在试验板上创建相移振荡器电路并使用示波器测试其输出

在本项目中，我们在试验板上创建相移振荡器电路，并使用示波器测试其输出。

什么是相移和相移？

相位是 360 度参考中正弦波的完整周期。完整周期定义为波形返回其任意初始值所需的间隔。相位表示为该波形周期上的指向位置。如果我们看到正弦波，我们将很容易识别相位。

在上图中，显示了完整的波周期。正弦波的初始起点相位为 0 度，如果我们确定每个正负峰值和 0 点，我们将得到 90、180、270、360 度相位。因此，当正弦信号开始它的旅程而不是0度参考时，我们称之为相移，从0度参考微分。

如果我们看到下一张图像，我们将确定相移正弦波的外观......

在此图像中，呈现了两个交流正弦信号波，第一个绿色正弦波的相位为360度，但红色的信号是第一个信号的复制品，它是从绿色信号的相位移出的90度相位。

这种相移可以使用简单的RC网络来完成。

建筑和电路

相移振荡器产生正弦波。一个简单的相移振荡器是RC振荡器，它提供小于或等于60度的相移。

上图显示了单极相移RC网络或梯形图电路，其将输入信号的相位移位等于或小于60度。

如果我们在那里级联RC网络，我们将得到180度相移。

现在，为了创建振荡和正弦波输出，我们需要一个有源元件，反相配置中的晶体管或运算放大器，我们需要通过三极RC网络将这些元件的输出反馈到输入端。它将在输出端产生360度相移并产生正弦波。

在本教程中，我们将使用晶体管作为有源元件并通过它产生正弦波。

先决条件

要构建电路，我们需要以下东西-

1. 面包板

2. 3个.1uF陶瓷电容器

3. 3个680R电阻器

4. 2.2k电阻1个

5. 10k电阻1个

6. 100R电阻1个

7. 68K电阻1个

8. 100uF电容1个

9. BC549 晶体管

10. 9V电源

原理图和工作原理图

在上图中，显示了相移振荡器的原理图。我们将输出作为RC网络的输入提供，该输入再次在晶体管的基极上提供。RC网络在反馈路径中提供必要的相移，该相移再次被晶体管改变。RC振荡器的频率可以使用以下公式计算-

F是振荡频率，R和C是电阻和电容，N代表使用的RC相移级数。仅当移相网络使用相同的电阻和电容值时，此公式才适用，这意味着R1 = R2和C1 = C2 = C3。相移振荡器可以作为可变相移振荡器，根据确定的预设值产生宽范围的频率。只需将固定电容C1、C2和C3更换为三联可变电容即可轻松完成。在这种情况下，电阻值应固定。

在上述原理图中，R4和R5形成一个分压器，为晶体管BC549提供偏置电压。R6用于限制集电极电流，R7用于BC549晶体管在工作期间的热稳定性。C4是必不可少的，因为这是BC549的发射极旁路电容器。

BC549 是一款 NPN 外延硅晶体管。在上图中，显示了 TO-92 封装。第一个引脚（1）是集电极，2是基极，3是发射极引脚。它广泛用于开关和放大目的。BC549来自广泛使用的547，548等的同一段。BC549 是低噪声版本。我们将它用于相移振荡器的有源组件，该组件将放大并为信号提供额外的相移。

我们在面包板上构建了电路。

相移振荡器电路输出

我们在输出端连接了一台示波器，以查看正弦波。在下图中，我们将看到我们的示波器探头连接。

我们连接了两个示波器探头，黄色探头穿过最终输出，红色探头穿过第二个RC网络。示波器的黄色通道将提供最终输出的结果，红色通道将提供第二级RC滤波器的输出。通过比较两个输出，我们将清楚地了解正弦波两个相位之间的差异。我们从 9V 台式电源单元为电路供电。

这是示波器的最终输出。

我们从示波器捕获的最终输出如上图所示。

相移振荡器电路的局限性

由于我们使用BJT作为相移振荡器，因此BJT存在某些限制。振荡在低频下是稳定的，如果我们增加频率，振荡将饱和并且输出将失真。此外，输出波幅不是那么完美，需要额外的电路来稳定波形电路的幅度。

不利的负载效应也是RC网络阶段的一个问题。由于负载效应，第二极的输入阻抗会改变下一个前一个第一极点滤波器的电阻特性。额外的过滤器级联会加剧这种效果。此外，由于这个原因，使用标准公式方法很难计算振荡频率。

相移振荡器电路的使用

相移振荡器的主要用途是在其输出端产生正弦波。因此，在需要产生纯正弦波的地方，都会使用相移振荡器。此外，为了特定信号的相移，移相振荡器提供了对移相过程的重要控制。相移振荡器的其他用途包括：

在音频振荡器中

正弦波逆变器

语音合成

全球定位系统单元

乐器。