Eingestellter Sammlerschwingkreis

Definition des gestimmten Kollektor-Oszillators

Ein gestimmter Kollektor-Oszillator ist definiert als ein LC-Oszillator, der eine Tank-Schaltung und einen Transistor verwendet, um ein periodisches Signal zu erzeugen.

Erklärung des Schaltplandigramms

Das Schaltplandiagramm zeigt den gestimmten Kollektor-Oszillator. Der Transformator und der Kondensator sind an den Kollektor des Transistors angeschlossen und erzeugen eine Sinuswelle.

R1 und R2 bilden die Spannungsteiler-Bias für den Transistor. Re bezieht sich auf den Emitterwiderstand und dient zur thermischen Stabilisierung. Ce wird verwendet, um verstärkte Wechselspannungsoszillationen zu umgehen und ist der Emitter-Umgehungs-Kondensator. C2 ist der Umgehungs-Kondensator für den Widerstand R2. Die Primärwicklung des Transformators, L1, zusammen mit dem Kondensator C1, bildet die Tank-Schaltung.

Funktionsweise des gestimmten Kollektor-Oszillators

Bevor wir auf die Funktionsweise des Oszillators eingehen, sollten wir uns daran erinnern, dass ein Transistor eine Phasenverschiebung von 180 Grad verursacht, wenn er eine Eingangsspannung verstärkt. L1 und C1 bilden die Tank-Schaltung und aus diesen beiden Elementen erhalten wir die Oszillationen. Der Transformator hilft dabei, eine positive Rückkopplung zu geben (dazu kommen wir später noch) und der Transistor verstärkt das Ausgangssignal. Mit dieser Erkenntnis können wir nun die Funktionsweise des Schaltkreises verstehen.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, beginnt der Kondensator C1, sich aufzuladen. Wenn er vollständig aufgeladen ist, beginnt er, über den Spule L1 abzulaufen. Die in Form elektrostatischer Energie gespeicherte Energie im Kondensator wird in elektromagnetische Energie umgewandelt und in der Spule L1 gespeichert. Sobald der Kondensator vollständig entladen ist, beginnt die Spule, den Kondensator erneut aufzuladen.

Dies liegt daran, dass Spulen das durch sie fließende Strom nicht schnell ändern und daher die Polarität an sich selbst ändern und den Strom in dieselbe Richtung fließen lassen. Der Kondensator beginnt erneut, sich aufzuladen, und der Zyklus setzt sich auf diese Weise fort. Die Polarität an der Spule und am Kondensator ändert sich periodisch, und daher erhalten wir ein oszillierendes Signal als Ausgang.

Die Wicklung L2 lädt sich durch elektromagnetische Induktion auf und sendet dies an den Transistor. Der Transistor verstärkt das Signal und erzeugt das Ausgangssignal. Ein Teil dieses Ausgangs wird als positive Rückkopplung in das System zurückgeführt.

Positive Rückkopplung ist die Rückkopplung, die in Phase mit dem Eingang steht. Der Transformator führt eine Phasenverschiebung von 180 Grad ein, und der Transistor führt ebenfalls eine Phasenverschiebung von 180 Grad ein. Insgesamt erhalten wir also eine Phasenverschiebung von 360 Grad, die an die Tank-Schaltung zurückgeführt wird. Positive Rückkopplung ist notwendig für nachhaltige Oszillationen.

Die Frequenz der Oszillation hängt von den Werten der Spule und des Kondensators in der Tank-Schaltung ab und wird durch folgende Formel gegeben:

Wobei,

F = Frequenz der Oszillation. L1 = Wert der Induktivität der Primärwicklung des Transformators L1. C1 = Wert der Kapazität des Kondensators C1.