이 연결로 인해 o / p 파형이 o / p 단자에서 트랜지스터의 기본 단자로 이동하는 동안 180o로 이동합니다. 그 후,이 신호는 입력과 출력 사이의 위상차가 180o가 될 수 있다는 사실 때문에 네트워크 내의 트랜지스터의 도움으로 180o로 한 번 더 이동할 수 있습니다. 공통 이미 터 (CE) 구성. 이렇게하면 360도까지 네트워크 위상 불일치가 생성되고 위상 불일치 조건을 충족합니다.
위상차 상태를 만족시키는 또 다른 방법은 4-RC 네트워크를 사용하는 것으로 각각 450 개의 위상 편이를 제공합니다. 따라서 RC 위상 편이 발진기는 RC 네트워크의 수가 불균형하기 때문에 다른 방식으로 설계됩니다. 그러나 스테이지 수를 늘리면 회로의 주파수 강도가 높아져 부하 효과로 인해 오실레이터의 o / p 주파수에도 불리하게 영향을 미칩니다.
RC 위상 편이 발진기의 주파수
RC 위상 편이 발진기 유도의 주파수에 대한 일반 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
f = 1 / 2πRC√2N
어디,
R은 저항 (옴)
C는 커패시턴스입니다.
N은 아니오입니다. RC 네트워크의
위의 주파수 공식은 고역 통과 필터 (HPF) 관련 디자인, 또한 사용할 수 있습니다 LPF (로우 패스 필터) . 이 경우 더 높은 공식은 오실레이터 주파수를 계산하는 데 사용할 수 없으며 다른 공식을 적용 할 수 있습니다.
발진기 주파수 f = √N / 2πRC
어디,
R은 저항 (옴)
C는 커패시턴스입니다.
N은 아니오입니다. RC 네트워크의
RC 위상 편이 발진기의 장점
이 위상 편이 발진기의 장점은 다음과 같습니다.
- 발진기 회로 설계는 기본 구성 요소 커패시터뿐만 아니라 저항처럼.
- 이 회로는 비싸지 않으며 뛰어난 주파수 안정성을 제공합니다.
- 이들은 주로 저주파에 적합합니다.
- 이 회로는 안정화 계획 및 부정적인 피드백이 필요하지 않기 때문에 Wein 브리지 오실레이터에 비해 더 간단합니다.
- 회로 출력은 다소 왜곡이없는 정현파입니다.
- 이 회로의 주파수 범위는 몇 Hz에서 수백 kHz까지입니다.
RC-Phase Shift Oscillator의 단점
이 위상 편이 발진기의 단점은 다음과 같습니다.
- 피드백이 적기 때문에이 회로의 출력이 작습니다.
- 적절하게 큰 피드백 전압을 개발하려면 12V 배터리가 필요합니다.
- 이 회로는 작은 피드백 때문에 발진을 생성하기가 어렵습니다.
- 이 회로의 주파수 안정성은 Wien 브리지 발진기와 비교할 때 좋지 않습니다.
RC 위상 편이 발진기 애플리케이션
이러한 유형의 위상 편이 발진기의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 이 위상 편이 발진기는 광범위한 주파수 범위에서 신호를 생성하는 데 사용됩니다. 그들은 악기에 사용되었습니다. GPS 장치 , 및 음성 합성.
- 이 위상 편이 오실레이터의 응용 분야에는 음성 합성, 악기 및 GPS 장치가 포함됩니다.
따라서 이것은 RC에 관한 모든 것입니다. 위상 편이 발진기 이론. 위의 정보에서 마지막으로 이러한 발진기가 주로 넓은 범위의 신호를 생성하는 데 사용된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 주파수 범위는 커패시터뿐만 아니라 저항을 사용하여 Hz-200Hz에서 변경할 수 있습니다. 여기에 질문이 있습니다. 위상 편이 오실레이터의 주요 기능은 무엇입니까?
