The elektronički sklop koji proizvodi periodično oscilirajući elektronički signal kao što je sinusni val, kvadratni val ili bilo koji drugi val naziva se elektroničkim oscilatorom. Oscilatori se mogu klasificirati u različite tipove općenito na temelju njihove izlazne frekvencije. Elektronički oscilatori mogu se nazvati oscilatori kontrolirani naponom jer se njihovom frekvencijom oscilacija može upravljati ulaznim naponom. Najistaknutiji elektronički oscilatori kontrolirani naponom mogu se smatrati dvije vrste, i to: linearni oscilator i nelinearni oscilator.

Elektronički oscilator

Nelinearni oscilatori koriste se za proizvodnju nesinusoidnih izlaznih valnih oblika. Linearni oscilatori koriste se za stvaranje sinusoidnih izlaznih valnih oblika i dalje se klasificiraju u mnoge vrste, kao što su povratni oscilator, oscilator negativnog otpora, Colpittsov oscilator, Hartleyev oscilator, Armstrong oscilator, oscilator faznog pomaka, Clapp oscilator, oscilator odložne linije, Pierce oscilator, Bečki oscilator mosta, Robinsonov oscilator i tako dalje. U ovom konkretnom članku raspravljamo o jednom od mnogih tipova linearnih oscilatornih krugova, a to je Colpittsov oscilator.

Colpittsov oscilator

Oscilator je pojačalo s pozitivnom povratnom spregom i pretvara istosmjerni ulazni signal u izmjenični izlazni valni oblik pogon promjenjive frekvencije i određeni oblik izlaznog valnog oblika (poput sinusnog vala ili kvadratnog vala, itd.) korištenjem pozitivne povratne sprege umjesto ulaznog signala. Oscilatori koji u svom krugu koriste induktor L i kondenzator C nazivaju se LC oscilator koji je vrsta linearnog oscilatora.

Colpittsov oscilator

LC oscilatori mogu se konstruirati različitim metodama. Poznati LC oscilatori su Hartleyev oscilator i Colpittsov oscilator. Među ovo dvoje, često korišten dizajn je Colpittsov oscilator koji je dizajnirao i dobio ime po američkom inženjeru Edwinu H Colpittsu 1918.

Teorija oscilatora Colpittsa

Sastoji se od kruga spremnika koji je LC rezonancijski potkrug izrađen od dva serijska kondenzatora spojena paralelno s prigušnicom, a učestalost oscilacija može se odrediti pomoću vrijednosti tih kondenzatora i prigušnice kruga spremnika.

Ovaj oscilator je gotovo sličan Hartleyevom oscilatoru u svim aspektima, stoga se naziva električnim dvojnikom Hartleyevog oscilatora i dizajniran je za stvaranje visokofrekventnih sinusoidnih oscilacija s radio frekvencijama koje se obično kreću od 10 KHz do 300 MHz. Glavna razlika između ova dva oscilatora je u tome što on koristi napunjeni kapacitet, dok Hartleyev oscilator koristi navojnu induktivnost.

Krug oscilatora Colpitts

Svaki drugi oscilatorni krug koji generira sinusne valne oblike koristi LC rezonantni krug, osim nekoliko elektroničkih sklopova poput RC oscilatora, Wien-Robinsonovog oscilatora i nekoliko kristalnih oscilatora koji u tu svrhu ne zahtijevaju dodatne induktivitete.

Kružni dijagram Colpittsovog oscilatora

To se može ostvariti korištenjem uređaja za pojačanje kao što je Tranzistor za bipolarni spoj (BJT) , operativno pojačalo i tranzistor s efektom polja (FET) kao što je slično i drugim LC oscilatorima. Kondenzatori C1 i C2 tvore djelitelj potencijala, a ovaj prislušni kapacitet u krugu spremnika može se koristiti kao izvor povratne sprege, a ova postavka može se koristiti za pružanje veće stabilnosti frekvencije u usporedbi s Hartleyevim oscilatorom u kojem se za postavljanje povratne sprege koristi prislušna induktivnost.

Otpornik u gornjem krugu osigurava stabilizaciju kruga protiv promjena temperature. Kondenzator Ce spojen u krugu koji je paralelan Re, pruža nisku reaktivnu putanju do pojačanog izmjeničnog signala koji djeluje kao Bypass kondenzator . The Otpornici R1 i R2 čine djelitelj napona za krug i pružaju prednapon tranzistoru. Krug se sastoji od a RC povezano pojačalo s tranzistorom za zajedničku konfiguraciju emitora. Kondenzator za spajanje Coutblocks DC osiguravajući AC put od kolektora do kruga spremnika.

Colpittsov oscilator radi

Kad god se uključi napajanje, kondenzatori C1 i C2 prikazani u gornjem krugu počinju se puniti i nakon što se kondenzatori potpuno napune, kondenzatori se počinju prazniti kroz induktivitet L1 u krugu uzrokujući prigušene harmoničke oscilacije u krugu spremnika.

Krug spremnika s kondenzatorima i prigušnicama

Dakle, oscilatorna struja u krugu spremnika stvara izmjenični napon na C1 i C2. Dok se ti kondenzatori potpuno prazne, elektrostatička energija pohranjena u kondenzatorima prenosi se u obliku magnetskog toka na induktor i tako se induktor puni.

Slično tome, kada se induktor počne prazniti, kondenzatori se ponovno počinju puniti i ovaj proces punjenja i pražnjenja energije kondenzatora i induktora nastavlja da uzrokuje stvaranje oscilacija, a učestalost tih oscilacija može se odrediti pomoću rezonantne frekvencije kruga spremnika koji se sastoji od prigušnica i kondenzatori. Ovaj krug spremnika smatra se rezervoarom energije ili akumulacijom energije. To je zbog čestog punjenja i pražnjenja energije induktora, kondenzatora koji čine dio LC mreže čineći krug spremnika.

Neprekidne prigušene oscilacije mogu se dobiti iz Barkhausenovog kriterija. Za trajne oscilacije, ukupni fazni pomak mora biti 3600 ili 00. U gornjem krugu, budući da su dva kondenzatora C1 i C2 centrirana i uzemljena, napon na kondenzatoru C2 (povratni napon) iznosi 1800 s naponom na kondenzatoru C1 (izlazni napon ). Tranzistor sa zajedničkim emitorom proizvodi 1800 faznih pomaka između ulaznog i izlaznog napona. Dakle, iz Barkhausenovog kriterija možemo dobiti prigušene kontinuirane oscilacije.
Rezonantna frekvencija dana je s

ƒr = 1 / (2P√ (L1 * C))

“kalkulator niskopropusnih filtera drugog reda ”

Gdje je ƒr rezonantna frekvencija

C je ekvivalentni kapacitet serijske kombinacije C1 i C2 kruga spremnika

Daje se kao

C = (C1 * C2) / ((C1 + C2))

L1 predstavlja samoinduktivnost zavojnice.

Primjene Colpitts oscilatora

Koristi se za generiranje sinusoidnih izlaznih signala s vrlo visokim frekvencijama.
Oscilator Colpitts koji koristi SAW uređaj može se koristiti kao različit vrsta senzora kao što su senzor temperature . Kako je uređaj koji se koristi u ovom krugu vrlo osjetljiv na poremećaje, on osjeća izravno s njegove površine.
Često se koristi za aplikacije u kojima je uključen vrlo širok raspon frekvencija.
Koristi se za primjene u kojima se žele prigušiti i kontinuirane oscilacije za funkcioniranje.
Ovaj oscilator je poželjan u situacijama kada je namijenjen čestom podnošenju visokih i niskih temperatura.
Kombinacija ovog oscilatora s nekim uređajima (umjesto kruga spremnika) može se koristiti za postizanje velike temperaturne stabilnosti i visoke frekvencije.
Koristi se za razvoj mobilnih i radiokomunikacije .
Ima mnogo aplikacija koje se koriste u komercijalne svrhe.

Stoga ovaj članak ukratko razmatra Colpittsov oscilator, teoriju, rad i primjenu Colpittsovog oscilatora, zajedno s njegovim krugom spremnika. besplatni elektronički kompleti projekata . Za više informacija u vezi s Colpittsovim oscilatorom, pošaljite svoje komentare komentirajući dolje.

Foto bodovi: