Colpitts oscilator: Što je to? (Shema strujne kruga i kako izračunati frekvenciju Colpitts oscilatora)
Što je Colpittsov oscilator?
Colpittsov oscilator je vrsta LC oscilatora. Colpittsovi oscilatori su izumljeni od strane američkog inženjera Edwina H. Colpitza 1918. godine. Kao i drugi LC oscilatori, Colpittsovi oscilatori koriste kombinaciju duhovaca (L) i kapacitivnih elemenata (C) kako bi proizveli oscilacije na određenoj frekvenciji. Osobitost Colpittsovog oscilatora je u tome što se povratna veza za aktivni element uzima iz naponske dijelitelje sastavljenog od dva kapacitiva u seriji preko duhovca.
To zvuči... nekako zbunjujuće.
Dakle, pogledajmo shemu Colpittsovog oscilatora kako bismo razumjeli kako to funkcionira.
Shema Colpittsovog oscilatora
Slika 1 prikazuje tipičan Colpittsov oscilator s tankom šalom. Duhovac L spojen je paralelno s serijalnom kombinacijom kapacitivnih elemenata C1 i C2 (označeno crvenom okviricom).
Ostali komponenti u shemi su isti kao u slučaju običnog emitera CE, koji je podmrljen pomoću naponske dijelitelje mreže, tj. RC je kolektor otpornik, RE je emiter otpornik koji se koristi za stabilizaciju šeme, a otpornici R1 i R2 čine naponsku dijeliteljsku mrežu.
Dalje, kapacitivi Ci i Co su ulazni i izlazni dekuplirajući kapacitivi, dok je emiter kapacitor CE omazični kapacitor koji omazičava amplificirane AC signale.
Kada se napajanje uključi, transistor počinje provoditi, povećavajući kolektor struju IC zbog čega se kapacitivi C1 i C2 nabijaju. Nakon što dosegnu maksimalnu moguću nabiju, one počinju da se ispraznjavaju kroz duhovac L.
Tijekom ovog procesa, elektrostatična energija pohranjena u kapacitoru pretvara se u magnetski tok, koji se pohranjuje unutar duhovca u obliku elektromagnetske energije.
Nakon toga, duhovac počinje da se ispraznjava, što nabija kapacitore ponovo. Na taj način, ciklus se nastavlja, stvarajući oscilacije u tankoj šali.
Dalje, slika pokazuje da se izlaz posiljača pojavljuje preko C1 i tako je u fazi s napajanjem tankog kruga i nadoknada energiju koja se izgubi ponovnim osiguravanjem.
S druge strane, naponska povratna veza za transistor dobiva se preko kapacitiva C2, što znači da je povratni signal izvan faze s napajanjem na tranzistoru za 180o.
To je zato što su naponi razvijeni na kapacitorima C1 i C2 suprotni polariteta jer se tačka gde se oni spajaju zemlji.
Dalje, ovaj signal dodatno dobiva fazni pomak od 180o od transistora, što rezultira ukupnim faznim pomakom od 360o oko petlje, zadovoljavajući kriterij faznog pomaka Barkhausenovog principa.
Frekvencija Colpittsovog oscilatora
Na ovoj etapi, šema može efektivno djelovati kao oscilator stvarajući održive oscilacije pažljivim praćenjem omjera povratne veze datog sa (C1 / C2). Frekvencija takvog Colpittsovog oscilatora ovisi o komponentama u njegovoj tankoj šali i dana je sa
