Clapp Oscillator: Frekvensformel og kretsdiagram

Hva er en Clapp-oscillator?

En Clapp-oscillator (også kjent som en Gouriet-oscillator) er en LC-elektronisk oscillator som bruker en spesiell kombinasjon av en spole og tre kondensatorer for å sette oscillatorens frekvens (se kretstegningen nedenfor). LC-oscillatorer bruker en transistor (eller vakuumrør eller annet forsterknings-element) og et positivt tilbakemeldingsnettverk.

En Clapp-oscillator er en variasjon av en Colpitts-oscillator der en ekstra kapasitor (C3) legges til i tankkretsen for å være i serie med spolen i den, som vist i kretstegningen nedenfor.

Unntatt tilstedeværelsen av en ekstra kapasitor, er alle andre komponenter og deres koblinger liknende til de i tilfelle Colpitts-oscillator.

Dermed er arbeidsmåten til denne kretsen nesten identisk med den til Colpitts, hvor tilbakemeldingsforholdet styrer genereringen og vedvarelsen av svingningene. Imidlertid er frekvensen til svingningene i tilfelle en Clapp-oscillator gitt av

Vanligvis velges verdien av C3 å være mye mindre enn de to andre kondensatorene. Dette er fordi, ved høyere frekvenser, jo mindre C3 er, jo større vil spolen være, noe som forenkler implementasjonen og reduserer påvirkningen av uvedkommende induktans.

Likevel må verdien av C3 velges med stor omsorg. Dette er fordi, hvis den velges for liten, vil ikke svingninger bli generert da L-C grenen vil mislykkes med å ha en netto induktiv reaktans.

Imidlertid skal det merkes at når C3 velges å være mindre i sammenligning med C1 og C2, vil den totale kapasitansen som styrer kretsen være mer avhengig av den.

Så ligningen for frekvensen kan approksimeres som

Videre gjør tilstedeværelsen av denne ekstra kapasiteten Clapp-oscillator foretrukket over Colpitts når det er behov for å variere frekvensen, som er tilfellet med Variable Frequency Oscillator (VCO). Grunnen bak dette kan forklares som følger.

I tilfelle Colpitts-oscillator, må kondensatorene C1 og C2 variere for å variere deres operasjonsfrekvens. Imidlertid endres også tilbakemeldingsforholdet til oscillatoren under denne prosessen, noe som påvirker dens utgangssvingning.

En løsning på dette problemet er å la både C1 og C2 være faste i natur mens man oppnår variasjon i frekvens ved hjelp av en separat variabel kapasitor.

Som kunne gjettes, er dette det C3 gjør i tilfelle Clapp-oscillator, noe som gjør den mer stabil enn Colpitts i forhold til frekvens.

Frekvensstabiliteten til kretsen kan økes enda mer ved å omgripe hele kretsen i en kammer med konstant temperatur og ved å bruke en Zener-diod for å sikre konstant strømforsyning.

I tillegg skal det merkes at verdiene til kondensatorene C1 og C2 er utsatt for effekten av uvedkommende kapasitanser, ulike fra C3.

Dette betyr at resonansfrekvensen til kretsen ville bli påvirket av uvedkommende kapasitanser hvis man hadde en krets med bare C1 og C2, som i tilfelle Colpitts-oscillator.

Imidlertid, hvis det er C3 i kretsen, vil endringene i verdiene til C1 og C2 ikke variere resonansfrekvensen mye, da den dominante termen ville være C3.

Neste, ser vi at Clapp-oscillatorer er sammenlignet kompakte da de bruker en relativt liten kapasitor for å justere oscillatoren over et bredt frekvensområde. Dette er fordi, her, selv en liten endring i verdien av kapasitansen varierer frekvensen av kretsen i stor grad.

Videre viser de en høy Q-faktor med en høy L/C-forhold og mindre sirkulerende strøm i sammenligning med Colpitts-oscillatorer.

Til slutt, skal det merkes at disse oscillatorer er svært pålitelige og derfor foretrukket, til tross for å ha et begrenset frekvensområde for drift.

Erklæring: Respekt originalen, godt artikkel verdig deling, hvis det er kränkelse kontakt slett.