Vad är en Clapp-oscillator?

Vad är en Clapp-oscillator?

Clapp-oscillator

En Clapp-oscillator (även känd som en Gouriet-oscillator) är en LC-elektronisk oscillator som använder en specifik kombination av en spole och tre kondensatorer för att ställa in oscillatorns frekvens (se circuitschemat nedan). LC-oscillatorer använder en transistor (eller vakuumrör eller annan förstärkningsenhet) och ett positivt återkopplingsnätverk.

En Clapp-oscillator är en typ av Colpitts-oscillator med en extra kondensator (C3) lagd i serie med spolen i tankcirkuiten, som visas i circuitschemat nedan.

Förutom närvaron av en extra kondensator är alla andra komponenter och deras anslutningar liknande dem i fallet med Colpitts-oscillator.

Därför är funktionen hos denna krets nästan identisk med den hos Colpitts, där återkopplingsförhållandet styr genereringen och upprätthållandet av svängningarna. Dock ges svängningsfrekvensen i fallet med en Clapp-oscillator av

Vanligtvis väljs värdet på C3 att vara mycket mindre än de två andra kondensatorerna. Detta beror på att vid högre frekvenser, ju mindre C3 är, desto större blir induktorn, vilket underlättar implementeringen samt minskar påverkan av ströinertie.

Trots detta måste värdet på C3 väljas med stor omsorg. Detta beror på att om det väljs att vara mycket litet, kommer svängningarna inte att genereras eftersom L-C grenen inte kommer att ha en nettoinduktiv reaktans.

Men här bör noteras att när C3 väljs att vara mindre i jämförelse med C1 och C2, kommer den totala kapacitansen som styr kretsen att vara mer beroende av den.

Så ekvationen för frekvensen kan approximeras till

Vidare gör närvaron av denna extra kapacitans Clapp-oscillatorn föredragbar över Colpitts när det finns behov av att variera frekvensen, som är fallet med Variabel Frekvens Oscillator (VCO). Anledningen bakom detta kan förklaras som följer.

I fallet med Colpitts-oscillatorn måste kondensatorerna C1 och C2 varieras för att variera deras driftsfrekvens. Men under denna process ändras även återkopplingsförhållandet för oscillatorn, vilket i sin tur påverkar dess utgångsvågform.

Ett lösning på detta problem är att göra både C1 och C2 fast i naturen samtidigt som frekvensvariationen uppnås genom en separat variabel kondensator.Som man kan ana, är detta vad C3 gör i fallet med Clapp-oscillatorn, vilket i sin tur gör den mer stabil än Colpitts i termer av frekvens.

Du kan ytterligare förbättra kretsens frekvensstabilitet genom att placera den i en temperaturkontrollerad kammare och använda en Zenerdiod för att hålla en konstant spänningsförsörjning.Ytterligare påverkas värdena på kondensatorerna C1 och C2 av strökapacitanser, inte som C3.

Detta betyder att resonansfrekvensen för kretsen skulle påverkas av strökapacitanserna om man hade en krets med bara C1 och C2, som i fallet med Colpitts-oscillator.Men om det finns C3 i kretsen, då skulle variationerna i värdena på C1 och C2 inte variera resonansfrekvensen så mycket, eftersom den dominanta termen då skulle vara C3.

Nästa steg ser vi att Clapp-oscillatorer är relativt kompakta eftersom de använder en relativt liten kondensator för att stämma oscillatorn över ett brett frekvensband. Detta beror på att även en liten förändring i kapacitansvärdet varierar frekvensen i kretsen till en stor grad.

Vidare visar de en hög Q-faktor med en hög L/C-förhållande och mindre cirkulerande ström i jämförelse med Colpitts-oscillatorer.Slutligen bör noteras att dessa oscillatorer är mycket pålitliga och därför föredras trots att de har ett begränsat frekvensband.