Colpitts oscilator: Kaj je to? (Shema vezja & kako izračunati frekvenco Colpitts osilatorja)

Kaj je Colpittsov oscilator

Colpittsov oscilator je vrsta LC oscilatorja. Colpittsove oscilatorje je izumil ameriški inženir Edwin H. Colpitts leta 1918. Kot drugi LC oscilatorji, uporabljajo Colpittsovi oscilatorji kombinacijo induktorjev (L) in kapacitorjev (C) za ustvarjanje nihanja na določeni frekvenci. Značilnost Colpittsovega oscilatorja je, da se povratna zanka za aktivni element vzame iz napetostne delilke, sestavljene iz dveh kapacitorjev v zaporedju naprej po induktorju.

To se zdi... nekoliko zamenjava.

Torej, poglejmo shemo Colpittsovega oscilatorja, da razumemo, kako to deluje.

Shema Colpittsovega oscilatorja

Slika 1 prikazuje tipičen Colpittsov oscilator s tanko zanko. Induktor L je povezan vzporedno s zaporednim spojem kapacitorjev C1 in C2 (označeno z rdečim obročem).

Drugi komponente v šemi so enake tistim, ki jih najdemo v primeru skupnega emiterja CE, ki je odvržen z napetostno delilko, torej RC je odvračni upornik, RE je emiterji upornik, ki se uporablja za stabilizacijo šeme, in uporniki R1 in R2 oblikujeta napetostno delilko.

Nadalje, kapacitorji Ci in Co so vhodni in izhodni odpovedni kapacitorji, medtem ko je emiterjski kapacitor CE odpovedni kapacitor, ki odpove pospešene AC signale.

Ko je napajanje vklopljeno, tranzistor začne prevajati, kar poveča struj IC, zaradi česar se kapacitorji C1 in C2 nabijata. Ko dosežejo maksimalno naboj, se začnejo razračunavati skozi induktor L.

Med tem procesom se elektrostatska energija, shranjena v kapacitorju, pretvori v magnetni tok, ki je shranjen v induktorju kot elektromagnetna energija.

Nato se induktor začne razračunavati, kar nabije kapacitorje ponovno. Tako se cikel nadaljuje, kar povzroči nihanja v tanki zanki.

Nadalje, slika kaže, da se izhod posiljevalnika pojavi preko C1 in je tako v fazi z napetostjo v tanki zanki in ponovno oskrbuje z izgubljenimi energijami.

Na drugi strani je napetost povratne zanke tranzistorju pridobljena preko kapacitorja C2, kar pomeni, da je signal povratne zanke zaradi 180o zunaj faze z napetostjo na tranzistorju.

To je zaradi dejstva, da so napetosti, ki se razvijajo preko kapacitorjev C1 in C2, nasprotne v polariteti, saj je točka, kjer se združita, priključena na maso.

Nadalje, ta signal dobi dodatno fazni zamik 180o od tranzistorja, kar rezultira v skupnem faznem zamiku 360o okoli zanke, kar zadostuje faznemu kriteriju Barkhausenovega principa.

Frekvenca Colpittsovega oscilatorja

V tej stopnji lahko šema učinkovito deluje kot oscilator, ki ustvarja trajne nihanje z opazovanjem razmerja povratne zanke, podanega z (C1 / C2). Frekvenca takega Colpittsovega oscilatorja odvisna je od komponent v njegovi tanki zanki in je podana z

Kjer je C