Què és un oscil·lador Clapp?

Què és un oscil·lador Clapp?

Oscil·lador Clapp

Un oscil·lador Clapp (també conegut com a oscil·lador Gouriet) és un oscil·lador electrònic LC que utilitza una combinació particular d'un inductor i tres condensadors per establir la freqüència de l'oscil·lador (vegeu el diagrama del circuit a continuació). Els oscil·ladors LC utilitzen un transistor (o una válvula o altre element de guany) i una xarxa de retroalimentació positiva.

L'oscil·lador Clapp és un tipus d'oscil·lador Colpitts amb un condensador addicional (C3) afegit en sèrie amb l'inductor al circuit de resonància, tal com es mostra en el diagrama del circuit a continuació.

A part de la presència d'aquest condensador addicional, tots els altres components i les seves connexions romanen similars al cas de l'oscil·lador Colpitts.

Per tant, el funcionament d'aquest circuit és gairebé idèntic al de Colpitts, on la raó de retroalimentació governa la generació i la sostenibilitat de les oscil·lacions. No obstant això, la freqüència d'oscil·lació en el cas de l'oscil·lador Clapp es dóna per

Normalment, el valor de C3 es tria per ser molt més petit que els altres dos condensadors. Això és perquè, a freqüències més altes, el més petit que sigui C3, més gran serà l'inductor, cosa que facilita la implementació i també reduix l'influència de l'inductància estranya.

No obstant això, el valor de C3 s'ha de triar amb molt de cura. Això és perquè, si es tria un valor molt petit, no es generaràn les oscil·lacions ja que la branca L-C no tindrà una reactància inductiva neta.

Tanmateix, aquí cal tenir en compte que quan C3 es tria per ser més petit en comparació amb C1 i C2, la capacitància neta que governa el circuit depenrà més d'aquest.

Per tant, l'equació de la freqüència es pot aproximar com

Més endavant, la presència d'aquesta capacitància addicional farà que l'oscil·lador Clapp sigui preferible al Colpitts quan hi ha necessitat de variar la freqüència, com és el cas en l'Oscil·lador de Freqüència Variable (VCO). La raó darrere d'això es pot explicar de la següent manera.

En el cas de l'oscil·lador Colpitts, els condensadors C1 i C2 han de variar per canviar la seva freqüència d'operació. No obstant això, durant aquest procés, també canvia la raó de retroalimentació de l'oscil·lador, cosa que afecta la seva forma d'ona de sortida.

Una solució a aquest problema és fer que C1 i C2 siguin fixes i aconseguir la variació de freqüència mitjançant un condensador variable separat.Com podria suposar-se, això és el que fa C3 en el cas de l'oscil·lador Clapp, el que li confereix més estabilitat en termes de freqüència en comparació amb el Colpitts.

Es pot millorar més la estabilitat de la freqüència del circuit col·locant-lo en una cambra controlada de temperatura i utilitzant un diode Zener per mantenir una tensió d'alimentació constant.Addicionalment, els valors dels condensadors C1 i C2 estan afectats per les capacitances estranyes, diferent de C3.

Això significa que la freqüència de ressonància del circuit seria afectada per les capacitances estranyes si es disposés d'un circuit només amb C1 i C2, com en el cas de l'oscil·lador Colpitts.No obstant això, si hi ha C3 en el circuit, llavors els canvis en els valors de C1 i C2 no variaran gaire la freqüència de ressonància, ja que el terme dominant seria C3.

A més, es veu que els oscil·ladors Clapp són comparativament compactes ja que utilitzen un condensador relativament petit per ajustar l'oscil·lador en una ampla banda de freqüències. Això és perquè, aquí, fins i tot un lleuger canvi en el valor de la capacitància varia la freqüència del circuit en gran mesura.

A més, presenten un factor Q elevat amb una raó L/C alta i una corrent circulant menor en comparació amb els oscil·ladors Colpitts.Finalment, cal notar que aquests oscil·ladors són molt fiables i, per tant, són preferits malgrat tenir un rang limitat de freqüència d'operació.