Un oscilador es un dispositivo electrónico que proporciona una buena estabilidad de frecuencia y forma de onda mediante el uso de elementos resistivos y capacitivos. Estos osciladores se denominan oscilador de cambio de fase o oscilador RC. Este tipo de oscilador incluye beneficios adicionales que se pueden utilizar a frecuencias extremadamente bajas. En un oscilador de cambio de fase, 1800de fase se puede lograr utilizando un circuito de cambio de fase en lugar de un acoplamiento capacitivo o inductivo. 180 adicionales0de fase se puede introducir debido a las propiedades del transistor. Por lo tanto, la energía que se devuelve en la dirección del circuito del tanque puede ser una fase exacta. Este artículo analiza una descripción general de lo que es el oscilador de cambio de fase RC, el principio de funcionamiento, el diagrama de circuito que utiliza amplificador operacional y BJT y sus aplicaciones.
¿Qué es el oscilador RC?
Un oscilador RC es un oscilador sinusoidal que se utiliza para generar una onda sinusoidal como salida con la ayuda de lineal componentes electrónicos . El oscilador como los circuitos LC sintonizados funciona a altas frecuencias, sin embargo, a bajas frecuencias, los condensadores e inductores en un circuito de tanque, de lo contrario, el circuito de tiempo sería de un tamaño extremadamente grande.
Por tanto, este oscilador es más apropiado en aplicaciones de baja frecuencia. Este oscilador incluye una red de retroalimentación y un amplificador . La retroalimentación n / w también se denomina cambio de fase n / w que puede diseñarse con resistencias y condensadores. Estos pueden disponerse en forma de escalera. Entonces, esta es la razón para llamar a este oscilador como un oscilador de tipo escalera.
Hablemos del circuito del oscilador RC que se puede utilizar dentro de la red de retroalimentación antes de comprender el funcionamiento de este oscilador.
Principio de funcionamiento del oscilador RC
El principio de funcionamiento del oscilador RC es un circuito que utiliza la red RC para dar el cambio de fase que es necesario para la señal de respuesta. Estos osciladores tienen una fuerza de frecuencia excepcional y pueden dar paso a una onda sinusoidal pura utilizada para una amplia gama de cargas.
Oscilador de cambio de fase RC usando BJT
El oscilador de cambio de fase RC usando BJT se muestra a continuación. El transistor utilizado en este circuito es un elemento activo para la etapa del amplificador. El punto de funcionamiento de CC dentro del área activa del transistor se puede configurar mediante la tensión de alimentación Vcc y las resistencias R1, R2, RC y RE.
RC-oscilador-usando-BJT
El condensador CE es un condensador de derivación. Aquí, los tres segmentos RC se toman como iguales y la resistencia dentro de la sección final puede ser R ’= R - hie.
El 'hie' del transistor es la resistencia de entrada que se puede agregar a R ', por lo tanto, la resistencia de la red que se conoce a través del circuito es' R '.
El R1 y R2 resistencias son resistencias de polarización y son superiores y, por lo tanto, no tienen consecuencias en el funcionamiento del circuito de CA. Además, debido a la insignificante impedancia accesible por la combinación de RE - CE, tampoco hay consecuencias sobre el funcionamiento de CA.
A medida que se suministra energía al circuito, el voltaje de ruido comienza las oscilaciones dentro del circuito. En el amplificador de transistor, un pequeño amplificador de corriente de base genera una corriente que puede ser 1800cambio de fase.
Siempre que esta señal en la respuesta a la entrada del amplificador, entonces nuevamente será desfasada con 1800. Si la ganancia del bucle es equivalente a la unidad, se generarán oscilaciones continuas.
El circuito se puede simplificar utilizando un circuito de CA equivalente, y luego podemos obtener la frecuencia de oscilaciones como la siguiente.
f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))
Cuando Rc / R es<< 1, then
f = 1 / (2πRC√ 6)
El estado de oscilaciones continuas,
hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)
Para un oscilador de cambio de fase RC que usa R = Rc, entonces debe usarse 'hfe' para oscilaciones continuas.
De las ecuaciones anteriores, para alterar la frecuencia de oscilación, los valores del condensador y la resistencia deben cambiarse.
Sin embargo, para satisfacer las condiciones de oscilación, los valores de los tres segmentos deben modificarse al mismo tiempo. En la práctica, esto no puede ser posible, por lo que el oscilador RC se utiliza como un oscilador de frecuencia fija utilizado para todos los propósitos prácticos.
Oscilador RC usando amplificador operacional
Los osciladores RC de amplificador operacional son osciladores de uso común, en comparación con los osciladores transistorizados. Este tipo de oscilador consta de un amplificador operacional como etapa de amplificación y tres redes en cascada RC como circuito de retroalimentación, como se muestra en la siguiente figura.
RC-oscilador-usando-amplificador-operacional
Esta amplificador operacional funciona en modo inversor y, por lo tanto, la señal de salida del amplificador operacional se desplaza 180 grados a la señal de entrada que apareció en el terminal inversor. Y la red de retroalimentación RC proporciona un cambio de fase adicional de 180 grados y, por lo tanto, la condición para obtener las oscilaciones.
De lo contrario, la ganancia del amplificador amplificador operacional se puede regular mediante resistencias como Rf y R1. Para obtener las oscilaciones necesarias, la ganancia se puede ajustar para que el producto de la ganancia de la red de retroalimentación y la ganancia del amplificador operacional sea algo superior a 1.
Este circuito funciona como un oscilador cuando la ganancia del bucle es superior a '1' si el amplificador operacional ofrece una ganancia superior a 29.
La frecuencia de las oscilaciones se puede derivar mediante la siguiente ecuación
1/ (2πRC√ 6)
La condición de oscilaciones se puede dar con A ≥ 29.
El valor de ganancia del amplificador se puede obtener de modo que las oscilaciones tengan lugar dentro del circuito regulando R1 y Rf.
Aplicaciones del oscilador RC
Las aplicaciones de este oscilador incluyen las siguientes.
- Los osciladores RC se utilizan en aplicaciones de baja frecuencia.
- Las aplicaciones de estos osciladores incluyen principalmente síntesis de voz, instrumentos musicales y unidades GPS, ya que funcionan en todas las frecuencias de audio.
Por lo tanto, se trata de Oscilador RC y la frecuencia de este oscilador se puede cambiar con los condensadores o las resistencias. Pero, por lo general, las resistencias se reservan de manera constante mientras que los condensadores están sintonizados. Después de eso, al evaluar los osciladores usando osciladores LC, podemos notar que el primero usa el número de componentes que el anterior. Por lo tanto, la frecuencia o / p que se genera a partir de estos osciladores puede alejarse mucho del valor medido ligeramente que los osciladores LC. Sin embargo, se emplean como osciladores locales utilizados para instrumentos musicales, receptores síncronos y generadores de frecuencia de audio. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las ventajas y desventajas del oscilador RC?
