مذبذب إزاحة الطور

يوضح هذا الرسم التخطيطي المذبذب الذي يستخدم ترانزستورًا ثنائي القطب موصولًا بباعث مشترك كمضخم. يشكل المقاومان R والمكثفات الثلاثة C شبكة إزاحة الطور RC التي توفر _تغذية راجعة من جامع الترانزستور إلى قاعدته. يوفر المقاوم Rb تيار انحياز القاعدة. المقاوم _{Rc هو} مقاوم حمل الجامع لتيار الجامع. يعزل المقاوم Rs الدائرة عن الحمل الخارجي. ^{[ 3 ]}

تُنفذ هذه الدائرة المذبذب باستخدام ترانزستور FET . توفر المقاومات R1 _و R2 و _Rs و _Cs جهد الانحياز للترانزستور. تجدر الإشارة إلى أن تصميم التغذية الراجعة الموجبة المستخدم هو تغذية راجعة متسلسلة للجهد _.

يستخدم تطبيق مذبذب إزاحة الطور الموضح في الرسم التخطيطي مكبر عمليات (op-amp) وثلاثة مكثفات وأربعة مقاومات .

تُعدّ معادلات نمذجة الدائرة لتردد التذبذب ومعياره معقدة لأن كل مرحلة RC تُحمّل المراحل السابقة لها. بافتراض مُضخّم مثالي، ذي مُعاوقة خرج منخفضة جدًا ومُعاوقة دخل عالية جدًا، يكون تردد التذبذب كما يلي:

${\displaystyle f_{\mathrm {oscillation} }={\frac {1}{2\pi {\sqrt {R_{2}R_{3}(C_{1}C_{2}+C_{1}C_{3}+C_{2}C_{3})+R_{1}R_{3}(C_{1}C_{2}+C_{1}C_{3})+R_{1}R_{2}C_{1}C_{2}}}}}}$

المقاومة اللازمة للحفاظ على التذبذب هي:

${\displaystyle {\begin{aligned}R_{\mathrm {fb} }=&2(R_{1}+R_{2}+R_{3})+{\frac {2R_{1}R_{3}}{R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}+C_{3}R_{3}}{C_{1}}}\\&+{\frac {2C_{1}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{3}R_{3}}{C_{2}}}+{\frac {2C_{1}R_{1}+2C_{2}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}}{C_{3}}}\\&+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{3}R_{1}R_{3}}{C_{2}R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{1}R_{3}+C_{1}R_{1}^{2}}{C_{3}R_{2}}}+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{1}R_{1}R_{2}+C_{2}R_{1}R_{2}}{C_{3}R_{3}}}\end{aligned}}}$

تكون المعادلات أبسط عندما تكون جميع المقاومات (باستثناء _مقاومة التغذية الراجعة السالبة ) متساوية القيمة، وكذلك جميع المكثفات. في الرسم التخطيطي _، إذا كانت R1 = _R2 = R3 = R و C1 = _C2 = C3 ₌ C ، فإن _:

${\displaystyle f_{\mathrm {التذبذب} }={\frac {1}{2\pi RC{\sqrt {6}}}}}$

ومعيار التذبذب هو:

${\displaystyle R_{\mathrm {fb} }=29\cdot R}$

كما هو الحال مع مذبذبات التغذية الراجعة الأخرى، عند تطبيق الطاقة على الدائرة، توفر الضوضاء الكهربائية الحرارية في الدائرة أو الإشارة العابرة عند التشغيل إشارة أولية لبدء التذبذب. عمليًا، يجب أن تكون مقاومة التغذية الراجعة أكبر قليلًا حتى يزداد اتساع التذبذب بدلًا من أن يبقى ثابتًا (صغيرًا). لو كان المضخم مثاليًا، لزاد الاتساع بلا حدود، لكن في الواقع، المضخمات غير خطية ويتغير كسبها اللحظي. مع ازدياد الاتساع، يؤدي تشبع المضخم إلى انخفاض متوسط ​​كسبه. بالتالي، يستمر اتساع التذبذب في الازدياد حتى ينخفض ​​متوسط ​​كسب حلقة الدائرة إلى الواحد؛ عند هذه النقطة، يستقر الاتساع.

عندما يكون تردد التذبذب مرتفعًا بما يكفي ليقترب من تردد قطع المُضخِّم ، سيُساهم المُضخِّم نفسه بإزاحة طور كبيرة، مما يُضاف إلى إزاحة طور شبكة التغذية الراجعة. لذلك، ستتذبذب الدائرة بتردد تكون عنده إزاحة طور مرشح التغذية الراجعة أقل من 180 درجة.

تحتاج دائرة مكبر العمليات الأحادي إلى كسب عالٍ نسبيًا (حوالي 30) للحفاظ على التذبذب نظرًا لتأثير أقسام RC على بعضها البعض. ^{[ 4 ]} إذا لم يؤثر كل قسم RC على الأقسام الأخرى، فسيكون كسب يتراوح بين 8 و10 كافيًا للتذبذب. يمكن إنشاء نسخة معزولة من المذبذب عن طريق إدخال مكبر عمليات عازل بين كل مرحلة RC (وهذا يبسط معادلات النمذجة أيضًا).