Colpitts Oskilatoru: Bu nədir? (Şəbəkə Səhifəsi & Colpitts oskilatorunun tezliyinin hesablanılması)

Colpitts Oszillator Nədir?

Colpitts Oszillator LC tipindən bir oszillatordur. Colpitts oszillatörleri amerikalı mühəndis Edwin H. Colpitts tərəfindən 1918-ci ildə icad edilmişdir. Başqa LC oszillatörlər kimi, Colpitts oszillatörler induktor (L) və kondensator (C) kombinasiyasını istifadə edərək müəyyən bir frekvansda titrəmələr yaradır. Colpitts oszillatörünün fərqli özəlliyi, aktiv cihaz üçün geri qaytarılma inductorun üzərində seriyada olan iki kondensatorun voltaj bölgücündən alındığıdır.

Bu bir az çox mürəkkəb görünür.

Beləliklə, bu prosesin necə işlədiyini anlamaq üçün bir Colpitts oszillatör şemasına baxaq.

Colpitts Oszillatör Şeması

Şəkil 1 tipik bir tank şeması olan Colpitts oszillatörü göstərir. Induktor L indüktoru paralel olaraq C1 və C2 kondensatorlarının seriyada olan kombinasiyasına bağlanır (qırmızı dairə ilə göstərilmişdir).

Şəkildəki digər komponentlər, ümumi emmitent (CE) şemasında olduğu kimi, R1 və R2 rezistorləri ilə voltaj bölgücündən biaslanan transistordan ibarətdir. Burada RC kollektor rezistoru, RE emmitent rezistoru, və C1 və C2 input və output decoupling kapasitorları, həmçinin CE emmitent by-pass kapasitorudur.

Burada, enerji qaynağı açıldığında, tranzistor işə salınır, bu da kollektor cərəyanının artmasına səbəb olur və bu da C1 və C2 kapasitatorlarının şarj olmasına səbəb olur. Maksimum şarj almaqdan sonra, onlar induktor L vasitəsilə boşalır.

Bu prosesdə, kapasitorda saxlanılan elektrostatik enerji, induktorun içində maqnit induksiya formasında saxlanılır.

Sonra, induktor boşaldıqda, kapasitatorlar yenidən şarjlana bilər. Bu dövrə davam edərək, tank şemasında titrəmələr yaradır.

Daha sonra, şəkildə göstərilən kimi, amplitiferin çıxışı C1-in üzərində görünür və bu da tank şemasının voltajı ilə fazada uyğundur və ittiham edilən enerjiyi yenidən təmin edir.

Digər tərəfdən, tranzistora geri qaytarılmalar C2 kapasitatorunda alınır, bu da tranzistor voltajından 180° faza fərq etməlidir.

Bu, C1 və C2 kapasitatorlarında yarandıqda voltajların polardan fərqli olduğuna görədir, çünki onların birləşdiyi nöqtə zəmlənib.

Daha sonra, bu signal tranzistor tərəfindən 180° faza sürüşdürülür, bu da Barkhausen prinsipinə uyğun olaraq çevrimin etrafında 360° faza sürüşdürülmesinə səbəb olur.

Colpitts Oszillatör Frekvensi

Bu stadiyada, şəbəkə (C1 / C2) verilən geri qaytarılma nisbətinə diqqətlə baxaraq, dayanıcı titrəmələr yaradacaq. Colpitts Oszillatörünün frekvansiya, tank şemasının komponentlərinə bağlıdır və aşağıdakı kimi təyin olunur:

Burada, Ceff effektiv kapasitansi aşağıdakı kimi ifadə olunur:

Nəticədə, bu oszillatörler, ya induktivliklərinin, ya da kapasitivliklərinin dəyişdirilməsi vasitəsilə ayarlanabilir. Amma, L-nin dəyişdirilməsi, pürüzsüz bir dəyişikliyə səbəb olmur.

Onlar adətən kapasitivliklərin dəyişdirilməsi vasitəsilə ayarlanırlar, bu da genelliklə gəng edilir, çünki onlardan birində dəyişiklik hər ikisinin də dəyişməsinə səbəb olur. Bununla belə, bu proses mürəkkəbdir və xüsusi böyük kapasitivlik tələb edir.

Bunun nəticəsində, Colpitts oszillatörleri, frekvansının dəyişməsi tələb edilən tətbiqlərdə nadiren istifadə edilir, amma sadə dizaynlarından dolayı sabit frekvanslı oszillatör kimi daha populyardır.

Daha da, onlar Hartley oszillatöründən daha yaxşı stabillik təmin edirlər, çünki onlar sonuncu halların iki induktor arasında mövcud olan mutual induktivlik effektindən müafiqdir.

Göstərilən BJT əsaslı Colpitts Oszillatörü kimi, onlar valvular, FET (Field Effect Transistor) və ya Op-Amp istifadə edərək də realizasiya edilə bilər.

Şəkil 2, amplifikator hissəsində inversiya konfiqurasiyasında Op-Amp istifadə edən bir Colpitts oszillatörünü göstərir. Eyni zamanda, tank şeması Şəkil 1-dəki kimi qalır.