Funcionamento do oscilador RC e suas aplicações

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A oscilador é um dispositivo eletrônico que fornece boa estabilidade de frequência, bem como forma de onda, usando elementos resistivos e capacitivos. Esses osciladores são nomeados como oscilador de mudança de fase ou oscilador RC. Este tipo de oscilador inclui benefícios adicionais que podem ser usados ​​em frequências extremamente baixas. Em um oscilador de deslocamento de fase, 1800de fase pode ser obtido usando um circuito de deslocamento de fase em vez de acoplamento capacitivo ou indutivo. 180 adicionais0de fase pode ser introduzido por causa das propriedades do transistor. Portanto, a energia que é fornecida de volta na direção do circuito tanque pode ser uma fase exata. Este artigo discute uma visão geral do que é oscilador de deslocamento de fase RC, princípio de funcionamento, diagrama de circuito usando op-amp e BJT e suas aplicações.

O que é o oscilador RC?

Um oscilador RC é um oscilador senoidal que é usado para gerar uma onda senoidal como uma saída com a ajuda de componentes eletrônicos . O oscilador, como os circuitos LC sintonizados, funciona em altas frequências, porém em baixas frequências, os capacitores e indutores em um circuito tanque, caso contrário, o circuito de tempo seria de tamanho extremamente grande.




Portanto, este oscilador é mais adequado em aplicações de baixa frequência. Este oscilador inclui uma rede de feedback e um amplificador . O feedback n / w também é denominado como uma mudança de fase n / w que pode ser projetada com resistores e capacitores. Estes podem ser dispostos em forma de escada. Portanto, esta é a razão para chamar este oscilador de oscilador do tipo escada.

Vamos falar sobre o circuito do oscilador RC que pode ser usado dentro da rede de feedback antes de entender o funcionamento deste oscilador.



Princípio de funcionamento do oscilador RC

O princípio de funcionamento do oscilador RC é um circuito que usa a rede RC para fornecer a mudança de fase necessária para o sinal de resposta. Esses osciladores têm força de frequência excepcional, bem como podem gerar uma onda senoidal pura usada para uma ampla gama de cargas.

Oscilador de mudança de fase RC usando BJT

O oscilador de deslocamento de fase RC usando BJT é mostrado abaixo. O transistor usado neste circuito é um elemento ativo para o estágio do amplificador. O ponto operacional de DC dentro da área ativa do transistor pode ser configurado pela tensão de alimentação Vcc e resistores R1, R2, RC e RE.


rc-oscillator-using-bjt

RC-oscilador-usando-BJT

O capacitor CE é um capacitor de bypass. Aqui, os três segmentos RC são considerados iguais e a resistência dentro da seção final pode ser R ’= R - hie.

O 'hie' do transistor é a resistência de entrada que pode ser adicionada a R ', portanto, a resistência da rede que é conhecida através do circuito é' R '.

R1 e R2 resistores são resistores de polarização e são superiores e, portanto, não têm consequências na operação do circuito CA. Além disso, por causa da impedância insignificante acessível pela combinação de RE - CE, também não há consequências sobre a operação CA.

À medida que a energia é fornecida ao circuito, a tensão de ruído começa as oscilações dentro do circuito. No amplificador de transistor, um pequeno amplificador de corrente de base gera uma corrente que pode ser 1800fase deslocada.

Sempre que este sinal na resposta à entrada do amplificador, então novamente ele será alterado de fase com 1800. Se o ganho do loop for equivalente à unidade, então oscilações contínuas serão geradas.

O circuito pode ser simplificado usando um circuito CA equivalente, e então podemos obter a frequência das oscilações como a seguir.

f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))

Quando Rc / R é<< 1, then

f = 1 / (2πRC√ 6)

O estado de oscilações contínuas,

hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)

Para um oscilador de deslocamento de fase RC usando R = Rc, então 'hfe' deve ser 56 usado para oscilações contínuas.

A partir das equações acima, para alterar a frequência de oscilação, os valores do capacitor e resistor devem ser alterados.

Porém, para satisfazer as condições de oscilação, os valores de três segmentos devem ser alterados simultaneamente. Na prática, isso não pode ser possível, portanto, o oscilador RC é usado como um oscilador de frequência fixa usado para todos os fins práticos.

Oscilador RC usando Op-amp

Os osciladores de amplificador operacional RC são osciladores comumente usados, em comparação com os osciladores transistorizados. Este tipo de oscilador consiste em um amplificador operacional como estágio amplificador e três redes RC em cascata como um circuito de feedback, conforme mostrado na figura abaixo.

rc-oscilator-using-op-amp

Oscilador RC usando amplificador operacional

Esta op-amp é operado no modo de inversão e, portanto, o sinal de saída do amplificador operacional é deslocado em 180 graus para o sinal de entrada que apareceu no terminal de inversão. E um deslocamento de fase adicional de 180 graus é fornecido pela rede de realimentação RC e, portanto, a condição para obter as oscilações.

Caso contrário, o ganho do amplificador amplificador operacional pode ser regulado usando resistências como Rf e R1. Para obter as oscilações necessárias, o ganho pode ser ajustado de forma que o produto do ganho da rede de feedback e do ganho do amplificador operacional seja um pouco superior a 1.

Este circuito funciona como um oscilador quando o ganho do loop é superior a '1' se o amplificador operacional oferece o ganho superior a 29.

A frequência de oscilações pode ser derivada pela seguinte equação

1 / (2πRC√ 6)

A condição de oscilações pode ser dada com A ≥ 29.

O valor de ganho do amplificador pode ser obtido de forma que as oscilações ocorram dentro do circuito regulando R1 e Rf.

Aplicações do oscilador RC

As aplicações deste oscilador incluem o seguinte.

  • Os osciladores RC são usados ​​em aplicações de baixa frequência.
  • As aplicações desses osciladores incluem principalmente síntese de voz, instrumentos musicais e unidades de GPS, pois atuam em todas as frequências de áudio.

Portanto, tudo se trata de Oscilador RC e a frequência deste oscilador pode ser alterada com os capacitores ou resistores. Mas, geralmente, os resistores são reservados de forma constante enquanto os capacitores são ajustados. Depois disso, avaliando os osciladores usando osciladores LC, podemos notar que o anterior usa o número de componentes do que o último. Portanto, a frequência o / p que é gerada a partir desses osciladores pode se afastar muito do valor medido ligeiramente do que os osciladores LC. No entanto, eles são empregados como osciladores locais usados ​​para instrumentos musicais, receptores síncronos e geradores de frequência de áudio. Aqui está uma pergunta para você, quais são as vantagens e desvantagens do oscilador RC?