Kolpito Osciilatoro: Kio ĝi estas? (Cirkvita Diagramo & Kiel Kalkuli la Frekvencon de kolpita osciilatoro)

Kio estas Koltitso Osciililo?

Koltitso osiililo estas speco de LC osiililo. Koltitso osiililoj estis inventitaj de la amerika inĝeniero Edwin H. Colpitts en 1918. Kiel aliaj LC osiililoj, Koltitso osiililoj uzas kombinaĵon de induktoroj (L) kaj kondensatoroj (C) por produkti osciladon je certa frekvenco. La distinga eco de la Koltitso osiililo estas, ke la retroalimentado por la aktiva dispozicio estas prenita el voltdividilo farita el du kondensatoroj en serio tra la induktoro.

Tio ŝajnas... iom konfuzigas.

Do, rigardu ĉe cirkvito de Koltitso osiililo por kompreni, kiel ĝi funkcias.

Cirkvito de Koltitso Osiililo

Figuro 1 montras tipan Koltitso osiililon kun tankcirkvito. Induktoro L estas konektita paralele al la seria kombinaĵo de kondensatoroj C1 kaj C2 (montrite per ruĝa ĉirkaŭfermo).

Aliaj komponantoj en la cirkvito estas la samaj, kiel trovitaj en la okazo de ekzemplerigita CE, kiu estas polarigita uzante voltdividan reton, t.e., RC estas la kolektorrezistoro, RE estas la emiterrezistoro, kiun oni uzas por stabiligi la cirkviton, kaj la rezistoroj R1 kaj R2 formas la voltdividan polarigan reton.

Plue, la kondensatoroj Ci kaj Co estas la eniga kaj eliga decupling kondensatoroj, dum la emiterkondensatoro CE estas la flankpasanta kondensatoro uzata por flankpasigi la amplifikitajn AC signalojn.

Ĉi tie, kiam la povrada provizo estas ŝaltita ON, la tranzistoro komencas konduki, pligrandigante la kolektoran kuranton IC pro kiu la kondensatoroj C1 kaj C2 ŝargas. Post akiritaj maksimumaj ŝargoj, ili komencas malŝargi tra la induktoro L.

Dum tiu procezo, la elektrostatica energio en la kondensatoro transformiĝas en magnetan flukson, kiu estas konservita en la induktoro kiel elektromagnetan energion.

Sekve, la induktoro komencas malŝargi, kiu ŝargas la kondensatorojn denove. Simile, la ciklo daŭrigas, kio donas naŝtan al la oscilado en la tankcirkvito.

Plue la figuro montras, ke la eligo de la amplifikilo aperas tra C1 kaj do estas en-fazaj kun la volto de la tankcirkvito kaj restarigas la perditan energion.

Aliflanke, la volto-retroalimentado al la tranzistoro estas ricevita tra la kondensatoro C2, kio signifas, ke la retroalimenta signalo estas malen-faza kun la volto ĉe la tranzistoro je 180°.

Tio estas pro tio, ke la voltoj evoluitaj tra la kondensatoroj C1 kaj C2 estas kontraŭaj en poluso, ĉar la punkto, kie ili unuiĝas, estas terigita.

Plue, tiu signalo ricevas plian fazan ŝovon de 180° de la tranzistoro, kio rezultas en netan fazan ŝovon de 360° ĉirkaŭ la buklo, kontentigante la fazan ŝovan kriterion de Barkhausen-principo.

Frekvenco de Koltitso Osiililo

Je ĉi stadio, la cirkvito efektive povas agi kiel osiililo, produktanta daŭrigantajn osciladojn, zorge monitorante la retroalimentan proporcio donitan per (C1 / C2). La frekvenco de tia Koltitso osiililo dependas de la komponantoj en ĝia tankcirkvito kaj estas donita per

Kie Ceff estas la efektiva kapaciteco de la kondensatoroj esprimata kiel

Konsekvence, tiuj osiililoj povas esti regitaj aŭ variigante ilian induktancon aŭ la kapacitecon. Tamen, la variado de L ne donas glatan variadon.

Do ili kutime estas regitaj variigante la kapacitecojn, kiuj ĝenerale estas grupigitaj, pro kio ŝanĝo en ajna unu el ili ŝanĝas ambaŭ. Tamen, la procezo estas malfacila kaj postulas specialan grandvaloran kondensatoron.

Tiel, la Koltitso osiililoj malofte preferatas en aplikoj, kie la frekvenco varias, sed estas pli populaj kiel fiksaj frekvencaj osiililoj pro sia simpla dizajno.

Plue, ili ofertas pli bonan stabilecon ol Hartley-osciililoj, ĉar ili estas forĵetitaj de la mutua induktanca efiko prezentanta inter la du induktoroj en la lasta okazo.

Aparte de la BJT-bazita Koltitso osiililo montrita, ili ankaŭ realigeblas uzante valvojn aŭ FET (Field Effect Transistor) aŭ Op-Amp.

Figuro 2 montras tian Koltitso osiililon, kiu uzas Op-Amp en inversa konfiguracio en sia amplifikilosekcio. Samtempe, la tankcirkvito restas simila al tiu en la okazo de Figuro 1.

Tia speco de cirkvito funkcias preskaŭ analoga al tiu klarigita antaŭe. Tamen, ĉi tie la guano de la osiililo povas esti aparte regita nur uzi la retroalimentan rezistoron Rf, ĉar la guano de la inversa amplifikilo estas donita kiel -Rf / R1.