Sinusoidal-oscillators-sinusoidal-phase-shift-oscillators
位相シフト発振器
発振器の重要な特徴の1つは、適用されるフィードバックエネルギーがタンク回路に対して正しい位相であることです。 これまでに説明した発振回路は、タンク回路または周波数決定回路にインダクタ（L）とコンデンサ（C）の組み合わせを採用しています。
発振器のLCの組み合わせは180 ^ o ^の位相シフトを提供し、CE構成のトランジスタは180°の位相シフトを提供して合計360 ^ o ^の位相シフトを提供し、位相差をゼロにします。
LC回路の欠点
アプリケーションはほとんどありませんが、 LC 回路には次のような*欠点*はほとんどありません。
- 周波数不安定性
- 波形が悪い
- 低周波には使用できません
- インダクタはかさばって高価です
別のタイプの発振回路があります。これは、インダクタを抵抗に置き換えることで作成されます。 そうすることにより、周波数安定性が向上し、良質の波形が得られます。 これらの発振器は、より低い周波数も生成できます。 同様に、回路はかさばらず、高価にもなりません。
したがって、 LC 発振器回路では、 LC 発振器回路のすべての欠点が排除されます。 したがって、RC発振回路の必要性が生じます。 これらは Phase–shift Oscillators とも呼ばれます。
位相シフト発振器の原理
正弦波入力のRC回路の出力電圧が入力電圧よりも進んでいることがわかります。 位相角は、回路で使用されるRCコンポーネントの値によって決まります。 次の回路図は、RCネットワークの単一セクションを示しています。
抵抗Rの両端の出力電圧V〜1〜 'は、入力電圧V〜1〜に入力された電圧よりも位相角ɸ^ o ^だけ進みます。 Rがゼロに減少した場合、V〜1〜 'はV ^ 1〜を90 ^ o でリードします。つまり、ɸ o ^ = 90 ^ o ^です。
ただし、Rをゼロに調整すると、Rの両端に電圧が発生しなくなるため、実用的ではありません。 したがって、実際には、RはV〜1〜 'がV〜1〜を60 ^ o ^リードするような値に変更されます。 次の回路図は、RCネットワークの3つのセクションを示しています。
各セクションは60 ^ o ^の位相シフトを生成します。 その結果、180 ^ o ^の合計位相シフトが生成されます。つまり、電圧V〜2〜は電圧V〜1〜を180 ^ o ^だけ進めます。
位相シフト発振器回路
位相シフトネットワークを使用して正弦波を生成する発振回路は、位相シフト発振回路と呼ばれます。 位相シフト発振回路の構造上の詳細と動作は以下のとおりです。
建設
位相シフト発振器回路は、単一のトランジスタ増幅器セクションとRC位相シフトネットワークで構成されています。 この回路の位相シフトネットワークは、3つのRCセクションで構成されています。 共振周波数f〜o〜では、各RCセクションの位相シフトは60 ^ o ^であるため、RCネットワークによって生成される合計位相シフトは180 ^ o ^です。
次の回路図は、RC位相シフト発振器の配置を示しています。
振動の周波数は
f_o = \ frac \ {1} \ {2 \ pi RC \ sqrt \ {6}}
どこで
R_1 = R_2 = R_3 = R
C_1 = C_2 = C_3 = C
操作
スイッチをオンにすると、回路は共振周波数fで発振します。 アンプの出力E〜o〜は、RCフィードバックネットワークにフィードバックされます。 このネットワークは180 ^ o ^の位相シフトを生成し、その出力には電圧E〜i〜が現れます。 この電圧はトランジスタ増幅器に印加されます。
適用されるフィードバックは
m = E_i/E_o
フィードバックは正しい位相にありますが、CE構成のトランジスタアンプは180 ^ o ^の位相シフトを生成します。 ネットワークとトランジスタによって生成される位相シフトは、ループ全体で360 ^ o ^の位相シフトを形成するために追加されます。
利点
RC位相シフト発振器の利点は次のとおりです-
- トランスやインダクタは不要です。
- 非常に低い周波数を生成するために使用できます。
- この回路は良好な周波数安定性を提供します。
デメリット
RC位相シフト発振器の欠点は次のとおりです-
- フィードバックが小さいため、発振を開始することは困難です。
- 生成される出力はわずかです。
