Hva er en Clapp Oscillator?

Hva er en Clapp-oscillator?

Clapp-oscillator

En Clapp-oscillator (også kjent som en Gouriet-oscillator) er en LC-elektronisk oscillator som bruker en spesiell kombinasjon av en spole og tre kondensatorer for å sette oscillasjonens frekvens (se kretsskjema nedenfor). LC-oscillatører bruker en transistor (eller vakuumrør eller annen forsterkningskomponent) og et positivt tilbakemeldingsnettverk.

En Clapp-oscillator er en type Colpitts-oscillator med en ekstra kondensator (C3) lagt i serie med spolen i tankkretsen, som vist i kretsskjemaet nedenfor.

Unntatt tilstedeværelsen av en ekstra kondensator, forbli alle andre komponenter og deres koblinger lik dem i en Colpitts-oscillator.

Dermed er arbeidsmåten for denne kretsen nesten identisk med den i en Colpitts, der tilbakemeldingsforholdet styrer genereringen og vedlikeholdelsen av oscillasjonene. Imidlertid er frekvensen for oscillasjon i tilfelle en Clapp-oscillator gitt av

Vanligvis velges verdien av C3 mye mindre enn de to andre kondensatorene. Dette er fordi, ved høyere frekvenser, jo mindre C3 er, jo større blir spolen, noe som forenkler implementasjonen og reduserer påvirkningen av streifspol.

Imidlertid må verdien av C3 velges med stor omhu. Dette er fordi, hvis den velges for liten, vil det ikke genereres oscillasjoner, da L-C-grenen ikke vil ha en netto induktiv reaktivitet.

Men her bør det merkes at når C3 velges mindre i sammenligning med C1 og C2, vil den netto kapasitansen som styrer kretsen være mer avhengig av den.

Slik kan ligningen for frekvensen tilnærmet som

Videre vil tilstedeværelsen av denne ekstra kapasitansen gjøre Clapp-oscillator foretrukket over Colpitts når det er behov for å variere frekvensen, som er tilfellet med Variabel Frekvens Oscillator (VCO). Grunnen til dette kan forklares som følger.

I tilfellet en Colpitts-oscillator, må kondensatorene C1 og C2 variert for å variere deres operasjonsfrekvens. Men under denne prosessen endres også tilbakemeldingsforholdet til oscillatøren, noe som igjen påvirker dens utdataform.

En løsning på dette problemet er å la både C1 og C2 være faste, mens variasjonen i frekvens oppnås ved hjelp av en separat variabel kondensator.Som kan gjettes, er dette det C3 gjør i tilfellet en Clapp-oscillator, noe som gjør den mer stabil enn Colpitts i forhold til frekvens.

Du kan videre forbedre kretsens frekvensstabilitet ved å plassere den i en temperaturkontrollert kammer og bruke en Zener-diod for å opprettholde en konstant strømforsyning.I tillegg påvirkes verdien av kondensatorene C1 og C2 av streifkapasitanser, ulike fra C3.

Dette betyr at resonansfrekvensen i kretsen ville blitt påvirket av streifkapasitanser hvis man hadde en krets bare med C1 og C2, som i tilfellet en Colpitts-oscillator.Men hvis det er C3 i kretsen, vil endringene i verdiene av C1 og C2 ikke variere resonansfrekvensen mye, da den dominante termen da ville være C3.

Videre ser vi at Clapp-oscillatorer er forholdsvis kompakte, da de bruker en relativt liten kondensator for å justere oscillator over et bredt frekvensområde. Dette er fordi, selv en liten endring i verdien av kapasitansen varierer frekvensen i kretsen betydelig.

Videre viser de en høy Q-faktor med en høy L/C-forhold og mindre sirkulerende strøm sammenlignet med Colpitts-oscillatorer.Til slutt bør det merkes at disse oscillatorer er svært pålitelige og derfor foretrukket, til tross for å ha et begrenset frekvensområde for operasjon.