Clapp Oscillator: فرمول فرکانس و نمودار مدار

چه چیزی است اسیلاتور کلپ؟

اسیلاتور کلپ (که به عنوان اسیلاتور گوریت نیز شناخته می‌شود) یک اسیلاتور الکترونیکی LC است که از ترکیب خاصی از یک القایی و سه خازن برای تنظیم فرکانس اسیلاتور استفاده می‌کند (نمودار مدار را در زیر ببینید). اسیلاتورهای LC از یک ترانزیستور (یا لامپ خلاء یا عناصر دیگر با قابلیت تقویت) و یک شبکه بازخورد مثبت استفاده می‌کنند.

اسیلاتور کلپ یک تغییر از اسیلاتور کالپیتس است که در آن یک خازن اضافی (C3) به مدار تانک اضافه می‌شود تا در سری با القایی موجود در آن قرار گیرد، همانطور که در نمودار مدار زیر نشان داده شده است.

به جز وجود یک خازن اضافی، تمامی مولفه‌ها و اتصالات مشابه با حالت اسیلاتور کالپیتس باقی می‌مانند.

بنابراین، عملکرد این مدار تقریباً مشابه با کالپیتس است، جایی که نسبت بازخورد تعیین‌کننده تولید و پایداری نوسانات است. با این حال، فرکانس نوسان در مورد اسیلاتور کلپ به صورت زیر داده می‌شود

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

با این حال، مقدار C3 باید با دقت انتخاب شود. این به این دلیل است که اگر مقدار آن خیلی کوچک انتخاب شود، نوسانات تولید نخواهند شد زیرا شاخه L-C قادر به داشتن واکنش القایی خالص نخواهد بود.

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، وجود این ظرفیت اضافی اسیلاتور کلپ را در مقایسه با کالپیتس در مواقعی که نیاز به تغییر فرکانس وجود دارد (مانند اسیلاتور با فرکانس متغیر VCO) ترجیح می‌دهد. دلیل این موضوع به شرح زیر است.

در مورد اسیلاتور کالپیتس، برای تغییر فرکانس عملیاتی، خازن‌های C1 و C2 باید تغییر کنند. با این حال در این فرآیند، حتی نسبت بازخورد اسیلاتور نیز تغییر می‌کند که به نوبه خود بر موج خروجی آن تأثیر می‌گذارد.

یک راه حل 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 اسیلاتور کلپ انجام می‌دهد، که به نوبه خود آن را در مقایسه با کالپیتس از نظر پایداری فرکانسی بیشتر می‌کند.

پایداری فرکانسی مدار می‌تواند با قرار دادن کل مدار در یک کامره با دمای ثابت و استفاده از یک دیود زنر برای تضمین ولتاژ تغذیه ثابت بیشتر شود.

علاوه بر این، باید توجه داشت که مقادیر خازن‌های C1 و C2 مستعد تأثیر ظرفیت‌های جانبی هستند، در حالی که C3 چنین نیست.

این به این معنی است که فرکانس رزونانس مدار توسط ظرفیت‌های جانبی تحت تأثیر قرار می‌گیرد اگر یک مدار فقط با C1 و C2 داشته باشیم، همانطور که در مورد اسیلاتور کالپیتس است.

با این حال، اگر C3 در مدار باشد، تغییرات در مقادیر C1 و C2 فرکانس رزونانس را زیاد تغییر نخواهد داد، زیرا مورد غالب C3 خواهد بود.

سپس مشاهده می‌شود که اسیلاتورهای کلپ نسبتاً فشرده هستند زیرا از یک خازن کوچک برای تنظیم اسیلاتور در یک باند فرکانس گسترده استفاده می‌کنند. این به این دلیل است که حتی تغییر کوچکی در مقدار ظرفیت فرکانس مدار را به میزان زیادی تغییر می‌دهد.

علاوه بر این، آنها عامل Q بالا با نسبت L/C بالا و جریان گردشی کمتری نسبت به اسیلاتورهای کالپیتس دارند.

در نهایت، باید توجه داشت که این اسیلاتورها بسیار قابل اعتماد هستند و بنابراین با وجود داشتن محدوده فرکانس عملیاتی محدود، ترجیح داده می‌شوند.

بیانیه: اصلی را احترام بگذارید، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر نقض حق کپی رایت وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.