콜피츠 오실레이터: 무엇인가? (회로도 및 콜피츠 오실레이터의 주파수 계산 방법)

콜피츠 오실레이터란?

콜피츠 오실레이터는 LC 오실레이터의 한 종류입니다. 콜피츠 오실레이터는 1918년 미국 엔지니어 에드윈 H. 콜피츠에 의해 발명되었습니다. 다른 LC 오실레이터와 마찬가지로, 콜피츠 오실레이터는 특정 주파수에서 진동을 생성하기 위해 인덕터 (L)와 커패시터 (C)의 조합을 사용합니다. 콜피츠 오실레이터의 특징은 활성 장치의 피드백이 인덕터를 가로지르는 두 개의 시리즈 커패시터로 구성된 전압 분배기에서 얻어진다는 점입니다.

이것이... 약간 혼란스럽게 들릴 수 있습니다.

그렇다면 콜피츠 오실레이터 회로를 살펴보며 이것이 어떻게 작동하는지 이해해봅시다.

콜피츠 오실레이터 회로

도 1은 전형적인 콜피츠 오실레이터와 탱크 회로를 보여줍니다. 인덕터 L은 C1과 C2 (빨간색 상자로 표시됨)의 시리즈 조합과 병렬로 연결되어 있습니다.

회로의 다른 구성 요소는 공통 에미터 CE와 동일하며, 이는 전압 분배기 네트워크를 사용하여 바이어스됩니다. 즉, RC는 콜렉터 저항, RE는 회로를 안정화시키는 에미터 저항이며, 저항들 R1와 R2는 전압 분배기 바이어스 네트워크를 형성합니다.

또한, 커패시터 Ci와 Co는 입력 및 출력 디커플링 커패시터이며, 에미터 커패시터 CE는 증폭된 AC 신호를 우회하는 우회 커패시터입니다.

전원이 켜지면 트랜지스터가 전도를 시작하여 콜렉터 전류 IC가 증가하므로 커패시터 C1와 C2가 충전됩니다. 최대 충전이 가능해지면, 그들은 인덕터 L을 통해 방전을 시작합니다.

이 과정에서 커패시터에 저장된 정전기 에너지는 자기 유속으로 변환되어 인덕터 내부에 전자기 에너지 형태로 저장됩니다.

다음으로, 인덕터가 방전을 시작하면, 다시 커패시터가 충전됩니다. 이렇게 계속되는 사이클은 탱크 회로에서 진동을 발생시킵니다.

또한, 도식은 증폭기의 출력이 C1에 나타나므로 탱크 회로의 전압과 위상이 일치하고, 손실된 에너지를 재공급하여 이를 보충합니다.

반면에, 트랜지스터에 대한 전압 피드백은 커패시터 C2를 통해 얻어지므로, 피드백 신호는 트랜지스터의 전압과 180° 반위상을 갖습니다.

이는 커패시터 C1와 C2에서 발생하는 전압이 서로 반대 극성을 가지기 때문입니다. 이들 커패시터가 연결되는 지점은 접지되어 있기 때문입니다.

또한, 이 신호는 트랜지스터에 의해 추가로 180°의 위상 이동을 받으므로, 루프 전체에서의 순위상 이동은 360°가 됩니다. 이는 바르크하우젠 원칙의 위상 이동 기준을 만족합니다.

콜피츠 오실레이터 주파수

이 단계에서, 회로는 (C1 / C2)로 주어지는 피드백 비율을 주의 깊게 모니터링함으로써 지속적인 진동을 생성하는 오실레이터로 효과적으로 작동할 수 있습니다. 이러한