조정된 콜렉터 오실레이터

조율된 콜렉터 오실레이터에 대해 논하기 전에 먼저 오실레이터가 무엇인지 그리고 그것이 어떤 역할을 하는지 이해해야 합니다. 오실레이터는 사인파나 사각파와 같은 진동 또는 주기적인 신호를 생성하는 전자 회로입니다. 오실레이터의 주요 목적은 DC 신호를 AC 신호로 변환하는 것입니다. 오실레이터는 TV, 시계, 라디오, 컴퓨터 등 다양한 용도로 사용됩니다. 거의 모든 전자 장치는 진동 신호를 생성하기 위해 오실레이터를 사용합니다.

가장 간단한 LC 오실레이터 중 하나는 조율된 콜렉터 오실레이터입니다. 조율된 콜렉터 오실레이터에서는 커패시터와 인덕터로 구성된 탱크 회로와 신호를 증폭하는 트랜지스터가 있습니다. 콜렉터에 연결된 탱크 회로는 공진 시 단순 저항 부하처럼 작용하며 오실레이터의 주파수를 결정합니다.

조율된 콜렉터 오실레이터의 회로도 설명

위는 조율된 콜렉터 오실레이터의 회로도입니다. 보시다시피 트랜스포머와 커패시터가 트랜지스터의 콜렉터 측에 연결되어 있습니다. 이 오실레이터는 사인파를 생성합니다.
R1과 R2는 트랜지스터의 전압 분배 바이어스를 형성합니다. Re는 에미터 저항으로서 열 안정성을 제공합니다. Ce는 증폭된 AC 진동을 우회시키는 에미터 우회 커패시터입니다. C2는 저항 R2의 우회 커패시터입니다. 트랜스포머의 프라이머리 L1과 커패시터 C1는 탱크 회로를 형성합니다.

조율된 콜렉터 오실레이터의 작동 원리

오실레이터의 작동 원리에 들어가기 전에, 트랜지스터가 입력 전압을 증폭할 때 180도의 위상 이동을 일으킨다는 사실을 다시 한번 상기해봅시다. L1과 C1가 탱크 회로를 형성하며, 이 두 요소에서 진동을 얻게 됩니다. 트랜스포머는 양의 피드백(나중에 다시 설명하겠습니다)을 제공하고 트랜지스터는 출력을 증폭합니다. 이를 확립한 후 이제 회로의 작동 원리를 이해해보겠습니다.

전원이 켜지면 커패시터 C1가 충전을 시작합니다. 완전히 충전되면 인덕터 L1를 통해 방전됩니다. 커패시터에 저장된 정전기 에너지는 전자기 에너지로 변환되어 인덕터 L1에 저장됩니다. 커패시터가 완전히 방전되면 인덕터가 다시 커패시터를 충전하기 시작합니다. 인덕터는 통과하는 전류가 빠르게 변화하지 않으므로 자기 극성을 변경하여 동일한 방향으로 전류를 흐르게 합니다. 커패시터가 다시 충전되며 이러한 사이클이 계속됩니다. 인덕터와 커패시터의 극성이 주기적으로 변경되므로 진동 신호가 출력으로 얻어집니다.

코일 L2는 전자기 유도를 통해 충전되고 이를 트랜지스터에 공급합니다. 트랜지스터는 신호를 증폭하고 이를 출력으로 취합니다. 출력의 일부는 양의 피드백이라는 것으로 시스템에 다시 공급됩니다.
양의 피드백은 입력과 위상이 일치하는 피드백입니다. 트랜스포머는 180도의 위상 이동을, 트랜지스터도 180도의 위상 이동을 일으킵니다. 따라서 총 360도의 위상 이동이 탱크 회로에 피드백됩니다. 양의 피드백은 지속적인 진동을 위해서 필요합니다.
진동 주파수는 탱크 회로에서 사용되는 인덕터와 커패시터의 값에 따라 결정되며 다음과 같이 주어집니다:

여기서,
F = 진동의 주파수.
L1 = 트랜스포머 L1의 프라이머리 인덕턴스 값.
C1 = 커패시터 C1의 커패시턴스 값.

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