د کولپیټس نوسانگر: څه ده؟ (مدار رسمی و چاپیریال په کولپیټس نوسانګر کې ترسره کول)

چه چیزی کولپیتس اسیلاتور است؟

کولپیتس اسیلاتور نوعی از اسیلاتور LC است. کولپیتس اسیلاتورها توسط مهندس آمریکایی ادوین اچ. کولپیتس در سال ۱۹۱۸ اختراع شده‌اند. مانند سایر اسیلاتورهای LC، کولپیتس اسیلاتورها از ترکیب سیم‌پیچ‌ها (L) و خازنهای (C) برای تولید نوسان در فرکانس مشخصی استفاده می‌کنند. ویژگی متمایز کولپیتس اسیلاتور این است که بازخورد برای دستگاه فعال از یک تقسیم‌کننده ولتاژ تشکیل شده از دو خازن سری در موازی با سیم‌پیچ گرفته می‌شود.

این موضوع به نظر... کمی پیچیده است.

بنابراین بیایید به مدار کولپیتس اسیلاتور نگاهی بیندازیم تا درک کنیم که این چگونه کار می‌کند.

مدار کولپیتس اسیلاتور

شکل ۱ یک کولپیتس اسیلاتور نمونه با مدار ذخیره را نشان می‌دهد. یک سیم‌پیچ L به صورت موازی با ترکیب سری خازنهای C1 و C2 (که با قاب قرمز نشان داده شده است) متصل شده است.

سایر اجزای مدار همانند مدار مشترک‌امیتر CE هستند که با استفاده از یک شبکه تقسیم‌کننده ولتاژ، یعنی RC مقاومت جمع‌آوری و RE مقاومت انبعاث که برای ثبات مدار استفاده می‌شود، و مقاومت‌های R1 و R2 شبکه تقسیم‌کننده ولتاژ را تشکیل می‌دهند.

همچنین، خازنهای Ci و Co خازنهای جداکننده ورودی و خروجی هستند در حالی که خازن انبعاث CE خازن دور زدن است که برای دور زدن سیگنال‌های AC تقویت شده استفاده می‌شود.

در اینجا، وقتی منبع تغذیه روشن می‌شود، ترانزیستور شروع به هدایت می‌کند و جریان جمع‌آوری IC افزایش می‌یابد که باعث می‌شود خازنهای C1 و C2 شارژ شوند. پس از رسیدن به حداکثر شارژ ممکن، آنها شروع به رها کردن شارژ خود از طریق سیم‌پیچ L می‌کنند.

در این فرآیند، انرژی الکترواستاتیکی ذخیره شده در خازن به پتانسیل مغناطیسی تبدیل می‌شود که در داخل سیم‌پیچ به صورت انرژی الکترومغناطیسی ذخیره می‌شود.

سپس، سیم‌پیچ شروع به رها کردن می‌کند که خازنهای C1 و C2 را دوباره شارژ می‌کند. به همین ترتیب، چرخه ادامه می‌یابد که منجر به نوسان‌های در مدار ذخیره می‌شود.

همچنین، شکل نشان می‌دهد که خروجی تقویت‌کننده در C1 ظاهر می‌شود و بنابراین با ولتاژ مدار ذخیره همزمان است و انرژی از دست رفته را با دوباره تأمین آن جبران می‌کند.

از طرف دیگر، بازخورد ولتاژ به ترانزیستور از طریق خازن C2 که به معنای آن است که سیگنال بازخورد ۱۸۰ درجه با ولتاژ ترانزیستور اختلاف فاز دارد.

این امر به این دلیل است که ولتاژهای ایجاد شده در خازنهای C1 و C2 در قطبیت مخالف هستند زیرا نقطه‌ای که آنها به هم می‌پیوندند زمین شده است.

به علاوه، این سیگنال با یک تغییر فاز اضافی ۱۸۰ درجه توسط ترانزیستور که نتیجه می‌دهد تغییر فاز کل ۳۶۰ درجه در حلقه، شرط تغییر فاز اصل بارکهاوزن را برآورده می‌کند.

فرکانس کولپیتس اسیلاتور

در این مرحله، مدار می‌تواند به عنوان یک اسیلاتور عمل کند و با نظارت دقیق بر نسبت بازخورد که توسط (C1 / C2) تعیین می‌شود، نوسان‌های پایدار تولید می‌کند. فرکانس چنین کولپیتس اسیلاتوری به اجزای موجود در مدار ذخیره آن بستگی دارد و به صورت زیر محاسبه می‌شود