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正弦波発振器
発振器は、周期的な信号を生成する電子回路です。 発振器が正弦波振動を生成する場合、それは*正弦波発振器*と呼ばれます。 DC源からの入力エネルギーを周期信号のAC出力エネルギーに変換します。 この周期的な信号は、特定の周波数と振幅を持ちます。
正弦波発振器の*ブロック図*は、次の図に示されています-
上の図は、主に* 2つのブロック*：アンプとフィードバックネットワークで構成されています。フィードバックネットワークは、アンプの出力の一部を入力として受け取り、電圧信号を生成します。 この電圧信号は、増幅器への入力として適用されます。
上記の正弦波発振器のブロック図は、次の* 2つの条件*が満たされたときに正弦波振動を生成します-
- 上記の正弦波発振器のブロック図の*ループゲイン* $ A _ \ {v} \ beta $は、 unity 以上でなければなりません。 ここで、$ A _ \ {v} $と$ \ beta $は、それぞれ増幅器のゲインとフィードバックネットワークのゲインです。
- 正弦波発振器の上記のブロック図のループ全体の*位相シフト*は、 0 ^ 0 ^ または 360 ^ 0 ^ でなければなりません。
上記の2つの条件を合わせて* Barkhausen基準*と呼びます。
オペアンプベースの発振器
オペアンプベースのオシレータには 2 タイプがあります。
- RC位相シフト発振器
- ウィーンブリッジ発振器
このセクションでは、それぞれについて詳しく説明します。
RC位相シフト発振器
オペアンプに基づく発振器は、反転増幅器とフィードバックネットワークの助けを借りて出力に正弦波電圧信号を生成し、* RC位相シフト発振器*として知られています。 このフィードバックネットワークは、3つのカスケードRCセクションで構成されています。
RC位相シフト発振器の*回路図*を次の図に示します-
上記の回路では、オペアンプは*反転モード*で動作しています。 したがって、180 ^ 0 ^の位相シフトを提供します。 上記の回路に存在するフィードバックネットワークは、各RCセクションが60 ^ 0 ^の位相シフトを提供するため、180 ^ 0 ^の位相シフトも提供します。 したがって、上記の回路は、ある周波数で360 ^ 0 ^の合計位相シフトを提供します。
- RC位相シフト発振器の*出力周波数*は-
f = \ frac \ {1} \ {2 \ Pi RC \ sqrt [] \ {6}}
- 反転増幅器の gain $ A _ \ {v} $ は-29以上である必要があります。
i.e。、-\ frac \ {R_f} \ {R_1} \ geq-29
=> \ frac \ {R_f} \ {R_1} \ geq-29
=> R _ \ {f} \ geq29R _ \ {1}
したがって、フィードバック抵抗$ R _ \ {f} $の値を、抵抗$ R _ \ {1} $の値の最小29倍として、RC位相シフト発振器の出力で持続的な発振を生成するために考慮する必要があります。 。
Wien Bridgeオシレーター
オペアンプベースの発振器は、非反転増幅器とフィードバックネットワークの助けを借りて出力に正弦波電圧信号を生成し、*ウィーンブリッジ発振器*として知られています。
ウィーンブリッジ発振器の*回路図*は、次の図に示されています-
上記のワインブリッジオシレータの回路では、オペアンプは*非反転モード*で動作しています。 したがって、00の位相シフトを提供します。 したがって、上記の回路に存在するフィードバックネットワークは、位相シフトを提供すべきではありません。
フィードバックネットワークが位相シフトを提供する場合、位相シフトが発生しないように、ブリッジのバランスをとる必要があります。 したがって、上記の回路は、ある周波数で0 ^ 0 ^の合計位相シフトを提供します。
- ウィーンブリッジ発振器の*出力周波数*は
f = \ frac \ {1} \ {2 \ Pi RC}
- 非反転増幅器の gain $ A _ \ {v} $ は3以上である必要があります
i.e.、1 + \ frac \ {R_f} \ {R_1} \ geq3
=> \ frac \ {R_f} \ {R_1} \ geq2
=> R _ \ {f} \ geq2R _ \ {1}
そのため、ウィーンブリッジ発振器の出力で持続的な発振を生成するには、フィードバック抵抗$ R _ \ {f} $の値を抵抗$ R _ \ {1} $の値の少なくとも2倍にする必要があります。
