ان مذبذب هو جهاز إلكتروني يوفر استقرارًا جيدًا للتردد بالإضافة إلى الشكل الموجي باستخدام عناصر مقاومة وسعوية. تتم تسمية هذه المذبذبات باسم مذبذب تحول الطور أو مذبذب RC. يتضمن هذا النوع من المذبذب مزايا إضافية يمكن استخدامها عند الترددات المنخفضة للغاية. في مذبذب إزاحة الطور ، 1800يمكن تحقيق الطور باستخدام دائرة إزاحة الطور بدلاً من اقتران سعوي أو حثي. 180 إضافي0يمكن إدخال الطور بسبب خصائص الترانزستور. لذلك ، يمكن أن تكون الطاقة التي يتم توفيرها مرة أخرى في اتجاه دائرة الخزان مرحلة دقيقة. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على مذبذب تحول الطور RC ، ومبدأ العمل ، ومخطط الدائرة باستخدام op-amp و BJT وتطبيقاتها.
ما هو RC Oscillator؟
مذبذب RC هو مذبذب جيبي يستخدم لتوليد موجة جيبية كمخرج بمساعدة الخطي مكونات الكترونية . يعمل المذبذب مثل دارات LC المضبوطة بترددات عالية ، ولكن عند الترددات المنخفضة ، فإن المكثفات والمحثات في دائرة الخزان ، وإلا ستكون الدائرة الزمنية كبيرة جدًا.
لذلك ، يعد هذا المذبذب أكثر ملاءمة في تطبيقات التردد المنخفض. يتضمن هذا المذبذب شبكة ردود الفعل و مكبر للصوت . يُطلق على التعليقات n / w أيضًا اسم تحول الطور n / w والذي يمكن تصميمه باستخدام مقاومات ومكثفات. يمكن ترتيبها على شكل سلم. لذلك هذا هو سبب تسمية هذا المذبذب كمذبذب من نوع السلم.
دعونا نتحدث عن دائرة مذبذب RC التي يمكن استخدامها داخل شبكة التغذية الراجعة قبل فهم عمل هذا المذبذب.
مبدأ عمل مذبذب RC
مبدأ عمل مذبذب RC عبارة عن دائرة تستخدم شبكة RC لإعطاء تغيير الطور الذي يعد ضروريًا بواسطة إشارة الاستجابة. تتمتع هذه المذبذبات بقوة تردد متميزة بالإضافة إلى أنها يمكن أن تفسح المجال لموجة جيبية نقية تستخدم لمجموعة واسعة من الأحمال.
مذبذب تحول الطور RC باستخدام BJT
مذبذب تحول الطور RC باستخدام BJT هو مبين أدناه. يعتبر الترانزستور المستخدم في هذه الدائرة عنصرًا نشطًا لمرحلة مكبر الصوت. يمكن إعداد نقطة تشغيل التيار المباشر داخل المنطقة النشطة من الترانزستور بواسطة جهد إمداد Vcc ومقاومات R1 و R2 و RC & RE.
RC- مذبذب باستخدام BJT
مكثف CE هو مكثف تجاوز. هنا ، يتم أخذ شرائح RC الثلاثة على قدم المساواة ويمكن أن تكون المقاومة داخل القسم الأخير R '= R - hie.
'hie' الترانزستور هو مقاومة المدخلات التي يمكن إضافتها إلى R '، وبالتالي فإن مقاومة الشبكة المعروفة من خلال الدائرة هي' R '.
R1 & R2 المقاومات هي مقاومات منحازة وهي متفوقة وبالتالي ليس لها أي تأثير على تشغيل دائرة التيار المتردد. أيضًا بسبب المعاوقة الضئيلة التي يمكن الوصول إليها من خلال توليفة RE - CE ، لا توجد أيضًا أي عواقب على تشغيل التيار المتردد.
عندما يتم توفير الطاقة للدائرة ، يبدأ جهد الضوضاء في التذبذبات داخل الدائرة. في مكبر الترانزستور ، يولد مضخم تيار أساسي صغير تيارًا يمكن أن يكون 1800تحولت المرحلة.
عندما تكون هذه الإشارة استجابة لمدخلات مكبر الصوت ، فسيتم تغيير طورها مرة أخرى بـ 1800. إذا كان كسب الحلقة يعادل الوحدة بعد أن يتم إنشاء التذبذبات المستمرة.
يمكن تبسيط الدائرة باستخدام دائرة تيار متردد مكافئة ، ومن ثم يمكننا الحصول على تردد التذبذبات كما يلي.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
عندما يكون Rc / R هو<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
حالة التذبذب المستمر ،
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
بالنسبة لمذبذب إزاحة الطور RC باستخدام R = Rc ، يجب أن يكون 'hfe' 56 مستخدمًا للتذبذبات المستمرة.
من المعادلات أعلاه ، لتغيير تردد التذبذب ، يجب تغيير قيم المكثف والمقاوم.
ومع ذلك ، لتلبية شروط التذبذب ، يجب تغيير قيم الأجزاء الثلاثة بشكل متزامن. من الناحية العملية ، لا يمكن أن يكون هذا ممكنًا ، وبالتالي يتم استخدام مذبذب RC مثل مذبذب التردد الثابت المستخدم لكل غرض عملي.
مذبذب RC باستخدام Op-amp
مضخم التشغيل RC مذبذبات شائعة الاستخدام ، مقارنة بالمذبذبات الترانزستور. يتكون هذا النوع من المذبذب من op-amp كمرحلة مكبر للصوت وثلاث شبكات متتالية RC كدائرة تغذية مرتدة كما هو موضح في الشكل أدناه.
RC مذبذب باستخدام المرجع أمبير
هذه مكبر العمليات يتم تشغيله في وضع الانعكاس ، وبالتالي يتم تحويل إشارة خرج المرجع أمبير بمقدار 180 درجة إلى إشارة الإدخال التي تظهر عند انعكاس الطرف. ويتم توفير تحول طور إضافي بمقدار 180 درجة من خلال شبكة التغذية المرتدة RC ، وبالتالي شرط الحصول على التذبذبات.
مكاسب مكبر للصوت خلاف ذلك مكبر تشغيلي يمكن تنظيمها باستخدام مقاومات مثل Rf & R1. للحصول على التذبذبات الضرورية ، يمكن ضبط الكسب بحيث يكون ناتج كسب شبكة التغذية المرتدة وكسب المرجع أمبير أعلى إلى حد ما من 1.
تعمل هذه الدائرة مثل مذبذب عندما يكون كسب الحلقة أعلى من '1' إذا كان مكبر التشغيل يوفر كسبًا أعلى من 29.
يمكن اشتقاق تردد التذبذب بالمعادلة التالية
1 / (2πRC√ 6)
يمكن إعطاء حالة التذبذبات بواسطة A ≥ 29.
يمكن الحصول على قيمة كسب مكبر الصوت بحيث تحدث التذبذبات داخل الدائرة عن طريق تنظيم R1 & Rf.
تطبيقات RC مذبذب
تشمل تطبيقات هذا المذبذب ما يلي.
- تستخدم مذبذبات RC في تطبيقات التردد المنخفض.
- تشمل تطبيقات هذه المذبذبات بشكل أساسي توليف الصوت والآلات الموسيقية ووحدات GPS لأنها تعمل على جميع الترددات الصوتية.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن مذبذب RC ويمكن تغيير تردد هذا المذبذب إما بالمكثفات أو المقاومات. ولكن ، بشكل عام ، يتم حجز المقاومات بثبات بينما يتم ضبط المكثفات. بعد ذلك ، من خلال تقييم المذبذبات باستخدام مذبذبات LC ، يمكننا ملاحظة أن الأقدم يستخدم عددًا من المكونات عن آخرها. لذلك ، فإن تردد o / p الذي يتم إنشاؤه من هذه المذبذبات يمكن أن يبتعد كثيرًا عن القيمة المقاسة قليلاً من مذبذبات LC. ومع ذلك ، فهي تستخدم مثل المذبذبات المحلية المستخدمة في الآلات الموسيقية ، وأجهزة الاستقبال المتزامنة ، ومولدات التردد الصوتي. إليك سؤال لك ما هي مزايا وعيوب مذبذب RC؟
