Oscillator Colpitts: Apa itu? (Diagram Sirkuit & Cara Menghitung Frekuensi Oscillator Colpitts)

Apa Itu Oskilator Colpitts

Oskilator Colpitts adalah jenis oskilator LC. Oskilator Colpitts ditemukan oleh insinyur Amerika Edwin H. Colpitts pada tahun 1918. Seperti oskilator LC lainnya, oskilator Colpitts menggunakan kombinasi induktor (L) dan kapasitor (C) untuk menghasilkan osilasi pada frekuensi tertentu. Ciri khas oskilator Colpitts adalah umpan balik untuk perangkat aktif diambil dari pembagi tegangan yang terdiri dari dua kapasitor dalam seri di seberang induktor.

Itu terdengar... agak membingungkan.

Jadi mari kita lihat rangkaian oskilator Colpitts untuk memahami bagaimana cara kerjanya.

Rangkaian Oskilator Colpitts

Gambar 1 menunjukkan oskilator Colpitts tipikal dengan rangkaian tangki. Sebuah induktor L dihubungkan paralel ke kombinasi seri kapasitor C1 dan C2 (ditunjukkan oleh kotak merah).

Komponen lain dalam rangkaian sama seperti yang ditemukan pada kasus common-emitter CE, yang dibias menggunakan jaringan pembagi tegangan, yaitu RC adalah resistor kolektor, RE adalah resistor emiter yang digunakan untuk menstabilkan rangkaian, dan resistor R1 dan R2 membentuk jaringan pembagi tegangan bias.

Selanjutnya, kapasitor Ci dan Co adalah kapasitor dekupling input dan output sementara kapasitor emiter CE adalah kapasitor bypass yang digunakan untuk melewati sinyal AC yang diperbesar.

Di sini, ketika sumber daya dihidupkan, transistor mulai menghantarkan, meningkatkan arus kolektor IC sehingga kapasitor C1 dan C2 terisi. Setelah mencapai muatan maksimum yang mungkin, mereka mulai lepas melalui induktor L.

Selama proses ini, energi elektrostatik yang disimpan dalam kapasitor dikonversi menjadi fluks magnetik, yang disimpan dalam induktor dalam bentuk energi elektromagnetik.

Kemudian, induktor mulai lepas, yang mengisi kapasitor sekali lagi. Demikian pula, siklus berlanjut, yang memberikan osilasi dalam rangkaian tangki.

Lebih lanjut, gambar menunjukkan bahwa output dari amplifier muncul di C1 dan karenanya sefase dengan tegangan rangkaian tangki dan membuat upaya untuk mengganti energi yang hilang dengan menyuplai ulang.

Di sisi lain, umpan balik tegangan ke transistor diperoleh di kapasitor C2, yang berarti sinyal umpan balik sefase dengan tegangan di transistor sebesar 180o.

Ini karena tegangan yang terbentuk di kapasitor C1 dan C2 berlawanan polaritas karena titik di mana mereka bergabung di-ground.

Lebih lanjut, sinyal ini diberikan dengan pergeseran fase tambahan 180o oleh transistor yang menghasilkan pergeseran fase bersih 360o di sekitar lingkaran, memenuhi kriteria pergeseran fase prinsip Barkhausen.

Frekuensi Oskilator Colpitts

Pada tahap ini, rangkaian dapat secara efektif berfungsi sebagai oskilator yang menghasilkan osilasi berkelanjutan dengan memantau rasio umpan balik yang diberikan oleh (C1 / C2). Frekuensi dari Oskilator Colpitts tersebut bergantung pada komponen dalam rangkaian tangkinya dan diberikan oleh

Dimana Ceff adalah kapasitansi efektif dari kapasitor yang dinyatakan sebagai