מקלט קולפיטס: מה זה? (תרשים מעגל וكيفية חישוב תדירות של מקלט קולפיטס)

מהו אוסילטור קולפיטס?

אוסילטור קולפיטס הוא סוג של אוסילטור LC. אוסילטורי קולפיטס הומצאו על ידי המהנדס האמריקאי אדווין ה. קולפיטס ב-1918. כמו באוסילטורי LC אחרים, אוסילטורי קולפיטס משתמשים בשילוב של קונדנסורים (C) ו-משיכת זרם (L) כדי לייצר תנועות מחזוריות בתדירות מסוימת. התכונה המבדילה את אוסילטור קולפיטס היא שההחזר עבור המכשיר פעיל נלקח מ-מחלק מתח המורכב משני קונדנסורים בשרשרת מעבר למשיכת הזרם.

זה נשמע... קצת מבולבל.

אז בואו נסתכל על מעגל אוסילטור קולפיטס כדי להבין איך זה עובד.

מעגל אוסילטור קולפיטס

תמונה 1 מציגה אוסילטור קולפיטס טיפוסי עם מעגל שטף. משיכת זרם L מחוברת מקביל לשרשרת הסדרה של קונדנסורים C1 ו-C2 (מסומן על ידי המסגרת האדומה).

הרכיבים האחרים במעגל הם אותם רכיבים שנמצאים במקרה של מפלס אמת CE, שמתוחזקים באמצעות מחלק מתח, כלומר RC הוא הנגד המאסף, RE הוא הנגד המפלס המשמש לאיזון המעגל, וה-נגדים R1 ו-R2 יוצרים את מחלק המתח.

בנוסף, הקונדנסורים Ci ו-Co הם קונדנסורי פיצול כניסה ויציאה, בעוד הקונדנסור המפלס CE הוא קונדנסור מעקף המשמש למעקף אותות AC מוגברים.

כאשר מופעלת החשמל, הטרנזיסטור מתחיל להוביל, מגביר את הזרם המאסף IC בעקבות כך שהקונדנסורים C1 ו-C2 מתטעמים. כשהם מקבלים את ההטעמה המקסימלית אפשרית, הם מתחילים להתפרק דרך משיכת הזרם L.

במהלך תהליך זה, האנרגיה האלקסטטית המאוחסנת בקונדנסור מתמירה ל-פלוקס מגנטי המאוחסן בתוך משיכת הזרם בצורה של אנרגיה אלקטרומגנטית.

לאחר מכן, משיכת הזרם מתחילת להתפרק, מה ש-מטעים מחדש את הקונדנסורים. באופן דומה, המחזור ממשיך, מה שגורם לתנועות מחזוריות במעגל השטף.

בנוסף, התמונה מראה שהפלט של המשרשר מופיע על פני C1 ולכן הוא בסינכרון עם מתח מעגל השטף וממלא את האנרגיה האבודה על ידי הזנה מחדש שלה.

מאידך, המתח ההחזר לטרנזיסטור מתקבל על פני הקונדנסור C2, מה שאומר שהאות ההחזר הוא לא בסינכרון במתח בטרנזיסטור ב-180°.

זה קורה בגלל שהמתחים המפותחים על פני הקונדנסורים C1 ו-C2 הם מנוגדים בכיוון מכיוון שהנקודה שבה הם מתחברים היא מוצמדת לקרקע.

בנוסף, האות הזה מקבל הזזה נוספת של 180° על ידי ה-טרנזיסטור, מה שנותן הזזה סך הכל של 360° סביב הלולאה, המספקת את קריטריון הזזה של עקרון ברקהאוזן.

תדירות אוסילטור קולפיטס

בשלב זה, המעגל יכול לפעול כ-אוסילטור המפיק תנועות מחזוריות מתמידות על ידי פיקוח מדוקדק על יחס ההחזר הנתון על ידי (C1 / C2). התדירות של אוסילטור קולפיטס כזה תלוי ברכיבים במעגל השטף שלו ונעשית על ידי

כאשר Ceff הוא הקונדנסור האפקטיבי של הקונדנסורים המבוטא כ