Oscilator Clappa: Formula frekvencije i shema strujne krugovine

Što je Clapp oscilator?

Clapp oscilator (poznat i kao Gouriet oscilator) je LC elektronički oscilator koji koristi određenu kombinaciju induktora i tri kondenzatora za postavljanje frekvencije oscilatora (vidi dijagram strujnog kruga ispod). LC oscilatori koriste tranzistor (ili vakuumsku cijev ili drugi element s pojačanjem) i mrežu pozitivne povratne veze.

Clapp oscilator je varijacija Colpittsovog oscilatora gdje se dodaje dodatni kondenzator (C3) u tanki krug tako da bude u seriji s induktorom u njemu, kako je prikazano na dijagramu strujnog kruga ispod.

Osim prisutnosti dodatnog kondenzatora, sve ostale komponente i njihove veze su slične onima u slučaju Colpittsovog oscilatora.

Stoga rad ovog kruga gotovo identičan je radu Colpittsovog, gdje omjer povratne veze uređuje generiranje i održavanje oscilacija. Međutim, frekvencija oscilacija u slučaju Clapp oscilatora dana je formulom

Obično, vrijednost C3 odabire se da bude mnogo manja od ostala dva kondenzatora. To je zato što, na višim frekvencijama, manji C3, veći će biti induktor, što olakšava implementaciju i smanjuje utjecaj stranih indukcija.

Ipak, vrijednost C3 treba odabrati s najvećom pažnjom. To je zato što, ako se odabere vrlo mali, tada se neće generirati oscilacije jer L-C granica neće imati neto induktivnu reaktivnost.

Međutim, ovdje treba napomenuti da kada C3 odabire se manji u usporedbi s C1 i C2, neto kapacitet koji upravlja krugom više zavisi od njega.

Stoga se jednadžba za frekvenciju može aproksimirati sa

Dodatno, prisustvo ove dodatne kapacitance čini Clapp oscilator preferentnijim nad Colpitts kad je potrebno mijenjati frekvenciju, kao što je slučaj s Varijabilnim Frekvencijskim Oscilatorom (VCO). Razlog za to može se objasniti ovako.

U slučaju Colpittsovog oscilatora, kapacitori C1 i C2 moraju se mijenjati kako bi se promijenila njihova frekvencija rada. Međutim, tijekom ovog procesa, mijenja se i omjer povratne veze oscilatora, što utječe na izlazni valni oblik.

Jedno rješenje ovog problema jest da se i C1 i C2 čine fiksiranim, dok se varijacija frekvencije postiže pomoću zasebnog varijabilnog kondenzatora.

Kao što se može pretpostaviti, to je ono što C3 radi u slučaju Clapp oscilatora, što ga čini stabilnijim od Colpittsa u pogledu frekvencije.

Frekvencijska stabilnost kruga može se još povećati zatvaranjem cijelog kruga u komoru s konstantnom temperaturom i korištenjem Zener diode kako bi se osiguralo konstantno napajanje.

Dodatno, važno je napomenuti da su vrijednosti kapacitora C1 i C2 podložne utjecaju stranih kapacitanci, različito od C3.

To znači da bi rezonantna frekvencija kruga bila utjecana stranim kapacitancama ako bi se imao krug samo s C1 i C2, kao u slučaju Colpittsovog oscilatora.

Međutim, ako postoji C3 u krugu, tada promjene u vrijednostima C1 i C2 ne bi značajno varirale rezonantnu frekvenciju, jer dominirajući termin bi bio C3.

Naposljetku, vidi se da su Clapp oscilatori relativno kompaktni jer koriste relativno mali kondenzator za postavljanje oscilatora na širokom frekvencijskom opsegu. To je zato što, čak i mala promjena u vrijednosti kapacitance značajno varira frekvenciju kruga.

Dodatno, oni pokazuju visok Q faktor s visokim omjerom L/C i manjom cirkulirajućom strujom u usporedbi s Colpittsovim oscilatorima.

Naposljetku, važno je napomenuti da su ovi oscilatori vrlo pouzdani i stoga su preferirani unatoč ograničenom rasponu frekvencija rada.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede za djeljenje, ako postoji kršenje autorskih prava obratite se za brisanje.