Pengayun fasa Rc fasa menggunakan op

A Fasa Shift Oscillator merupakan litar pengayun elektronik yang menghasilkan output gelombang sinus. Ia boleh dirancang dengan menggunakan transistor atau dengan menggunakan Op-amp sebagai penguat terbalik. Secara amnya, pengayun fasa peralihan ini digunakan sebagai pengayun audio. Dalam pengayun fasa fasa RC, peralihan fasa 180 darjah dihasilkan oleh rangkaian RC dan 180 darjah lagi dihasilkan oleh Op-amp, sehingga gelombang yang dihasilkan terbalik sebanyak 360 darjah.

Selain menghasilkan output gelombang sinus, mereka juga digunakan untuk memberikan kawalan yang signifikan terhadap proses pergeseran fasa. Penggunaan pengayun fasa peralihan lain adalah:

1. Dalam pengayun audio
2. Penyongsang Gelombang Sinus
3. Sintesis Suara
4. Unit GPS
5. Alat muzik.

Sebelum kita mula merancang pengayun fasa fasa RC, Mari kita ketahui lebih lanjut mengenainya fasa dan pergeseran fasa.

Apakah Fasa dan Pergeseran Fasa?

Fasa adalah tempoh kitaran penuh gelombang sinusoidal dalam rujukan 360 darjah. Kitaran lengkap ditakrifkan sebagai selang yang diperlukan untuk bentuk gelombang untuk mengembalikan nilai awal sewenang-wenangnya. Fasa dilambangkan sebagai kedudukan runcing pada kitaran bentuk gelombang ini. Sekiranya kita melihat gelombang sinusoidal kita dapat mengenal pasti fasa dengan mudah.

Dalam gambar di atas, kitaran gelombang lengkap ditunjukkan. Titik permulaan gelombang sinusoidal adalah 0 darjah dalam fasa dan jika kita mengenal pasti setiap puncak positif dan negatif dan 0 titik, kita akan mendapat fasa 90, 180, 270, 360 darjah. Oleh itu, apabila isyarat sinusoidal memulakan perjalanannya selain rujukan 0 darjah, kita memanggilnya fasa pergeseran yang membezakan dari rujukan 0 darjah.

Sekiranya kita melihat gambar seterusnya, kita akan mengenal pasti bagaimana gelombang sinusoidal fasa berubah sama…

Dalam gambar ini, terdapat dua gelombang isyarat sinusoidal AC yang disajikan, gelombang Sinusoidal Hijau pertama adalah 360 darjah dalam fasa tetapi gelombang merah yang merupakan fasa 90 darjah beralih dari fasa isyarat hijau.

Pergeseran fasa ini dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian RC sederhana.

Pengayun Fasa RC Fasa

Pengayun fasa fasa RC sederhana memberikan peralihan fasa minimum 60 darjah.

Gambar di atas menunjukkan rangkaian RC peralihan fasa kutub tunggal atau litar tangga yang mengalihkan fasa isyarat input sama dengan atau kurang dari 60 darjah.

Sebaik-baiknya, peralihan fasa gelombang output litar RC mestilah 90 darjah, tetapi dalam praktiknya kira-kira. 60 darjah, kerana kapasitor tidak sesuai. Rumus untuk mengira sudut fasa rangkaian RC disebutkan di bawah:

φ = tan ^-1 (Xc / R)

Di mana, Xc adalah reaktansi kapasitor dan R adalah perintang yang disambungkan dalam rangkaian RC.

Sekiranya kita merangkumi rangkaian RC, kita akan mendapat peralihan fasa 180 darjah.

Sekarang untuk membuat gelombang ayunan dan gelombang sinus kita memerlukan komponen aktif, baik Transistor atau Op-amp dalam konfigurasi terbalik.

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai RC Phase Shift Oscillator, ikuti pautan tersebut

Mengapa menggunakan Op-amp untuk RC Phase Shift Oscillator dan bukannya Transistor?

Terdapat beberapa batasan dalam menggunakan Transistor untuk Building RC Phase Shift Oscillator:

1. Ia stabil untuk frekuensi rendah sahaja.
2. Pengayun fasa RC memerlukan litar tambahan untuk menstabilkan amplitud bentuk gelombang.
3. Ketepatan frekuensi tidak sempurna dan tidak kebal terhadap gangguan bising.
4. Kesan pemuatan buruk. Kerana pembentukan lata, impedans input tiang kedua mengubah sifat rintangan perintang pada tiang pertama penapis. Semakin banyak filter, keadaan akan bertambah buruk kerana ia akan mempengaruhi ketepatan frekuensi pengayun peralihan fasa yang dikira.

Oleh kerana pelemahan perintang dan kapasitor, kerugian di setiap peringkat meningkat dan kerugian keseluruhan adalah kira-kira 1/29 dari isyarat input.

Oleh kerana litar melemah pada 1/29 kita perlu memulihkan kerugian. Ketahui lebih lanjut mengenai mereka dalam tutorial kami sebelumnya.

RC Phase Shift Oscillator menggunakan Op-Amp

Apabila kita menggunakan op-amp untuk pengayun fasa fasa RC, ia berfungsi sebagai penguat terbalik. Pada mulanya, gelombang input telah masuk ke jaringan RC, karena kami mendapat 180 derajat fasa pergeseran. Dan, output RC ini dimasukkan ke terminal pembalik op-amp.

Sekarang, seperti yang kita ketahui bahawa op-amp akan menghasilkan peralihan fasa 180 darjah ketika berfungsi sebagai penguat terbalik. Oleh itu, kita mendapat peralihan fasa 360 darjah dalam gelombang sinus output. Pengayun fasa fasa RC ini menggunakan op-amp memberikan frekuensi tetap walaupun dalam keadaan beban yang berbeza-beza.

Komponen Diperlukan

• Op-Amp IC - LM741
• Perintang - (100k - 3nos, 10k - 2nos, 4.7k)
• Kapasitor - (100pF - 3nos)
• Osiloskop

Rajah Litar

Simulasi RC Phase Shift Oscillator menggunakan Op-Amp

Pengayun fasa RC memberikan output gelombang sinus yang tepat. Seperti yang dapat anda lihat pada video simulasi pada akhirnya, kami telah menetapkan probe osiloskop menjadi empat tahap litar.

Probe Osiloskop	Jenis Gelombang
Pertama - A	Gelombang Input
Kedua - B	Gelombang sinus dengan Pergeseran Fasa 90 darjah
Ketiga - C	Gelombang sinus dengan Pergeseran Fasa 180 darjah
Keempat - D	Gelombang Keluaran (Gelombang sinus) dengan Pergeseran Fasa 360 darjah

Di sini, rangkaian maklum balas menawarkan peralihan fasa 180 darjah. Kami mendapat 60 darjah dari setiap rangkaian RC. Dan, peralihan fasa 180 darjah selebihnya dihasilkan oleh op-amp dalam konfigurasi pembalik.

Untuk mengira kekerapan ayunan, gunakan formula di bawah:

F = 1 / 2πRC√2N

Kelemahan pengayun fasa fasa RC menggunakan op-amp adalah tidak dapat digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi. Kerana setiap kali frekuensi terlalu tinggi, reaktansi kapasitor sangat rendah dan bertindak sebagai litar pintas.