클랩 오실레이터: 주파수 공식 및 회로도

클랩 오스실레이터란?

클랩 오스실레이터(또는 고리에트 오스실레이터라고도 함)는 특정 조합의 인덕터와 세 개의 커패시터를 사용하여 오스실레이터의 주파수를 설정하는 LC 전자 오스실레이터입니다(아래 회로도 참조). LC 오스실레이터는 트랜지스터(또는 진공관 또는 다른 증폭 요소)와 양의 피드백 네트워크를 사용합니다.

클랩 오스실레이터는 콜피츠 오스실레이터의 변형으로, 추가적인 커패시터(C3)가 탱크 회로 내의 인덕터와 직렬로 연결되어 있는 경우입니다. 아래 회로도 참조.

추가된 커패시터를 제외하고 모든 구성 요소와 그 연결은 콜피츠 오스실레이터와 유사합니다.

따라서 이 회로의 작동 방식은 피드백 비율이 진동의 생성과 유지에 영향을 미치는 콜피츠와 거의 동일하지만, 클랩 오스실레이터의 진동 주파수는 다음과 같습니다.

일반적으로 C3의 값은 다른 두 커패시터보다 훨씬 작게 선택됩니다. 이는 높은 주파수에서 C3가 작을수록 인덕터가 커져 구현이 용이해지고 부수적인 인덕턴스의 영향을 줄일 수 있기 때문입니다.

그러나 C3의 값은 매우 신중하게 선택해야 합니다. 만약 너무 작게 선택하면 L-C 가지가 순전류 반응을 가질 수 없어 진동이 발생하지 않을 수 있습니다.

그러나 여기서 주목할 점은 C3가 C1와 C2보다 작게 선택될 때, 회로를 지배하는 전체 커패시턴스는 C3에 더 많이 의존한다는 것입니다.

따라서 주파수 방정식은 다음과 같이 근사할 수 있습니다.

또한, 이 추가적인 커패시턴스 덕분에 클랩 오스실레이터는 주파수를 변화시키는 데 필요한 경우, 즉 가변 주파수 오스실레이터(VCO)의 경우 콜피츠보다 선호됩니다. 이 이유는 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

콜피츠 오스실레이터의 경우, 주파수를 변경하려면 C1와 C2를 변경해야 합니다. 그러나 이 과정에서 오스실레이터의 피드백 비율도 변경되므로 출력 파형에 영향을 미칩니다.

이 문제의 해결책 중 하나는 C1와 C2를 고정된 상태로 유지하면서 별도의 가변 커패시터를 사용하여 주파수를 변경하는 것입니다.

추측할 수 있듯이, 이것이 바로 클랩 오스실레이터에서 C3가 하는 역할이며, 이를 통해 클랩 오스실레이터는 콜피츠보다 주파수 안정성이 더 높아집니다.

회로의 주파수 안정성은 일정한 온도를 유지하는 챔버에 전체 회로를 감싸고 제너 다이오드를 사용하여 공급 전압을 일정하게 유지함으로써 더욱 증가시킬 수 있습니다.

또한, C1와 C2의 값은 C3와 달리 부수적인 커패시턴스의 영향을 받기 쉽습니다.

이는 C1와 C2만 있는 회로, 즉 콜피츠 오스실레이터의 경우 부수적인 커패시턴스 때문에 회로의 공진 주파수가 영향을 받을 수 있다는 것을 의미합니다.

그러나 C3가 회로에 있다면, C1와 C2의 값이 변하더라도 주파수는 크게 변하지 않습니다. 이는 C3가 주요 항이 되기 때문입니다.

다음으로, 클랩 오스실레이터는 비교적 작은 커패시터를 사용하여 넓은 주파수 대역에서 오스실레이터를 조정하기 때문에 비교적 컴팩트합니다. 이는 여기서 커패시턴스 값의 약간의 변화가 회로의 주파수를 크게 변화시키기 때문입니다.

또한, 클랩 오스실레이터는 콜피츠 오스실레이터와 비교하여 높은 Q 팩터와 높은 L/C 비율, 그리고 적은 순환 전류를 나타냅니다.

마지막으로, 이러한 오스실레이터는 매우 신뢰성이 높으므로, 운용 주파수 범위가 제한적이더라도 선호됩니다.

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