コルピッツオシレーターとは？（回路図とコルピッツオシレーターの周波数計算方法）

コルピッツオシレーターとは

コルピッツオシレーターはLC オシレーターの一種です。コルピッツオシレーターは1918年にアメリカのエンジニアであるエドウィン・H・コルピッツによって発明されました。他のLCオシレーターと同様に、コルピッツオシレーターはインダクタ（L）とコンデンサ（C）を組み合わせて特定の周波数で振動を生成します。コルピッツオシレーターの特徴は、アクティブデバイスへのフィードバックがインダクタに直列に接続された2つのコンデンサから取得されることです。

これは少し混乱するかもしれません。

そこで、コルピッツオシレータ回路を見て、どのように動作するか理解しましょう。

コルピッツオシレータ回路

図1は典型的なコルピッツオシレータとタンク回路を示しています。インダクタ Lが、コンデンサ C1 と C2（赤枠で示されています）の直列結合に対して並列に接続されています。

回路内の他のコンポーネントは、共通エミッタ CEの場合と同じであり、電圧分割器 ネットワークを使用してバイアスが行われています。つまり、RC はコレクタ抵抗、RE は回路を安定させるために使用されるエミッタ抵抗、そして抵抗 R1 と R2 は電圧分割器バイアスネットワークを形成します。

さらに、コンデンサ Ci と Co は入力および出力のデカップリングコンデンサであり、エミッタコンデンサ CE は増幅されたAC信号をバイパスするために使用されます。

ここで、電源がオンになると、トランジスタ が導通し始め、コレクタ電流 IC が増加し、これによりコンデンサ C1 と C2 が充電されます。最大の充電が達成されると、それらはインダクタ Lを介して放電を開始します。

この過程で、コンデンサに蓄積された静電エネルギーは磁束に変換され、これが電磁エネルギーとしてインダクタ内に蓄積されます。

次に、インダクタが放電を開始すると、コンデンサが再び充電されます。同様に、このサイクルが繰り返され、タンク回路での振動が生じます。

さらに、図はアンプの出力が C1 に現れ、タンク回路の電圧と位相が同じであり、失われたエネルギーを再供給することを示しています。

一方、電圧 フィードバックは、コンデンサ C2 から得られ、これはトランジスタの電圧に対して180度位相反転していることを意味します。

これは、コンデンサ C1 と C2 の間に接続されている点が接地されているため、これらのコンデンサに発生する電圧が極性が反対になるためです。

さらに、この信号はトランジスタによって追加の180度の位相シフトを与えられ、結果的にループ周りで360度の位相シフトが生じ、バーケハウゼンの原理の位相シフト基準を満たします。

コルピッツオシレータの周波数

この段階では、回路はオシレーターとして機能し、フィードバック比 (C1 / C2) を慎重に監視することで持続的な振動を生成することができます。このようなコルピッツオシレータの周波数は、そのタンク回路のコンポ