Clapp Oscillator: Frequentieformule en Schakelschema

Wat is een Clapp Oscillator?

Een Clapp oscillator (ook bekend als Gouriet oscillator) is een LC-elektronische oscillator die gebruik maakt van een specifieke combinatie van een spoel en drie condensatoren om de frequentie van de oscillator in te stellen (zie het schakelschema hieronder). LC-oscillatoren gebruiken een transistor (of vacuümbuiz of ander versterkingselement) en een positief feedbacknetwerk.

Een Clapp oscillator is een variant op een Colpitts oscillator waarbij een extra condensator (C3) wordt toegevoegd aan het tankcircuit, in serie met de spoel, zoals getoond in het schakelschema hieronder.

Behalve de aanwezigheid van een extra condensator, blijven alle andere componenten en hun verbindingen gelijk aan die in het geval van de Colpitts oscillator.

Daarom is het werking van dit circuit bijna identiek aan die van de Colpitts, waarbij de feedbackverhouding bepaalt hoe de oscillaties worden gegenereerd en onderhouden. De frequentie van oscillatie in het geval van een Clapp oscillator wordt echter gegeven door

Meestal wordt de waarde van C3 gekozen om veel kleiner te zijn dan de andere twee condensatoren. Dit komt omdat, bij hogere frequenties, hoe kleiner C3, hoe groter de spoel, wat de implementatie vereenvoudigt en de invloed van parasitaire inductiviteit vermindert.

Toch moet de waarde van C3 met uiterste zorg worden gekozen. Dit komt omdat, als het te klein wordt gekozen, er geen oscillaties zullen worden gegenereerd omdat de L-C tak geen netto inductieve reactantie zal hebben.

Het is echter belangrijk op te merken dat wanneer C3 kleiner wordt gekozen in vergelijking met C1 en C2, de netto capaciteit die het circuit beheerst meer afhankelijk zal zijn van C3.

Dus kan de vergelijking voor de frequentie benaderd worden als

Bovendien maakt de aanwezigheid van deze extra capaciteit de Clapp oscillator voorkeurlijk boven de Colpitts wanneer er behoefte is aan variabele frequentie, zoals bij een Variabele Frequentie Oscillator (VCO). De reden hiervoor kan als volgt worden uitgelegd.

In het geval van de Colpitts oscillator moeten de condensatoren C1 en C2 worden gewijzigd om hun frequentie van werking te varieren. Tijdens dit proces verandert echter ook de feedbackverhouding van de oscillator, wat op zijn beurt de uitgangswaveform beïnvloedt.

Een oplossing voor dit probleem is om zowel C1 als C2 vast te houden en de variatie in frequentie te bereiken met behulp van een aparte variabele condensator.

Zoals te verwachten, is dit precies wat C3 doet in het geval van de Clapp oscillator, waardoor het stabieler is dan de Colpitts in termen van frequentie.

De frequentiestabiliteit van het circuit kan nog verder worden verhoogd door het hele circuit in een kamer met constante temperatuur te plaatsen en door een Zenerdiode te gebruiken om een constante voedingsspanning te garanderen.

Daarnaast moet opgemerkt worden dat de waarden van de condensatoren C1 en C2 gevoelig zijn voor de effecten van parasitaire capaciteiten, in tegenstelling tot C3.

Dit betekent dat de resonerende frequentie van het circuit zou worden beïnvloed door parasitaire capaciteiten als men een circuit had met alleen C1 en C2, zoals in het geval van de Colpitts oscillator.

Echter, als er C3 in het circuit is, dan zullen veranderingen in de waarden van C1 en C2 de resonerende frequentie niet veel veranderen, omdat de dominante term dan C3 zal zijn.

Verder wordt gezien dat Clapp oscillators relatief compact zijn, omdat ze een relatief kleine condensator gebruiken om de oscillator over een breed frequentiegebied te stemmen. Dit komt omdat zelfs een lichte verandering in de waarde van de capaciteit de frequentie van het circuit aanzienlijk kan veranderen.

Bovendien vertonen ze een hoge Q-factor met een hoge L/C-verhouding en minder circulerende stroom in vergelijking met Colpitts oscillators.

Tot slot moet opgemerkt worden dat deze oscillators zeer betrouwbaar zijn en daarom worden voorgetrokken, ondanks een beperkt frequentiebereik.

Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn waard om gedeeld te worden, indien er inbreuk is gelieve contact op te nemen voor verwijdering.