- Qu'est-ce que le déphasage et le déphasage?
- Construction et circuit
- Conditions préalables
- Schéma et fonctionnement
- Sortie du circuit d'oscillateur à déphasage
- Limitations du circuit d'oscillateur à déphasage
- Utilisation du circuit d'oscillateur à déphasage
Nous avons précédemment créé un tutoriel complet et détaillé sur l'oscillateur à décalage de phase. Ici, nous verrons la mise en œuvre pratique de l'oscillateur à déphasage. Dans ce projet, nous créons un circuit d'oscillateur à déphasage sur une maquette et testons sa sortie à l'aide d'un oscilloscope.
Qu'est-ce que le déphasage et le déphasage?
La phase est une période de cycle complet d'une onde sinusoïdale dans une référence à 360 degrés. Un cycle complet est défini comme l'intervalle requis pour que la forme d'onde renvoie sa valeur initiale arbitraire. La phase est désignée comme une position pointue sur ce cycle de forme d'onde. Si nous voyons l'onde sinusoïdale, nous identifierons facilement la phase.
Dans l'image ci-dessus, un cycle d'onde complet est montré. Le point de départ initial de l'onde sinusoïdale est de 0 degré en phase et si nous identifions chaque pic positif et négatif et 0 point, nous obtiendrons une phase de 90, 180, 270, 360 degrés. Ainsi, lorsqu'un signal sinusoïdal commence son trajet autre que la référence à 0 degré, nous l'appelons déphasé différant de la référence à 0 degré.
Si nous voyons l'image suivante, nous identifierons à quoi ressemble une onde sinusoïdale déphasée …
Dans cette image, il y a deux ondes de signal sinusoïdal CA présentées, la première onde sinusoïdale verte est en phase à 360 degrés mais la rouge qui est la réplique du premier signal, qui est déphasée à 90 degrés de la phase du signal vert.
Ce déphasage peut être effectué à l'aide d'un simple réseau RC.
Construction et circuit
Un oscillateur à décalage de phase produit une onde sinusoïdale. Un oscillateur à décalage de phase simple est un oscillateur RC qui fournit un décalage de phase inférieur ou égal à 60 degrés.
L'image ci-dessus montre un réseau RC à déphasage unipolaire ou un circuit en échelle qui décale la phase du signal d'entrée égale ou inférieure à 60 degrés.
Si nous mettons en cascade le réseau RC, nous obtiendrons un déphasage de 180 degrés.
Maintenant, pour créer une sortie d'oscillation et d'onde sinusoïdale, nous avons besoin d'un composant actif, soit un transistor ou un ampli-op en configuration inverseuse, et nous devons renvoyer la sortie de ces composants à l'entrée via le réseau RC à trois pôles. Il produira un déphasage de 360 degrés à la sortie et produira une onde sinusoïdale.
Dans ce didacticiel, nous utiliserons le transistor comme élément actif et produirons une onde sinusoïdale à travers lui.
Conditions préalables
Pour construire le circuit, nous avons besoin des éléments suivants:
1. Planche à pain
2. 3 pcs de condensateurs en céramique.1uF
3. 3 pièces de résistance 680R
4. résistance 2.2k 1 pc
5. résistance 10k 1 pc
6. résistance 100R 1 pc
7. 68k résistance 1 pc
8. condensateur 100uF 1 pc
9. Transistor BC549
10. Alimentation 9V
Schéma et fonctionnement
Dans l'image ci-dessus, le schéma de l'oscillateur à décalage de phase est affiché. Nous avons fourni la sortie en tant qu'entrée des réseaux RC qui est à nouveau fournie à travers la base du transistor. Les réseaux RC fournissent le déphasage nécessaire dans le chemin de rétroaction qui est à nouveau modifié par le transistor. La fréquence de l'oscillateur RC peut être calculée en utilisant cette équation-
F est la fréquence d'oscillation, R et C sont la résistance et la capacité, et N représente le nombre d'étages de déphasage RC utilisés. Cette formule n'est applicable que si le réseau de déphasage utilise la même valeur de résistance et de capacité, c'est-à-dire R1 = R2 et C1 = C2 = C3. L'oscillateur à déphasage peut être réalisé comme un oscillateur à déphasage variable qui peut produire une large gamme de fréquences en fonction de la valeur prédéfinie déterminée. Cela peut être fait facilement en remplaçant uniquement les condensateurs fixes C1, C2 et C3 par un condensateur variable triple gang. La valeur de la résistance doit être fixée dans de tels cas.
Dans le schéma ci-dessus, R4 et R5 forment un diviseur de tension qui fournit une tension de polarisation au transistor BC549. Le R6 utilisé pour limiter le courant du collecteur et R7 est utilisé pour la stabilité thermique du transistor BC549 pendant le fonctionnement. C4 est essentiel car il s'agit du condensateur de dérivation de l' émetteur du BC549.
BC549 est un transistor silicium épitaxial NPN. Dans l'image ci-dessus, le package TO-92 est montré. La première broche (1) est le collecteur, 2 est la base et 3 est la broche de l'émetteur. Il est largement utilisé à des fins de commutation et d'amplification. BC549 est du même segment des 547, 548, etc. largement utilisés. BC549 est une version à faible bruit. Nous l'utilisons pour le composant actif de notre oscillateur à déphasage qui va amplifier et fournir un déphasage supplémentaire au signal.
Nous avons construit le circuit sur une maquette.
Sortie du circuit d'oscillateur à déphasage
Nous avons connecté un oscilloscope sur la sortie pour voir l'onde sinusoïdale. Dans l'image ci-dessous, nous verrons les connexions de nos sondes d'oscilloscope.
Nous avons connecté deux sondes Oscilloscope, une jaune sur la sortie finale et une rouge sur le deuxième réseau RC. Le canal jaune de l'oscilloscope fournira le résultat de la sortie finale et le canal rouge fournira la sortie à travers le filtre RC du deuxième étage. En comparant les deux sorties, nous comprendrons clairement la différence entre les deux phases de l'onde sinusoïdale. Nous alimentons le circuit à partir d'un bloc d'alimentation de banc 9V.
Il s'agit de la sortie finale de l'oscilloscope.
La sortie finale que nous avons capturée à partir de l'oscilloscope est affichée dans l'image ci-dessus. L' onde sinusoïdale jaune est presque dans une phase alors que le signal rouge, capturé à partir du 2 ème étage RC Network, est déphasé. Nous pouvons voir la forme d'onde capturée en continu dans la vidéo ci-dessous:
La sortie est assez stable et les interférences sonores sont plus faibles. La vidéo complète se trouve à la fin de ce projet.
Limitations du circuit d'oscillateur à déphasage
Comme nous utilisons BJT pour l'oscillateur à déphasage, certaines limitations sont associées au BJT. L'oscillation est stable aux basses fréquences, si nous augmentons la fréquence, l'oscillation saturera et la sortie sera déformée. En outre, l'amplitude de l'onde de sortie n'est pas si parfaite, il faudra un circuit supplémentaire pour stabiliser l'amplitude du circuit de forme d'onde.
L'effet de charge indésirable est également un problème au stade du réseau RC. En raison de l'effet de charge, l'impédance d'entrée du second pôle modifie les propriétés de résistance du premier filtre de pôle précédent suivant. Des filtres supplémentaires en cascade aggravent cet effet. Aussi, pour cette raison, il est difficile de calculer la fréquence d'oscillation en utilisant la méthode de formule standard.
Utilisation du circuit d'oscillateur à déphasage
L'utilisation principale d'un oscillateur à déphasage est de créer une onde sinusoïdale sur sa sortie. Ainsi, partout où une génération d'onde sinusoïdale pure est nécessaire, un oscillateur à déphasage est utilisé. De plus, dans le but de déphaser un signal particulier, l'oscillateur de déphasage fournit un contrôle significatif sur le processus de décalage. Les autres utilisations des oscillateurs à déphasage sont:
- Dans les oscillateurs audio
- Onduleur sinusoïdal
- Synthèse vocale
- Unités GPS
- Instruments de musique.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l'oscillateur à décalage de phase, suivez le lien.