調整されたコレクターオシレータ

トuned collector oscillatorの話題に入る前に、まずオシレーターとは何か、そしてその役割を理解する必要があります。オシレーターは、正弦波や矩形波のような振動または周期的な信号を生成する電子回路です。オシレーターの主な目的は、直流信号を交流信号に変換することです。オシレーターはテレビ、時計、ラジオ、コンピュータなど多くの用途で使用されています。ほぼすべての電子機器が何らかのオシレーターを使用して振動信号を生成しています。

最も単純なLCオシレーターの一つがトuned collector oscillatorです。このトuned collector oscillatorでは、コンデンサとコイルからなるタンク回路と、信号を増幅するためのトランジスタがあります。コレクタに接続されたタンク回路は、共振時に単純な抵抗負荷として機能し、オシレーターの周波数を決定します。

トuned collector oscillatorの回路図の説明

上記がトuned collector oscillatorの回路図です。ご覧のように、トランスフォーマーとコンデンサはトランジスタのコレクタ側に接続されています。このオシレーターは正弦波を生成します。
R1とR2はトランジスタのバイアス用の電圧分割器を形成しています。Reはエミッタ抵抗で、熱安定性を提供します。Ceは増幅された交流振動をバイパスするために使用され、エミッタバイパスコンデンサです。C2は抵抗R2のバイパスコンデンサです。トランスフォーマーのプライマリL1とコンデンサC1はタンク回路を形成します。

トuned collector oscillatorの動作原理

オシレーターの動作に入ると前に、トランジスタが入力電圧を増幅する際に180度の位相シフトを引き起こすという事実を復習しましょう。L1とC1はタンク回路を形成し、これらの2つの要素から振動を得ることができます。トランスフォーマーはポジティブフィードバック（後で詳しく説明します）を与え、トランジスタは出力を増幅します。これで確立されたので、回路の動作について理解しましょう。

電源がオンになると、コンデンサC1が充電を始めます。完全に充電されると、インダクタL1を通じて放電を開始します。コンデンサに蓄積された静電エネルギーは、磁気エネルギーに変換され、インダクタL1に蓄積されます。コンデンサが完全に放電すると、インダクタが再びコンデンサを充電し始めます。これは、インダクタは通過する電流の急激な変化を好まないため、自らの両端の極性を変えて同じ方向に電流を流し続けます。コンデンサは再び充電を始め、このサイクルが繰り返されます。インダクタとコンデンサの両端の極性は周期的に変化するため、出力として振動信号が得られます。

コイルL2は電磁誘導によって充電され、これをトランジスタに供給します。トランジスタは信号を増幅し、これが出力として取り出されます。一部の出力は、ポジティブフィードバックとしてシステムに戻されます。
ポジティブフィードバックは、入力と位相が一致するフィードバックです。トランスフォーマーは180度の位相シフトを、トランジスタも180度の位相シフトを引き起こします。したがって、合計で360度の位相シフトがタンク回路にフィードバックされます。ポジティブフィードバックは持続的な振動のために必要です。
振動の周波数は、タンク回路に使用されるインダクタとコンデンサの値によって決まり、以下の式で与えられます：

ここで、
F = 振動の周波数。
L1 = トランスフォーマーL1の一次側のインダクタンスの値。
C1 = コンデンサC1の容量の値。

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