Dodawanie faz do prostego oscylatora RC

rys_1 _g

Ten pomysł projektowy demonstruje prosty sposób generowania wielofazowego sygnału zegarowego, którego częstotliwość można zmieniać przy minimalnej zmianie przesunięć fazowych.
Przesunięcie fazowe drugiego wyjścia można ustawić w zakresie od zera do 180° bez wpływu na jego częstotliwość. Podstawowy układ wykorzystuje minimalną liczbę części: jeden kondensator, dwa rezystory i dwa przerzutniki Schmitta (rysunek 1).
Częstotliwość jest funkcją pojemności kondensatora C1 i sumy rezystancji R1 i R2. U2 zapewnia przesunięcie fazowe na wyjściu – które przeprowadza główne wyjście układu U1 – za pomocą suwaka rezystora zmiennego R1.
Gdy poziom napięcia na wyjściu U1 jest wysoki, a kondensator C1 jest naładowany, napięcie na wejściu przerzutnika U2 będzie wyższe niż napięcie na wejściu przerzutnika U1, w wyniku, czego przerzutnik U2 zmieni stan przed przerzutnikiem U1, tworząc wyprzedzenie fazowe.
Gdy poziom napięcia na wyjściu U1 jest niski, napięcie na wejściu U2 będzie niższe niż wejście U1 i ponownie uruchomi się przed U1. Im bardziej ślizgacz R1 znajduje się w położeniu bliskim R2, tym większe jest wyprzedzenie fazowe. Progi wejściowe przerzutników Schmitta CMOS nie są idealnie symetryczne względem wyjścia, więc przesunięcia dwufazowe nie będą takie same.
Ta asymetria jest szczególnie widoczna w przypadku małych wartości wyprzedzeń fazowych. Rezystor R1 steruje przesunięciem fazowym, a rezystor R2 można zmieniać w celu dostrojenia częstotliwości (ponieważ spowoduje to zmianę fazy, należy najpierw dostroić częstotliwość, a następnie fazę).
Na schemacie pokazano rezystory zmienne, ale można zastąpić jeden z nich, lub oba, rezystorami stałymi, a także połączyć R1 i R2 w jeden rezystor zmienny, rezygnując z regulacji częstotliwości i ograniczając zakres regulacji.
Niewielkie różnice napięć progowych między przerzutnikami U1 i U2 uniemożliwiają ustawienie przesunięcia fazowego na zero lub bardzo blisko niego. Rysunek 2 pokazuje sposób na zmianę częstotliwości przy minimalnej zmianie fazy. W tym obwodzie rezystory R1 i R2 sterują częstotliwością sygnału, a R3 i R4 fazą. Suma rezystancji R3 i R4 powinna być równa lub większa od sumy rezystancji R1 i R2. Można osiągnąć zakres regulacji około dekady przy minimalnej zmianie fazy.
Próba uzyskania większego zakresu regulacji nie działa zbyt dobrze, ponieważ pojemność wejściowa U2 powoduje opóźnienie fazowe, a to staje się znaczące przy wyższych częstotliwościach.

rys_2 _g
Aby wszystko było proste, pokazano tylko obwód dwufazowy, ale więcej faz jest możliwe dzięki dodaniu większej ilości rezystorów lub potencjometrów (klasyczny oscylator trójfazowy mógłby zostać utworzony z rysunku 2, gdyby rezystor R3 został podzielony na równe połówki, a sygnał z tego punktu środkowego był odwrócony względem pozostałych dwóch faz).
Pomysł ten nie ogranicza się do przerzutników Schmitta CMOS; może być również używany z oscylatorami wykonanymi z komparatorów lub timerów 556. Autor: Einar Abell

pełny materiał w pliku pdf

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.