O que é um oscilador RC?
Um oscilador RC usa componentes elétricos lineares para criar uma onda senoidal. Em altas frequências, os osciladores funcionam como circuitos LC sintonizados, mas em baixas frequências, os capacitores e indutores do circuito elétrico seriam bem grandes. Este oscilador é preferível para aplicações baseadas em baixa frequência. O oscilador RC compreende um amplificador junto com um circuito de feedback. O feedback conhecido como mudança de fase pode ser criado usando resistores e capacitores.
Princípio de trabalho
O circuito oscilador RC usa a rede RC para fornecer a mudança de fase do sinal de resposta necessário. Esses osciladores produzem uma onda senoidal limpa para uma ampla variedade de cargas e possuem alta frequência.
O oscilador RC básico usando um transistor é mostrado abaixo. O transistor neste circuito é um elemento ativo do estágio de amplificação. A tensão de alimentação V CC e resistores R 1 , R 2 , RC e R E definir o ponto de operação DC da região ativa do transistor.
C E no circuito acima atua como um capacitor de bypass. Aqui os três segmentos RC são equivalentes e R’ = R – hie representa a resistência final da seção. O ‘hie’ representa a resistência do transistor’, então a resistência geral da rede do circuito é ‘R’.
R 1 e R 2 resistores não afetam a operação do circuito. O valor mínimo de impedância disponível no R E -C E combinação também tem efeito mínimo na operação AC.
A tensão de ruído faz com que o circuito oscile quando a energia é aplicada. Um amplificador com uma pequena corrente de base cria correntes de mudança de fase de 180 graus no amplificador transistorizado. Este sinal será deslocado de fase em 180 graus novamente quando responder às entradas do amplificador. Para ganho unitário, as oscilações continuarão.
Usar um circuito CA analógico simplifica o circuito e fornece a frequência de oscilação:
Se R c /R<<1;
A partir das equações acima, alterar os valores do capacitor e do resistor altera a frequência de oscilação.
Oscilador RC com Amplificador Operacional
A figura abaixo mostra um oscilador com um amplificador operacional e três dos circuitos RC em cascata usados como circuitos de feedback.
Como este amplificador operacional está invertendo, seu sinal de saída está a 180 graus do sinal de entrada no terminal inversor. A rede de feedback RC adiciona 180 graus de mudança de fase, causando oscilações.
Resistores como R f e R 1 pode ajustar o ganho de um amplificador operacional. Ajuste o ganho para que o ganho da rede de feedback e o ganho do amplificador operacional sejam ligeiramente maiores que 1 para atingir as oscilações desejadas.
Um ganho de circuito maior que 1 torna esse circuito um oscilador se o amplificador operacional tiver um ganho maior que 29. A frequência de oscilação pode ser obtida usando a seguinte equação:
A condição de oscilação pode ser garantida com A ≥ 29. O ganho do amplificador pode ser ajustado para que as oscilações ocorram dentro do circuito que controla R 1 e R f .
Como construir um circuito oscilador RC?
Para a frequência oscilatória de 5kHz, projete um circuito oscilador RC de três estágios com capacitores de realimentação de 2,5nF. Desenhe o oscilador RC final. A saída de frequência do oscilador RC é dada por:
Para calcular o resistor de feedback na configuração do amplificador operacional:
O ganho padrão do amplificador operacional para sustentar oscilações é 29:
O circuito oscilador RC deve ser o seguinte:
Conclusão
Nos osciladores RC, a frequência pode ser alterada usando capacitores ou resistores. No entanto, os resistores são mantidos fixos enquanto os capacitores são ajustados conforme os requisitos. Eles são usados como osciladores para instrumentos musicais, geradores de frequência de áudio e receptores síncronos.