Oscilador Clapp: Fórmula de frecuencia e diagrama de circuito

Que é un oscilador Clapp?

Un oscilador Clapp (tamén coñecido como oscilador Gouriet) é un oscilador electrónico LC que utiliza unha combinación particular dun inductor e tres condensadores para establecer a frecuencia do oscilador (véxase o diagrama de circuito a continuación). Os osciladores LC usan un transistor (ou tubo de vacío ou outro elemento de ganancia) e unha rede de realimentación positiva.

O oscilador Clapp é unha variante do oscilador Colpitts onde se engade un condensador adicional (C3) ao circuito tanque en serie con o inductor, como se mostra no diagrama de circuito a continuación.

A parte da presenza dun condensador extra, todos os outros compoñentes e as súas conexións son similares ao caso do oscilador Colpitts.

polo tanto, o funcionamento deste circuito é case idéntico ao do Colpitts, onde a relación de realimentación xoverna a xeración e a sostenibilidade das oscilacións. No entanto, a frecuencia de oscilación no caso do oscilador Clapp está dada por

Xeralmente, o valor de C3 escóllense para que sexa moito menor que os outros dous condensadores. Isto é porque, a frecuencias máis altas, canto menor sexa C3, maior será o inductor, o que facilita a implementación e reduce a influencia da indutancia estría.

Non obstante, o valor de C3 debe escollerse con sumo cuidado. Isto é porque, se se escolla demasiado pequeno, as oscilacións non se xerarán xa que a rama L-C non terá unha reactividade indutiva neta.

No entanto, aquí hai que notar que cando C3 se escolle menor en comparación con C1 e C2, a capacitancia neta que gobierna o circuito dependerá máis de el.

Así, a ecuación para a frecuencia pode aproximarse como

Ademais, a presenza desta capacitancia extra fará que o oscilador Clapp sexa preferible sobre o Colpitts cando hai necesidade de variar a frecuencia, como é o caso do Oscilador de Frecuencia Variable (VCO). A razón detrás disto pode explicarse como segue.

No caso do oscilador Colpitts, os condensadores C1 e C2 deben variarse para variar a súa frecuencia de operación. No entanto, durante este proceso, tamén cambia a relación de realimentación do oscilador, o que afecta a súa forma de onda de saída.

Unha solución a este problema é facer que ambos C1 e C2 sexan fixos na natureza, mentres que se logra a variación na frecuencia usando un condensador variable separado.

Como se podería supor, isto é o que fai C3 no caso do oscilador Clapp, que a súa vez o fai máis estable en termos de frecuencia que o Colpitts.

A estabilidade de frecuencia do circuito pode aumentarse incluso máis encerrando todo o circuito nunha cámara con temperatura constante e usando un diodo Zener para asegurar unha tensión de alimentación constante.

Ademais, hai que notar que os valores dos condensadores C1 e C2 están propensos ao efecto das capacitancias estrías, a diferenza de C3.

Isto significa que a frecuencia resonante do circuito estaría afectada polas capacitancias estrías se tivesemos un circuito con só C1 e C2, como no caso do oscilador Colpitts.

No entanto, se hai C3 no circuito, entón os cambios nos valores de C1 e C2 non variarían a frecuencia resonante moito, xa que o término dominante sería C3.

A seguir, véxese que os osciladores Clapp son comparativamente compactos xa que empregan un condensador relativamente pequeno para sintonizar o oscilador nunha banda de frecuencia ampla. Isto é porque, mesmo un cambio leve no valor da capacitancia varía a frecuencia do circuito en gran medida.

Ademais, exhiben un factor Q alto con unha relación L/C alta e corrente circulante menor en comparación cos osciladores Colpitts.

Finalmente, hai que notar que estes osciladores son moi fiables e, polo tanto, son preferidos a pesar de ter un rango limitado de frecuencia de operación.

Declaración: Respete o original, bons artigos mérito ser compartidos, se hai infracción por favor contacte para eliminar.