دائرة مذبذب تحول الطور

لقد أنشأنا مسبقًا برنامجًا تعليميًا كاملاً ومفصلاً حول مذبذب المرحلة التحول. هنا سنرى التنفيذ العملي لمذبذب تحول الطور. في هذا المشروع ، نقوم بإنشاء دائرة مذبذب إزاحة الطور على اللوح واختبار ناتجها باستخدام راسم الذبذبات.

ما هي المرحلة وتحول المرحلة؟

المرحلة هي فترة دورة كاملة لموجة جيبية في مرجع 360 درجة. تُعرَّف الدورة الكاملة بأنها الفاصل الزمني المطلوب لشكل الموجة لإرجاع قيمته الأولية التعسفية. يُشار إلى الطور على أنه موضع مدبب في دورة شكل الموجة هذه. إذا رأينا الموجة الجيبية ، فسنحدد المرحلة بسهولة.

في الصورة أعلاه ، تظهر دورة موجة كاملة. نقطة البداية الأولية للموجة الجيبية هي 0 درجة في الطور وإذا حددنا كل قمة موجبة وسالبة و 0 نقطة ، فسنحصل على طور 90 ، 180 ، 270 ، 360 درجة. لذلك ، عندما تبدأ الإشارة الجيبية ، فإنها رحلة بخلاف المرجع ذي الدرجة 0 ، فإننا نسميها مرحلة التحول التي تفرق عن المرجع ذي الدرجة 0.

إذا رأينا الصورة التالية ، فسنحدد كيف تبدو موجة جيبية متغيرة الطور على حد سواء…

في هذه الصورة ، تم تقديم موجتين من الإشارات الجيبية AC ، الموجة الجيبية الخضراء الأولى هي 360 درجة في الطور ، لكن الموجة الحمراء هي النسخة المتماثلة للإشارة الأولى ، وهي مرحلة 90 درجة تحولت من مرحلة الإشارة الخضراء.

يمكن إجراء تحول الطور هذا باستخدام شبكة RC بسيطة.

البناء والدائرة

ينتج مذبذب إزاحة الطور موجة جيبية. مذبذب إزاحة الطور البسيط هو مذبذب RC الذي يوفر أقل من أو يساوي 60 درجة من إزاحة الطور.

تُظهر الصورة أعلاه شبكة أحادية الطور RC أو دائرة سلم تحول مرحلة إشارة الإدخال التي تساوي أو تقل عن 60 درجة.

إذا قمنا بتسلسل شبكة RC هناك ، فسنحصل على تحول طور 180 درجة.

الآن لإنشاء تذبذب وخرج موجة جيبية ، نحتاج إلى مكون نشط ، إما ترانزستور أو Op-amp في التكوين العكسي ، ونحتاج إلى تغذية خرج هذه المكونات إلى المدخلات من خلال شبكة RC ثلاثية الأقطاب. سينتج تحول طور 360 درجة عند الخرج وينتج موجة جيبية.

في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نستخدم الترانزستور كعنصر نشط وننتج موجة جيبية من خلاله.

المتطلبات المسبقة

لبناء الدائرة نحتاج إلى الأشياء التالية-

1. اللوح

2. 3 قطع من المكثفات الخزفية 1 فائق التوهج

3. 3 قطع من المقاوم 680R

4. 2.2 كيلو المقاوم 1 قطعة

5. 10 كيلو المقاوم 1 جهاز كمبيوتر

6. 100R المقاوم 1 قطعة

7. 68 كيلو المقاوم 1 جهاز كمبيوتر

8. 100 فائق التوهج مكثف 1 جهاز كمبيوتر

9. BC549 الترانزستور

10. 9V امدادات الطاقة

التخطيطي والعمل

في الصورة أعلاه ، يتم عرض التخطيطي لمذبذب تحول المرحلة. قدمنا ​​الإخراج كمدخل لشبكات RC التي يتم توفيرها مرة أخرى عبر قاعدة الترانزستور. توفر شبكات RC التحول الضروري في الطور في مسار التغذية الراجعة والذي يتم تغييره مرة أخرى بواسطة الترانزستور. يمكن حساب تردد RC Oscillator باستخدام هذه المعادلة-

F هو تردد التذبذب ، R و C هما المقاومة والسعة ، و N تعني عدد مراحل إزاحة الطور RC المستخدمة. هذه الصيغة قابلة للتطبيق فقط إذا كانت شبكة إزاحة الطور تستخدم نفس قيمة المقاومة والسعة ، وهذا يعني R1 = R2 و C1 = C2 = C3. يمكن تصنيع مذبذب إزاحة الطور كمذبذب إزاحة الطور المتغير والذي يمكن أن ينتج نطاقًا واسعًا من الترددات اعتمادًا على القيمة المحددة مسبقًا. يمكن القيام بذلك بسهولة عن طريق تغيير المكثفات الثابتة فقط C1 و C2 و C3 باستخدام مكثف ثلاثي متغير. يجب إصلاح قيمة المقاوم في مثل هذه الحالات.

في المخطط أعلاه ، يشكل R4 و R5 مقسم جهد يوفر جهدًا متحيزًا للترانزستور BC549. و R6 المستخدمة للحد من جامع الحالية و R7 يستخدم لتحقيق الاستقرار الحراري لل BC549 الترانزستور خلال العملية. يعد C4 ضروريًا لأن هذا هو مكثف تمرير التحويل للباعث BC549.

BC549 هو ترانزستور السيليكون فوق المحور NPN. في الصورة أعلاه ، تظهر الحزمة TO-92. الدبوس الأول (1) هو المجمع ، 2 هو القاعدة و 3 هو دبوس الباعث. يستخدم على نطاق واسع في غرض التحويل والتضخيم. BC549 من نفس المقطع المستخدم على نطاق واسع 547 ، 548 وما إلى ذلك. BC549 هو إصدار منخفض الضوضاء. نحن نستخدم هذا للمكون النشط لمذبذب تحول الطور الخاص بنا والذي سيضخم ويوفر تحولًا إضافيًا في الطور للإشارة.

لقد بنينا الدائرة على لوح التجارب.

ناتج حلبة مذبذب تحول الطور

قمنا بتوصيل راسم الذبذبات عبر الخرج لرؤية الموجة الجيبية. في الصورة أدناه ، سنرى اتصالات مسبار راسم الذبذبات.

لقد قمنا بتوصيل اثنين من مجسات راسم الذبذبات ، أحدهما أصفر عبر الناتج النهائي والآخر الأحمر عبر شبكة RC الثانية. و قناة الصفراء ومن راسم توفر نتيجة الناتج النهائي و القناة الحمراء ستوفر الانتاج عبر المرحلة الثانية مرشح RC. بمقارنة المخرجين ، سنفهم بوضوح الفرق بين مرحلتي الموجة الجيبية. نحن نقوم بتشغيل الدائرة من وحدة إمداد الطاقة 9 فولت.

هذا هو الناتج النهائي من الذبذبات.

يظهر الناتج النهائي الذي التقطناه من Oscilloscope في الصورة أعلاه. تكون موجة الجيب الصفراء في مرحلة تقريبًا بينما تكون الإشارة الحمراء ، الملتقطة من المرحلة ^{الثانية من} شبكة RC ، خارج الطور. يمكننا أن نرى شكل الموجة الملتقطة باستمرار في الفيديو أدناه:

الإخراج مستقر تمامًا وتداخل الضوضاء أقل. يمكن العثور على الفيديو الكامل في نهاية هذا المشروع.

حدود حلبة مذبذب تحول الطور

نظرًا لأننا نستخدم BJT لمذبذب إزاحة الطور ، فهناك قيود معينة مرتبطة بـ BJT. يكون التذبذب مستقرًا عند الترددات المنخفضة ، إذا قمنا بزيادة التردد ، فإن التذبذب سوف يتشبع وسيتشوه الخرج. أيضًا ، فإن سعة موجة الخرج ليست مثالية تمامًا ، وسوف تحتاج إلى دوائر إضافية لتثبيت اتساع دائرة شكل الموجة.

يعتبر تأثير التحميل العكسي أيضًا مشكلة في مرحلة شبكة RC. بسبب تأثير التحميل ، فإن معاوقة إدخال القطب الثاني تغير خصائص المقاومة لمرشح القطب الأول السابق التالي. المرشحات الإضافية المتتالية تؤدي إلى تفاقم هذا التأثير. أيضًا ، لهذا السبب ، من الصعب حساب تردد التذبذب باستخدام طريقة الصيغة القياسية.

استخدام حلبة مذبذب تحول الطور

الاستخدام الرئيسي لمذبذب إزاحة الطور هو إنشاء موجة جيبية عبر ناتجها. لذلك ، حيثما تكون هناك حاجة إلى توليد موجة جيبية نقية ، يتم استخدام مذبذب إزاحة الطور. أيضًا ، لغرض تحويل الطور لإشارة معينة ، يوفر مذبذب إزاحة الطور تحكمًا كبيرًا في عملية التحول. الاستخدامات الأخرى لمذبذبات تحول الطور هي:

1. في المذبذبات الصوتية
2. موجة جيبية العاكس
3. التوليف الصوتي
4. وحدات GPS
5. الات موسيقية.

إذا كنت تريد معرفة المزيد حول مذبذب مرحلة التحول ، فاتبع الرابط.