なぜこの回路は発振するのですか?


10

下の回路は発振器です。ltspiceでシミュレーションすると、実際には波形が生成されます(ただし、非常に純粋な正弦波ではないようです)。

私が理解できないのはそれが振動する理由です。

私がこれまでに発振器(コルピッツ、クラップ、ハートレーなど)について読んだすべての基本的な文献は、発振器回路が回路の「タンク」部分にコンデンサインダクタの両方を持つ必要があることを示しているようです。

また、理論を見ると、適切な共振周波数を持つタンク(1 / Sqrt [LC]式)を作成するには、キャップとコイルの両方が必要であるように見えますが、この回路の「タンク」は、抵抗とコンデンサから。

Hトポロジーの式を使用してその回路のタンクのインピーダンスを計算すると、1つの大きなコンデンサーのように見えるように調整されているように見えます(もちろん、その真ん中のアースへの短絡を除いて)、

誰かがこの回路が振動する理由と方法を説明できれば、私は本当に感謝します(直感的/実用的および理論的な説明はどちらも大歓迎です)。

概略図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路


「もちろん、その真ん中のアースへのショートは除きます」-アースはそこで非常に重要だと思います。
John Dvorak

ウィーンブリッジ発振回路RC-唯一の例である
clabacchio

回答:


14

それは位相シフト発振器です。

通常、コレクターからベースへのフィードバックは「負に」作用し、これは一部のアンプにとって非常に重要です。これは、コレクター信号がベース信号の逆であるためです(位相が180°逆相とも呼ばれます)。フィードバックされたものは、振動を引き起こすことなくそうします。このタイプのフィードバックは、ゲインを制御するためのオペアンプでも使用されます。

問題の回路には、コレクタ信号を受け取り、それを十分に位相シフトして、特定の周波数でベース信号と同じ位相で現れてそれを補強するコンポーネントがたくさんあります。これはそれを振動させます。

より技術的なレベルでは、R2、R3、R4、C1、C2、およびC3の周りに形成されるフィードバックは、「穏やかな」ノッチフィルターとして機能します。「良い」ノッチフィルターの目的は、1つの周波数(主電源のACが問題である場合は50Hzや60Hzなど)を完全に除去することです。ノッチアウトされた周波数は180度位相シフトされ、完全にノッチアウトされていない場合(良好なノッチフィルターのように)、残っているものがフィードバックされ、元のベース信号が強化されて発振します。

信号が20dB減衰することは問題ではありませんが、増幅されて正弦波を生成するのに十分な信号が残っています。


実際、fo(発振周波数)での20dBの減衰は、正のフィードバックに過負荷をかけすぎないようにするための望ましい機能です。どのような種類のフィードバックオシレータでも、正のフィードバックは注意深く制御する必要があります。フィードバックが多すぎるとメインアクティブデバイスが飽和し、飽和が少なすぎて、回路がまったく発振しません(ループでの損失のため)。
jose.angel.jimenez 2013年

@ jose.angel.jimenez非常に真実ですが、適切な振幅制御の欠如は、この回路を純粋な正弦波発振器として信頼できなくするものです。
アンディ

3
このトポロジに役立つ検索用語:「ツインT」フィルターまたはオシレーター。(フィードバックループで)非常に優れたノッチフィルターまたは選択的バンドパスフィルター、およびいくつかの非常に優れたオシレーター(適切なレベル制御付き)
Brian Drummond

2
@BrianDrummond:ありがとうございました。非常に便利で、Twin TオシレーターZobel Networksに導いてくれました。上の回路について詳しく説明しています。
blondiepassesby 2013年

+1非常に良い答え。コンセプトに不慣れな方にも非常にアクセスしやすい
Gustavo Litovsky 2013年
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.