फेज-शिफ्ट दोलक

फेज-शिफ्ट दोलक ऐसा रैखिक इलेक्ट्रॉनिक दोलक परिपथ है जो साइन लहर आउटपुट उत्पन्न करता है। इसमें विपरीत एम्पलीफायर तत्व होता है जैसे कि ट्रांजिस्टर या ऑप एम्प जिसका आउटपुट फेज-शिफ्ट नेटवर्क के माध्यम से अपने इनपुट पर वापस आ जाता है जिसमें सीढ़ी नेटवर्क में प्रतिरोधक और संधारित्र होते हैं। प्रतिक्रिया नेटवर्क सकारात्मक प्रतिक्रिया देने के लिए दोलन आवृत्ति पर 180 डिग्री द्वारा एम्पलीफायर आउटपुट के चरण को 'शिफ्ट' करता है। फेज-शिफ्ट दोलक का उपयोग प्रायः ऑडियो आवृत्ति पर ऑडियो दोलक के रूप में किया जाता है।

फ़िल्टर चरण परिवर्तन उत्पन्न करता है जो आवृत्ति के साथ बढ़ता है। इसमें उच्च आवृत्तियों पर 180 डिग्री से अधिक की अधिकतम फेज शिफ्ट होनी चाहिए जिससे वांछित दोलन आवृत्ति पर फेज शिफ्ट 180 डिग्री हो सके। सबसे सामान्य चरण-शिफ्ट नेटवर्क तीन समान प्रतिरोधी-संधारित्र चरणों को कैस्केड करता है जो अल्प आवृत्तियों पर शून्य चरण परिवर्तन और उच्च आवृत्तियों पर 270 डिग्री का उत्पादन करता है।

प्रथम एकीकृत परिपथ 1958 में जैक किल्बी द्वारा आविष्कृत फेज शिफ्ट दोलक था।

कार्यान्वयन

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बीजेटी का उपयोग करके फेज-शिफ्ट दोलक के लिए परिपथ आरेख

द्विध्रुवी कार्यान्वयन

यह योजनाबद्ध आरेख प्रवर्धक के रूप में सामान्य-उत्सर्जक जुड़े द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करके दोलक दिखाता है। दो प्रतिरोधक R और तीन कैपेसिटर C, RC फेज-शिफ्ट नेटवर्क बनाते हैं जो कलेक्टर से ट्रांजिस्टर के आधार तक प्रतिक्रिया प्रदान करता है। प्रतिरोधक R_b बेस बायस धारा प्रदान करता है। प्रतिरोधक R_c कलेक्टर धारा के लिए कलेक्टर लोड प्रतिरोधक है। प्रतिरोधक R_s परिपथ को बाहरी भार से पृथक करता है।

File:Circuit Diagram for RC-Phase Shift Oscillator using JFET.png

जेएफईटी का उपयोग करके फेज-शिफ्ट दोलक के लिए परिपथ आरेख

एफईटी कार्यान्वयन

यह परिपथ फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (एफईटी) के साथ दोलक को प्रारंभ करता है। R₁, R₂, R_s, और C_s ट्रांजिस्टर के लिए बायस प्रदान करते हैं। ध्यान दें कि सकारात्मक प्रतिक्रिया के लिए प्रयुक्त टोपोलॉजी वोल्टेज श्रृंखला प्रतिक्रिया है।

ऑप-एम्प कार्यान्वयन

File:RC phase shift oscillator.svg

ऑप-एम्प का उपयोग करते हुए फेज-शिफ्ट दोलक के लिए परिपथ आरेख

आरेख में दिखाए गए चरण-शिफ्ट दोलक का कार्यान्वयन परिचालन प्रवर्धक (ऑप-एम्प), तीन कैपेसिटर और चार प्रतिरोधों का उपयोग करता है।

दोलन आवृत्ति और दोलन मानदंड के लिए परिपथ के मॉडलिंग समीकरण जटिल हैं क्योंकि प्रत्येक RC चरण पूर्व वाले को लोड करता है। आदर्श एंप्लीफायर मानते हुए, अधिक अल्प आउटपुट प्रतिबाधा और अधिक उच्च इनपुट प्रतिबाधा के साथ, दोलन आवृत्ति है:

$f_{\mathrm {oscillation} }={\frac {1}{2\pi {\sqrt {R_{2}R_{3}(C_{1}C_{2}+C_{1}C_{3}+C_{2}C_{3})+R_{1}R_{3}(C_{1}C_{2}+C_{1}C_{3})+R_{1}R_{2}C_{1}C_{2}}}}}$

दोलन को बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रतिक्रिया अवरोधक है:

${\begin{aligned}R_{\mathrm {fb} }=&2(R_{1}+R_{2}+R_{3})+{\frac {2R_{1}R_{3}}{R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}+C_{3}R_{3}}{C_{1}}}\\&+{\frac {2C_{1}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{3}R_{3}}{C_{2}}}+{\frac {2C_{1}R_{1}+2C_{2}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}}{C_{3}}}\\&+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{3}R_{1}R_{3}}{C_{2}R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{1}R_{3}+C_{1}R_{1}^{2}}{C_{3}R_{2}}}+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{1}R_{1}R_{2}+C_{2}R_{1}R_{2}}{C_{3}R_{3}}}\end{aligned}}$

समीकरण तब सरल होते हैं जब सभी प्रतिरोधों (नकारात्मक प्रतिक्रिया रोकनेवाला को छोड़कर) और सभी कैपेसिटर का मान समान होता है। आरेख में, यदि R₁=R₂=R₃=R और C₁=C₂=C₃=C, तब:

$f_{}$