Що таке генератор Колпа?

Що таке генератор Клаппа?

Генератор Клаппа

Генератор Клаппа (також відомий як генератор Гур'є) — це LC електронний генератор, який використовує особливу комбінацію індуктивності та трьох конденсаторів для встановлення частоти генератора (див. схему нижче). LC генератори використовують транзистор (або лампу або інший елемент з розміщенням) та мережу позитивного зворотного зв'язку.

Генератор Клаппа — це вид генератора Колпітса з додатковим конденсатором (C3), доданим послідовно з індуктивністю в коливальному контурі, як показано на схемі нижче.

Окрім присутності додаткового конденсатора, всі інші компоненти та їхні з'єднання залишаються подібними до тих, що в генераторі Колпітса.

Тому, принцип роботи цієї схеми майже ідентичний до того, що у генератора Колпітса, де співвідношення зворотного зв'язку керує генерацією та підтримкою коливань. Однак, частота коливань у випадку генератора Клаппа визначається за формулою

Зазвичай, значення C3 обирається набагато меншим, ніж двох інших конденсаторів. Це тому, що при високих частотах, чим менше C3, тим більшим буде індуктивність, що полегшує реалізацію та зменшує вплив сторонніх індуктивностей.

Незважаючи на це, значення C3 повинно бути обрано з найбільшою обережністю. Це тому, що, якщо воно обране надто мале, то коливання не будуть генеруватися, оскільки L-C гілка не матиме загальної індуктивної реактивності.

Проте, тут слід зазначити, що, коли C3 обране меншим порівняно з C1 та C2, загальна ємність, що керує схемою, буде більш залежною від нього.

Таким чином, формула для частоти може бути наближена до

Крім того, присутність цього додаткового конденсатора робить генератор Клаппа більш придатним, ніж генератор Колпітса, коли потрібно змінювати частоту, як у випадку з генератором змінної частоти (VCO). Причина цього може бути пояснена наступним чином.

У випадку генератора Колпітса, конденсатори C1 та C2 потрібно змінювати, щоб змінювати їхню частоту роботи. Однак, під час цього процесу, навіть співвідношення зворотного зв'язку генератора змінюється, що, в свою чергу, впливає на його вихідну форму сигналу.

Одним із рішень цієї проблеми є те, щоб зробити обидва C1 та C2 фіксованими, а зміну частоти досягати за допомогою окремого змінного конденсатора. Як можна припустити, саме це робить C3 у випадку генератора Клаппа, що, в свою чергу, робить його більш стабільним щодо частоти, ніж генератор Колпітса.

Ви можете подати стабільність частоти схеми, розмістивши її в температурно-керованій камері та використовуючи стабілізовану діоду для підтримки сталого напруги живлення. Додатково, значення конденсаторів C1 та C2 впливають на сторонні ємності, на відміну від C3.

Це означає, що резонансна частота схеми буде впливати на сторонні ємності, якщо у вас є схема лише з C1 та C2, як у випадку з генератором Колпітса. Однак, якщо в схемі є C3, то зміни значень C1 та C2 не будуть значно варіювати резонансну частоту, оскільки домінуючим терміном буде C3.

Далі, бачимо, що генератори Клаппа є порівняно компактними, оскільки вони використовують відносно невеликий конденсатор для налаштування генератора на широкій частотній смузі. Це тому, що навіть незначна зміна значення ємності значно змінює частоту схеми.

Крім того, вони мають високий фактор Q з високим співвідношенням L/C та меншим циркулюючим струмом у порівнянні з генераторами Колпітса. Нарешті, слід зазначити, що ці генератори є надзвичайно надійними, тому їх часто використовують, незважаючи на обмежений діапазон частот роботи.