چه چیزی اسیلاتور کلاپ است

اُسیلاتور کلپ چیست؟

اُسیلاتور کلپ

اُسیلاتور کلپ (که همچنین با نام اُسیلاتور گوریه شناخته می‌شود) یک اُسیلاتور الکترونیکی LC است که از ترکیب خاصی از یک القایی و سه خازن برای تنظیم فرکانس اُسیلاتور استفاده می‌کند (به نمودار مدار زیر مراجعه کنید). اُسیلاتورهای LC از یک ترانزیستور (یا لامپ خلاء یا سایر عناصر پیشرفت) و یک شبکه بازخورد مثبت استفاده می‌کنند.

اُسیلاتور کلپ نوعی از اُسیلاتور کولپیتس است که یک خازن اضافی (C3) به صورت سری با القایی در مدار نگهدارنده اضافه شده است، همانطور که در نمودار مدار زیر نشان داده شده است.

به جز حضور یک خازن اضافی، تمامی اجزای دیگر و اتصالات آن مشابه با اُسیلاتور کولپیتس است.

بنابراین، عملکرد این مدار تقریباً مشابه با کولپیتس است، که نسبت بازخورد موجب تولید و حفظ نوسانات می‌شود. با این حال، فرکانس نوسان در مورد اُسیلاتور کلپ با رابطه زیر تعیین می‌شود

معمولاً، مقدار C3 به طور قابل توجهی کوچکتر از دو خازن دیگر انتخاب می‌شود. این به این دلیل است که در فرکانس‌های بالا، هرچه C3 کوچکتر باشد، القایی بزرگ‌تر خواهد بود، که اجرای آن را آسان‌تر می‌کند و تأثیر القایی مزاحم را کاهش می‌دهد.

با این حال، مقدار C3 باید با دقت بسیار زیادی انتخاب شود. این به این دلیل است که اگر مقدار آن بسیار کوچک انتخاب شود، نوسانات تولید نخواهد شد زیرا شاخه L-C نتواند واکنش القایی خالصی داشته باشد.

با این حال، باید توجه داشت که وقتی C3 نسبت به C1 و C2 کوچکتر انتخاب می‌شود، ظرفیت کلی مدار بیشتر به آن وابسته خواهد بود.

بنابراین معادله فرکانس می‌تواند به صورت زیر تقریب زده شود

علاوه بر این، حضور این ظرفیت اضافی باعث می‌شود که اُسیلاتور کلپ در مقایسه با کولپیتس زمانی که نیاز به تغییر فرکانس وجود دارد، مانند اُسیلاتور با فرکانس متغیر (VCO)، مطلوب‌تر باشد. دلیل این موضوع به شرح زیر است.

در مورد اُسیلاتور کولپیتس، خازن‌های C1 و C2 باید تغییر کنند تا فرکانس عملیاتی آنها تغییر کند. با این حال در این فرآیند، حتی نسبت بازخورد اُسیلاتور نیز تغییر می‌کند که به نوبه خود تأثیر بر موج خروجی آن دارد.

یک راه‌حل برای این مشکل این است که هر دو C1 و C2 ثابت باشند و تغییر فرکانس با استفاده از یک خازن متغیر جداگانه انجام شود.همانطور که می‌توان حدس زد، این کار را C3 در مورد اُسیلاتور کلپ انجام می‌دهد، که در نتیجه آن را در مقایسه با کولپیتس از نظر پایداری فرکانسی بیشتر می‌کند.

می‌توانید پایداری فرکانس مدار را با قرار دادن آن در یک کامره با دما کنترل شده و استفاده از یک دیود زنر برای حفظ ولتاژ تغذیه ثابت، بهبود بخشید.علاوه بر این، مقادیر خازن‌های C1 و C2 تحت تأثیر ظرفیت‌های مزاحم هستند، در حالی که C3 چنین تأثیری ندارد.

این به این معنی است که فرکانس رزونانس مدار توسط ظرفیت‌های مزاحم در صورتی که فقط C1 و C2 در مدار باشند، مانند اُسیلاتور کولپیتس، تحت تأثیر قرار می‌گیرد.با این حال، اگر C3 در مدار باشد، تغییرات در مقادیر C1 و C2 فرکانس رزونانس را زیاد تغییر نمی‌دهد، زیرا جمله غالب C3 خواهد بود.

بعداً مشاهده می‌شود که اُسیلاتورهای کلپ نسبتاً فشرده هستند زیرا از یک خازن کوچک برای تنظیم اُسیلاتور در یک باند فرکانس گسترده استفاده می‌کنند. این به این دلیل است که در اینجا، حتی تغییر کمی در مقدار ظرفیت، فرکانس مدار را به میزان زیادی تغییر می‌دهد.

علاوه بر این، آنها عامل Q بالایی با نسبت L/C بالا و جریان گردشی کمتر نسبت به اُسیلاتورهای کولپیتس دارند.در نهایت باید توجه داشت که این اُسیلاتورها بسیار قابل اعتماد هستند و بنابراین در عرضه فرکانسی محدود، ترجیح داده می‌شوند.