Oscillator Colpitts: Какво е това? (Схема на връзките и как да се изчисли честотата на oscillator Colpitts)

Какво е колпитов осцилатор?

Колпитовият осцилатор е вид LC осцилатор. Колпитовите осцилатори бяха изобретени от американския инженер Едвин Х. Колпитс през 1918 г. Както и другите LC осцилатори, колпитовите осцилатори използват комбинация от индуктивности (L) и капацитори (C), за да произведат осцилация на определена честота. Отличителната черта на колпитовия осцилатор е, че обратната връзка за активния компонент се взима от делител на напрежение, съставен от два капацитора в ред след индуктивността.

Това звучи... малко объркващо.

Да разгледаме схемата на колпитовия осцилатор, за да разберем как точно работи това.

Схема на колпитовия осцилатор

Фигура 1 показва типичен колпитов осцилатор с танков схема. Индуктивността L е свързана паралелно с серийната комбинация от капацитори C1 и C2 (показани с червен кръг).

Останалите компоненти в схемата са същите, както при общия емитер (CE), който е подканен с помощта на делител на напрежение, т.е. RC е колекторният резистор, RE е емитерният резистор, който се използва за стабилизиране на схемата, а резисторите R1 и R2 формират делителя на напрежението.

Освен това, капациторите Ci и Co са входни и изходни декуплиращи капацитори, докато емитерният капацитор CE е обикалящ капацитор, използван за обикаляне на усилени AC сигнали.

Когато е включено захранването, транзисторът започва да провежда, увеличавайки колекторния ток IC, поради което капациторите C1 и C2 се зареждат. Когато достигнат максималната възможна зарядка, те започват да се разтеглят през индуктивността L.

В този процес, електростатичната енергия, съхранена в капацитора, се преобразува в магнитен поток, който се съхранява в индуктивността във форма на електромагнитна енергия.

След това индуктивността започва да се разтегля, което зарежда капациторите отново. По този начин цикълът продължава, което води до осцилации в танковата схема.

Освен това фигурата показва, че изходът на усилителя се появява върху C1 и е в фаза с напрежението на танковата схема, което компенсира загубената енергия, като я възстановява.

От друга страна, обратната връзка на напрежението към транзистора се получава през капацитора C2, което означава, че обратният сигнал е в противофаза с напрежението на транзистора с 180°.

Това е така, защото напреженията, развивани в капациторите C1 и C2, са противоположни по полярност, тъй като точката, в която се свързват, е на земя.

Освен това, този сигнал получава допълнителен фазов сдвиг от 180° от транзистора, което води до общ фазов сдвиг от 360° около петлата, удовлетворявайки критерия за фазов сдвиг на принципа на Баркхаузен.

Честота на колпитовия осцилатор

На този етап, схемата може ефективно да действа като осцилатор, произвеждайки устойчиви осцилации, като внимателно се наблюдава отношението на обратната връзка, дадено от (C1 / C2). Честотата на такъв колпитов осцилатор зависи от компонентите в неговата танкова схема и е дадена от