Oscillator Colpitts: Quid est? (Diagramma Circuitus & Quomodo Frequens Oscillatoris Colpitts Calculetur)

Quid est Oscillator Colpitts

Oscillator Colpitts est species oscillator LC. Oscillatores Colpitts inventi sunt ab ingenio Americano Edwin H. Colpitts anno 1918. Sicut alii oscillator LC, oscillatores Colpitts utuntur combinatione inductivorum (L) et capacitativorum (C) ad producendum oscillationem ad certam frequentiam. Distinguens characteristica oscillatoris Colpitts est quod feedback pro activo instrumento capitur ex divider voltage factus duobus capacitativis in serie trans inductorem.

Hoc sonat... quodammodo confusum.

Itaque intuemur circuitum oscillatoris Colpitts ut intelligamus quomodo hoc operatur.

Circuitus Oscillatoris Colpitts

Figura 1 ostendit typicum oscillator Colpitts cum circuitu tank. Inductor L connectus est parallel cum serie combinatione capacitatorum C1 et C2 (ostensa per clausuram rubram).

Alia componentia in circuitu sunt idem sicut in casu emitteris communis (CE), qui est biasatus per network divider voltage, i.e., RC est resistor collector, RE est resistor emitter, qui usus est ad stabilizandum circuitum, et resistores R1 et R2 formant network divider bias.

Porro, capacitores Ci et Co sunt decoupling capacitors input et output, dum capacitor emitter CE est bypass capacitor usus ad bypassing amplified AC signals.

Hic, cum power supply est ON, transistor incipit conducere, augmentans currentem collector IC propter quod capacitores C1 et C2 incipiunt careri. Acquirendo maximam carerem possibilem, incipiunt discareri per inductor L.

In hoc processu, energia electrostatica conservata in capacitatore convertitur in fluxum magneticum, qui conservatur intra inductor in forma energiae electromagneticalis.

Deinde, inductor incipit discareri, qui capit iterum capacitores. Similiter, cyclus continuat, qui generat oscillationes in circuitu tank.

Porro figura ostendit quod output amplificatoris apparet trans C1 et sic est in-phase cum voltage circuitus tank et refert energiam amissam re-supplying illam.

Praeterea, voltage feedback ad transistor obtinetur trans capacitor C2, quod significat feedback signal est out-of-phase cum voltage ad transistor per 180o.

Hoc est propterea quod voltages productae trans capacitores C1 et C2 sunt oppositi polaritate quia punctus ubi iunguntur est grounded.

Porro, hoc signal datur cum additionali phase-shift 180o per transistor, quod resultat in net phase-shift 360o circa loop, satisfacens criterion phase-shift principii Barkhausen.

Frequencia Oscillatoris Colpitts

In hac stage, circuitus potest efficaciter agere ut oscillator producens sustained oscillations diligenter monitorando feedback ratio datam per (C1 / C2). Frequencia huius oscillatoris Colpitts dependet ab componentibus in suo circuitu tank et datur per

Ubi Ceffectiva est effective capacitance capacitatorum expressa per

Propter hoc, hi oscillatores possunt tuner aut variando suam inductivitatem vel capacitivitatem. Tamen, variatio L non reddit variationem smooth.

Unde raro praefertur in applicationibus ubi frequencia variat, sed magis popularis ut oscillator fixae frequentiae propter design simplicem.

Porro, offerunt stabilitatem meliorem quam Oscillatores Hartley quia exempti sunt ab effectu mutual inductance inter duos inductores posterioris casus.

Praeter oscillator Colpitts BJT-based ostentum, realizable etiam sunt per valves vel FET (Field Effect Transistor) vel Op-Amp.

Figura 2 ostendit talem oscillator Colpitts, qui utitur Op-Amp in configuratione inverting in sua sectione amplificatoria. Simul, circuitus tank similis manet ut in casu Figurae 1.

Hic genus circuitus functionat fere analogus ad quem explicatum est prius. Tamen hic gain oscillatoris potest ajustari individualiter sola usu feedback resistor Rf, quia gain inverting amplificatoris datur per -Rf / R1.

Ex hoc, notari potest quod, in hoc casu, gain circuitus minus dependet ab elementis circuitus tank circuitus.