فیز شفٹ آسیلیٹر - وین برج ، بفرڈ ، چوکور ، بوبا

ایک مرحلہ شفٹ آسکیلیٹر ایک اوسنیلیٹر سرکٹ ہے جو سینو ویو آؤٹ پٹ پیدا کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ ایک واحد متحرک عنصر جیسے بی جے ٹی یا ایک اوپ امپ کے ساتھ کام کرتا ہے جو ایک الورٹنگ یمپلیفائر وضع میں تشکیل دیا جاتا ہے۔

سیڑھی کے انتظام سے سیڑھی والے قسم کے نیٹ ورک میں آر سی (ریزسٹر / کپیسیٹر) سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے آؤٹ پٹ سے ان پٹ تک آرا پیدا ہوتا ہے۔ اس آراء کے تعارف کی وجہ سے آسنیلیٹر فریکوینسی پر 180 ڈگری ایمپلیفائر سے آؤٹ پٹ کے مرحلے میں مثبت 'شفٹ' ہوتا ہے۔

آر سی نیٹ ورک کے ذریعہ تیار کردہ فیز شفٹ کی وسعت تعدد پر منحصر ہے۔ اعلی اوسکلیٹر فریکوئنسی فیز شفٹ کی زیادہ مقدار پیدا کرتی ہے۔

مندرجہ ذیل جامع وضاحتیں زیادہ سے زیادہ تفصیلات میں تصور سیکھنے میں ہماری مدد کریں گی۔

میں پچھلی پوسٹ ہم نے ایک اوپی امپ پر مبنی فیز شفٹ آسکیلیٹر کو ڈیزائن کرتے وقت درکار تنقیدی تحفظات کے بارے میں سیکھا۔ اس پوسٹ میں ہم اسے مزید آگے لے جائیں گے اور اس کے بارے میں مزید جانیں گے فیز شفٹ آسیلیٹر کی قسمیں اور فارمولوں کے ذریعے شامل پیرامیٹرز کا حساب کتاب کیسے کریں۔

وین پل سرکٹ

نیچے دیئے گئے آریھ میں وین پل سرکٹ سیٹ اپ دکھاتا ہے۔

یہاں ، ہم اوپیامپ کے مثبت ان پٹ پر لوپ کو توڑ سکتے ہیں اور مندرجہ ذیل مساوات 2 کا استعمال کرتے ہوئے واپسی سگنل کا حساب لگاسکتے ہیں۔

کب ⍵ = 2πpf = 1 / RC ، آراء مرحلہ میں ہے (مثبت آراء) ، جس میں فائدہ ہوگا 1/3 .

لہذا دوچوں کو 3 کا فائدہ اٹھانے کے لئے اوپیام سرکٹ کی ضرورت ہے۔

جب آر F = 2R جی ، یمپلیفائر فائدہ 3 ہے اور دو طرفہ حرکت f = 1 / 2πRC سے شروع ہوتی ہے۔

ہمارے تجربے میں ، چکرا 3 میں اشارہ شدہ حصے کی قدروں کا استعمال کرتے ہوئے ، لیکن ظاہری بگاڑ کے ساتھ ، 1.59 کلو ہرٹز کے بجائے سرکٹ 1.65 کلو ہرٹز پر قابو پایا گیا۔

ذیل میں اگلی شخصیت وین پل سرکٹ ہونے کا ثبوت دیتی ہے غیر لکیری تاثرات .

ہم ایک چراغ آر ایل دیکھ سکتے ہیں جس کی تنت مزاحمت بہت کم منتخب کی گئی ہے ، آریف کی رائے مزاحمت کی قیمت کا تقریبا 50٪ ، چونکہ چراغ موجودہ موجودہ آر ایف اور آر ایل کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے۔

چراغ موجودہ اور چراغ مزاحمت کے درمیان تعلق نائن لائنر ہونے کی وجہ سے ، کم از کم سطح پر آؤٹ پٹ وولٹیج کی مختلف حالتوں کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے۔

آپ کو مذکورہ بالا واضح نائن لائنر فیڈ بیک عنصر تصور کی بجائے ڈائیڈ کو شامل کرنے والے بہت سارے سرکٹس بھی مل سکتے ہیں۔

ڈایڈڈ کا استعمال نرم آؤٹ پٹ وولٹیج کنٹرول پیش کرتے ہوئے مسخ کی سطح کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔

تاہم ، اگر مذکورہ بالا طریقے آپ کے موافق نہیں ہیں تو آپ کو AGC طریقوں کے ل for جانا چاہئے ، جو شناختی طور پر کم تحریف پیدا کرنے میں معاون ہے۔

AGC سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے ایک عام وین پل پل ڈسکاؤنٹر مندرجہ ذیل اعداد و شمار میں ظاہر کیا گیا ہے۔

یہاں ، یہ D1 کے ذریعہ منفی سائن لہر کا نمونہ کرتا ہے ، اور نمونہ C1 کے اندر محفوظ ہوتا ہے۔

R1 اور R2 کا حساب کتاب اس طرح کیا جاتا ہے کہ یہ Q1 پر تعصب کو مرکز کرتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ (R جی + آر سوال 1 ) R کے برابر ہے F / 2 متوقع آؤٹ پٹ وولٹیج کے ساتھ۔

اگر آؤٹ پٹ وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے تو ، Q1 کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے ، اس کے نتیجے میں فائدہ کم ہوجاتا ہے۔

پہلے وین پل آسکلیٹر سرکٹ میں ، 0.833 وولٹ کی فراہمی کو مثبت اوپیام ان پٹ پن پر لاگو کیا جاسکتا ہے۔ یہ VCC / 2 = 2.5 V پر آؤٹ پٹ پرسکون وولٹیج کو مرکزیت دینے کے لئے کیا گیا تھا۔

فیز شفٹ ڈوبنے والا (ایک آپپ)

جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے ، صرف ایک ہی اوپامپ کا استعمال کرتے ہوئے ایک فیز شفٹ آسکیلیٹر بھی بنایا جاسکتا ہے۔

روایتی سوچ یہ ہے کہ فیز شفٹ سرکٹس میں مراحل الگ تھلگ اور ایک دوسرے پر خود حکمرانی کرتے ہیں۔ اس سے ہمیں مندرجہ ذیل مساوات ملتی ہیں۔

جب انفرادی حصے کی فیز شفٹ –60 is ہو تو لوپ فیز شفٹ = –180 ° ہے۔ یہ تب ہوتا ہے جب . = 2πpf = 1.732 / آر سی چونکہ ٹینجنٹ 60 ° = 1.73 ہے۔

اس وقت β کی قدر ہوتی ہے (1/2)³، جس کا مطلب یہ ہے کہ فائدہ 1 ، کی سطح کے ساتھ ہونے کے ل system ، نظام A حاصل کرنے کے لئے ، A کی سطح 8 کے ساتھ ہونا چاہئے۔

اس آریھام میں اشارہ شدہ حص valuesہ کی قیمتوں کے لئے دوئبائی کی فریکوئنسی 3.76 کلو ہرٹز پایا گیا ، اور یہ 2.76 کلو ہرٹز کی حسابی دوئم کی فریکوئنسی کے مطابق نہیں ہے۔

مزید یہ کہ ، دوئیدن شروع کرنے کے لئے ضروری حاصلات 26 کی پیمائش کی گئیں نہ کہ 8 کے حساب کتاب کے مطابق۔

اس طرح کی غلطیاں کسی حد تک جزو کی خامیوں کی وجہ سے ہیں۔

تاہم سب سے اہم اثر انداز ہونے والے پہلو کی غلط پیش گوئیاں ہونے کی وجہ سے ہیں کہ RC مراحل کبھی بھی ایک دوسرے پر اثر انداز نہیں ہوتے ہیں۔

یہ واحد اوپام سرکٹ سیٹ اپ اس وقت کافی مشہور تھا جب فعال اجزاء بھاری اور زیادہ قیمت کے ہوتے تھے۔

آج کل اوپی ایمپس معاشی اور کومپیکٹ ہیں اور ایک ہی پیکیج کے اندر چار نمبر کے ساتھ دستیاب ہیں ، لہذا سنگل اوپیام فیز شفٹ آسکیلیٹر بالآخر اپنی پہچان کھو بیٹھا ہے۔

بفر شدہ فیز شفٹ آسکیلیٹر

ہم مذکورہ اعداد و شمار میں ایک بفر شدہ فیز شفٹ آسکیلیٹر دیکھ سکتے ہیں ، جس کی متوقع مثالی تعدد 2.76 کلو ہرٹز کے بجائے 2.9 کلو ہرٹز پر پھسل رہی ہے ، اور 8 کے مثالی فائدہ کے مقابلے میں 8.33 کے اضافے کے ساتھ۔

بفر آر سی سیکشن کو ایک دوسرے کو متاثر کرنے سے منع کرتے ہیں ، اور اسی وجہ سے بفر شدہ مرحلے میں شفٹ آسیلیٹر حساب کی فریکوئنسی اور فائدے کے قریب کام کرنے کے اہل ہیں۔

فائدے کی ترتیب کے لئے ذمہ دار ریزٹر آر جی ، تیسرا آر سی سیکشن لوڈ کرتا ہے ، جس سے ایک کواڈ اپامپ میں چوتھا افپام اس آر سی سیکشن کے لئے بفر کی حیثیت سے کام کرسکتا ہے۔ اس کی وجہ سے کارکردگی کی سطح ایک مثالی قیمت تک پہنچ جاتی ہے۔

ہم کسی بھی مرحلے کی شفٹ آسکیلیٹر مرحلے سے کم مسخ والی جیب کی لہر نکال سکتے ہیں ، لیکن سب سے زیادہ قدرتی سائن لہر آخری آر سی سیکشن کی پیداوار سے حاصل کی جاسکتی ہے۔

یہ عام طور پر ایک ہائی مائبادی والا کم موجودہ جنکشن ہوتا ہے ، لہذا بوجھ کی مختلف حالتوں کے جواب میں لوڈنگ اور فریکوئینسی انحرافات سے بچنے کے لئے ایک سرکشی جس میں ہائی پیڈینس ان پٹ اسٹیج ہوتا ہے اسے استعمال کرنا ضروری ہے۔

چوکور آسکیلیٹر

کواڈریٹری آکسیلیٹر مرحلے کی شفٹ آسکیلیٹر کا ایک اور ورژن ہے ، تاہم تینوں آر سی مراحل کو اس انداز میں جوڑا جاتا ہے کہ ہر سیکشن میں 90 phase فیز شفٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔

آؤٹ پٹس کا نام سائن اور کوسائن (کواڈریٹریج) رکھا گیا ہے کیونکہ اس وجہ سے کہ وہاں اوپامپ آؤٹ پٹس کے درمیان 90 ° مرحلے کی تبدیلی موجود ہے۔ لوپ حاصل مساوات 4 کے ذریعے طے ہوتا ہے۔

کے ساتھ ⍵ = 1 / آر سی ، مساوات 5 کو آسان بناتا ہے 1√ - 180 ° ، پر دو طرف جانے کا باعث ⍵ = 2πpf = 1 / RC۔

تجربہ کیا گیا سرکٹ 1.59 کلو ہرٹز کی گنتی قیمت کے برعکس 1.65 کلو ہرٹز پر نبض میں ہے ، اور فرق بنیادی طور پر جزوی قیمت کی مختلف حالتوں کی وجہ سے ہے۔

Bubba oscillator

اوپر دکھایا گیا بوبہ ڈوبنے والا مرحلہ شفٹ آسکیلیٹر کی ایک اور شکل ہے ، لیکن اس سے کچھ مخصوص خصوصیات پیدا کرنے کے لئے کواڈ آپٹ امپ پیکج سے فائدہ اٹھایا جاتا ہے۔

چار آر سی حصوں میں ہر سیکشن کے لئے 45 ° فیز شفٹ کا مطالبہ کیا جاتا ہے ، جس کا مطلب ہے کہ اس آکسیلیٹر تعدد انحراف کو کم کرنے کے لئے بقایا ڈی / ڈی ٹی کے ساتھ آتا ہے۔

ہر ایک آر سی سیکشن 45 ° فیز شفٹ تیار کرتا ہے۔ مطلب ، کیونکہ ہمارے پاس متبادل حصوں سے آؤٹ پٹ ہیں جس سے کم رکاوٹ چوکور کی پیداوار کی یقین دہانی ہوتی ہے۔

جب بھی ہر اوپیپ سے آؤٹ پٹ نکالا جاتا ہے تو ، سرکٹ چار 45 ° مرحلے میں منتقل جیون کی لہریں تیار کرتا ہے۔ لوپ مساوات کو اس طرح لکھا جاسکتا ہے:

کب ⍵ = 1 / آر سی ، مندرجہ بالا مساوات مندرجہ ذیل مساوات 7 اور 8 میں سکڑ جاتی ہیں۔

فائدہ ، A ، ایک دولک ہونا شروع کرنے کے لئے 4 کی قیمت تک پہنچنا چاہئے۔

تجزیہ سرکٹ مثالی تعدد 1.72 کلو ہرٹز کے برخلاف 1.76 کلو ہرٹز پر قابو پایا جبکہ یہ فائدہ 4 کے مثالی فوائد کی بجائے 4.17 رہا۔

کم فائدہ کی وجہ سے TO اور کم تعصب موجودہ آپٹ امپیز ، فائدے کو ٹھیک کرنے کے لئے ذمہ دار مزاحمتی آر جی حتمی آر سی سیکشن کو لوڈ نہیں کرتا ہے۔ یہ سب سے زیادہ درست اورکیلیٹر فریکوئنسی آؤٹ پٹ کی ضمانت دیتا ہے۔

انتہائی کم مسخ والی جیب کی لہریں R اور RG کے جنکشن سے حاصل کی جاسکتی ہیں۔

جب بھی تمام آؤٹ پٹس میں کم مسخ والی جیب کی لہروں کی ضرورت ہوتی ہے تو ، اصل میں یہ فائدہ تمام اوپیپس میں برابر تقسیم کیا جانا چاہئے۔

حصول پیداوار میں وولٹیج کو 2.5 V پر پیدا کرنے کے ل the ، آپٹ امپ کے غیر الٹنے والے ان پٹ کو 0.5 V پر متعصب کیا جاتا ہے۔ حاصل کی تقسیم سے دوسرے اوپیمپس کو تعصب فراہم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے ، لیکن اس کا یقینی طور پر گھاووں کی تعدد پر کوئی اثر نہیں پڑتا ہے۔

نتائج

مذکورہ بالا بحث میں ہم سمجھ گئے کہ آپپیش مرحلے کی شفٹ آسکیلیٹر فریکوئینسی بینڈ کے نچلے سرے پر مجبور ہیں۔

یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ اعلی تعدد پر کم فیز شفٹ کو لاگو کرنے کے لئے آپپس میں ضروری بینڈوڈتھ نہیں ہے۔

اوسنیلیٹر سرکٹس میں جدید موجودہ فیڈ بیک آپ op امپیس کا اطلاق مشکل نظر آتا ہے کیونکہ یہ آراء کی اہلیت کے لئے انتہائی حساس ہیں۔

وولٹیج فیڈ بیک آپٹیمپ صرف 100 100 کلو ہرٹز تک محدود ہے کیونکہ وہ ضرورت سے زیادہ مرحلے میں شفٹ بناتے ہیں۔

وین پل پل آکیلیٹر بہت کم حصوں کا استعمال کرتے ہوئے کام کرتا ہے ، اور اس کی تعدد استحکام بہت قابل قبول ہے۔

لیکن ، وین پل پل آکیلیٹر میں مسخ کو کم کرنا خود دوہری عمل کو شروع کرنے سے کہیں کم آسان ہے۔

کواڈریٹیک اوسی لیٹر یقینی طور پر ایک دو جوڑے آپ-ایم پی استعمال کرکے چلتا ہے ، لیکن اس میں بہت زیادہ مسخ بھی شامل ہے۔ تاہم ، مرحلہ شفٹ oscillators ، جیسے Bubba oscillator کچھ مہذب تعدد استحکام کے ساتھ ساتھ بہت کم مسخ کا مظاہرہ کرتے ہیں۔

یہ کہنے کے بعد ، سرکٹ کے مختلف مراحل میں شامل حصوں کے زیادہ اخراجات کی وجہ سے اس قسم کے فیز شفٹ آسکیلیٹرز کی بہتر کارکردگی سستی نہیں ہوتی ہے۔

متعلقہ ویب سائٹس
www.ti.com/sc/amplifiers
www.ti.com/sc/docs/products/anolog/tlv2471.html
www.ti.com/sc/docs/products/anolog/tlv2472.html
www.ti.com/sc/docs/products/anolog/tlv2474.html