מהו מתנד RC?
מתנד RC משתמש ברכיבים חשמליים ליניאריים כדי ליצור גל סינוס. בתדרים גבוהים, המתנדים פועלים כמו מעגלי LC מכוונים, אך בתדרים נמוכים, הקבלים והמשרנים במעגל החשמלי יהיו גדולים למדי. מתנד זה עדיף ליישומים מבוססי תדר נמוך. מתנד RC כולל מגבר יחד עם מעגל משוב. ניתן ליצור את המשוב המכונה שינוי פאזה באמצעות נגדים וקבלים.
עקרון עבודה
מעגל מתנד RC משתמש ברשת RC כדי לספק את הסטת הפאזה של אות התגובה שהוא צריך. מתנדים אלו מייצרים גל סינוס נקי עבור מגוון רחב של עומסים ויש להם תדר גבוה.
מתנד RC הבסיסי באמצעות טרנזיסטור מוצג להלן. הטרנזיסטור במעגל זה הוא מרכיב פעיל בשלב ההגברה. מתח האספקה V cc ונגדים R 1 ,ר 2 , RC ו-R ו להגדיר את נקודת הפעולה DC של האזור הפעיל של הטרנזיסטור.
ג ו במעגל לעיל פועל כקבל מעקף. כאן שלושת מקטעי ה-RC שווים ו-R' = R - hie מייצג את ההתנגדות הסופית של הקטע. ה'hie' מייצג את ההתנגדות של הטרנזיסטור, כך שהתנגדות הרשת הכוללת של המעגל היא 'R'.
ר 1 ור 2 נגדים אינם משפיעים על פעולת המעגל. הערך המינימלי של עכבה זמין מה-R ו -C ו לשילוב יש גם השפעה מינימלית על פעולת AC.
מתח הרעש גורם למעגל להתנודד כאשר מתח מופעל. מגבר עם זרם בסיס קטן יוצר זרמי הסטת פאזה של 180 מעלות במגבר הטרנזיסטור. אות זה יוסט שוב ב-180 מעלות כאשר הוא יגיב לכניסות המגבר. למען רווח אחדות, התנודות יימשכו.
שימוש במעגל AC אנלוגי מפשט את המעגל ונותן את תדר התנודה:
אם ר ג /R <<1;
מהמשוואות לעיל, שינוי ערכי הקבל והנגד משנה את תדר התנודה.
מתנד RC עם מגבר תפעולי
האיור שלהלן מציג מתנד עם מגבר תפעולי ושלושה ממעגלי ה-RC מדורגים המשמשים כמעגלי משוב.
מכיוון שמגבר ההפעלה הזה מתהפך, אות המוצא שלו הוא 180 מעלות מאות הכניסה במסוף ההיפוך. רשת המשוב RC מוסיפה 180 מעלות של הסטת פאזה, וגורמת לתנודות.
נגדים כגון R ו ור 1 יכול להתאים את ההגבר של מגבר תפעולי. כוונן את ההגבר כך שההגבר של רשת המשוב וההגבר של מגבר ההפעלה יהיו מעט יותר מ-1 כדי להשיג את התנודות הרצויות.
רווח מעגל גדול מ-1 הופך את המעגל הזה למתנד אם למגבר ההפעלה יש רווח גדול מ-29. ניתן לקבל את תדר התנודה באמצעות המשוואה הבאה:
ניתן להבטיח את מצב התנודה עם A ≥ 29. ניתן לכוונן את רווח המגבר כך שהתנודות יתרחשו בתוך המעגל השולט R 1 ור ו .
כיצד לבנות מעגל מתנד RC?
עבור תדר תנודה של 5kHz, תכנן מעגל מתנד RC תלת-שלבי עם קבלי משוב של 2.5nF. צייר את מתנד ה-RC הסופי. פלט התדר של מתנד RC ניתן על ידי:
לחישוב נגד משוב בתצורת מגבר הפעלה:
ההגברה הסטנדרטית של מגבר הפעלה לשמירה על תנודות הוא 29:
מעגל מתנד RC יהיה כדלקמן:
סיכום
במתנדים RC, ניתן לשנות את התדר באמצעות קבלים או נגדים. עם זאת, נגדים נשמרים קבועים בעוד הקבלים מותאמים לפי הדרישות. הם משמשים מתנדים לכלי נגינה, מחוללי תדרי שמע ומקלטים סינכרוניים.