Фазосдвигающий генератор

Фазосдвигающий генератор — является простым синусоидальным электронным генератором. Он состоит из инвертирующего усилителя и фильтра обратной связи «сдвигающего» фазу на частоте генерации на 180 градусов.

Фильтр должен быть разработан так, чтобы частоты выше и ниже частоты генерируемого сигнала были бы сдвинуты по фазе или больше или меньше чем на 180 градусов.

Наиболее простой путь построения фильтров этого вида является использование трёх каскадных резисторно-конденсаторных фильтров, которые не сдвигают фазу на одном конце шкалы частот и сдвигают фазу на 270 градусов на другом конце. На частоте генерации каждый фильтр сдвигает фазу на 60 градусов и вся цепь фильтра сдвигает фазу на 180 градусов.

Простой пример фазосдвигающего генератора

Генератор на трёх RC-цепочках с усилителями после каждой цепочки

Одна из простейших разновидностей генераторов этого вида использует операционный усилитель (ОУ), три конденсатора и четыре резистора, как показано на схеме.

Математика для вычисления частоты генерации и критерия генерации для этой схемы очень сложна, из-за того, что каждая последующая R-C цепь нагружает предыдущую. Вычисления сильно упрощаются установкой всех резисторов (исключая резистор отрицательной обратной связи) и всех конденсаторов одинаковых величин. На схеме R1=R2=R3=R и C1=C2=C3=C, тогда:

${\displaystyle f_{Oscillation}={\frac {1}{2\pi RC{\sqrt {6}}}}}$

и критерий генерации:

${\displaystyle R_{feedback}=29\cdot R}$

Без упрощения вычисления становятся более сложными:

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

Критерий генерации: ${\displaystyle R_{feedback}=2(R_{1}+R_{2}+R_{3})+{\frac {2R_{1}R_{3}}{R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}+C_{3}R_{3}}{C_{1}}}+{\frac {2C_{1}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{3}R_{3}}{C_{2}}}+{\frac {2C_{1}R_{1}+2C_{2}R_{1}+C_{1}R_{2}+C_{2}R_{2}+C_{2}R_{3}}{C_{3}}}+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{3}R_{1}R_{3}}{C_{2}R_{2}}}+{\frac {C_{2}R_{1}R_{3}+C_{1}R_{1}^{2}}{C_{3}R_{2}}}+{\frac {C_{1}R_{1}^{2}+C_{1}R_{1}R_{2}+C_{2}R_{1}R_{2}}{C_{3}R_{3}}}}$

Другая версия этой схемы может быть сделана включением буферных операционных усилителей после каждой R-C цепи, что упрощает вычисления. Усиление напряжения инвертирующего канала всегда является единичным.