కాల్పిట్స్ ఆస్సిలేటర్: అది ఏం? (వైద్యుత చిత్రం & కాల్పిట్స్ ఆస్సిలేటర్ తరంగద్రుతిని ఎలా లెక్కించాలో)

ఎందుకు కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్

కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ ఒక రకమైన LC ఆసిలేటర్. కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్లు 1918లో అమెరికన్ ఇంజనీర్ ఎడ్విన్ H. కోల్పిట్స్ ద్వారా శోధించబడ్డాయి. ఇతర Lసి ఆసిలేటర్ల వంటిగా, కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్లు ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ధ్యంలో తరంగాలను ఉత్పత్తించడానికి (L) లు మరియు కెపాసిటర్లు (C) యొక్క సమన్వయంను ఉపయోగిస్తాయి. కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ యొక్క వ్యత్యాసపు లక్షణం ఆక్టివ్ డైవైస్ కోసం ఫీడ్బ్యాక్ కోల్పిట్స్ లో రెండు కెపాసిటర్ల శ్రేణిక సంయోజనంలో నుండి తీసుకువచ్చే వోల్టేజ్ డైవైడర్ యొక్క నుండి తీసుకువచ్చేది.

ఇది… కాంటింటి అని అనుకుంటుంది.

కాబట్టి, కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ సర్క్యూట్ చూడండి, ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి.

కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ సర్క్యూట్

ఫిగర్ 1 ఒక ట్యాంక్ సర్క్యూట్ గల కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ ను చూపుతుంది. ఒక ఇండక్టర్ L లో C1 మరియు C2 (లాల ఎంక్లోజ్ ద్వారా చూపబడినది) యొక్క శ్రేణిక సంయోజనం పారాలెల్ కన్నించబడింది.

పరికరంలోని ఇతర భాగాలు సాధారణ ఎమిటర్‌ (CE) వినియోగంలో ఉన్నవి అనేది ఒకే రకమైనవి, ఇది వోల్టేజ్ డైవైడర్ నెట్వర్క్ ద్వారా బైయస్ చేయబడుతుంది, అంటే, R_C కాలెక్టర్ రెజిస్టర్, R_E ఎమిటర్ రెజిస్టర్, ఇది సర్కిట్‌ను స్థిరీకరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు రెజిస్టర్లు R₁ మరియు R₂ వోల్టేజ్ డైవైడర్ బైయస్ నెట్వర్క్ తో ఏర్పడుతాయి.

అతిరిక్తంగా, కాపాసిటర్లు C_i మరియు C_o ఇన్‌పుట్ మరియు ఆట్పుట్ డీక్యూప్లింగ్ కాపాసిటర్లు, మరియు ఎమిటర్ కాపాసిటర్ C_E అమ్ప్లిఫైడ్ AC సిగ్నల్లను బైపాస్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇక్కడ, పవర్ సర్ప్లైన్ ఆన్ చేయబడినప్పుడు, ట్రాన్సిస్టర్ ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది, ఇది కాలెక్టర్ కరెంట్ I_C ని పెంచుతుంది, ఈ కారణంగా C₁ మరియు C₂ కాపాసిటర్లు చార్జ్ అవుతాయి. గరిష్ఠ చార్జ్ పొందిన తర్వాత, వాటి ఇండక్టర్ L ద్వారా డిస్చార్జ్ ప్రారంభమవుతాయి.

ఈ ప్రక్రియలో, కాపాసిటర్లో నిల్వ చేయబడిన ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ శక్తి ఇండక్టర్లో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌కు మార్చబడుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ శక్తి రూపంలో నిల్వ చేయబడుతుంది.

తరువాత, ఇండక్టర్ డిస్చార్జ్ ప్రారంభమవుతుంది, ఇది కాపాసిటర్లను మళ్లీ చార్జ్ చేస్తుంది. అదే విధంగా, సైకిల్ కొనసాగుతుంది, ఇది ట్యాంక్ సర్కిట్‌లో ఒసిలేషన్లను తోడించుతుంది.

అతిరిక్తంగా, చిత్రం అమ్ప్లిఫైయర్ ఆట్పుట్ C₁ వద్ద ప్రకటించబడుతుంది, ఇది ట్యాంక్ సర్కిట్ వోల్టేజ్‌కు సంగతి కలిగి ఉంటుంది మరియు లభ్యమైన శక్తిని మళ్లీ సరఫరా చేయడం ద్వారా లభ్యమైన శక్తిని మళ్లీ సరఫరా చేస్తుంది.

ఇది వ్యతిరేకంగా, ట్రాన్సిస్టర్‌కు వోల్టేజ్ ఫీడ్బ్యాక్ C₂ కెపాసిటర్ వద్ద పొందబడుతుంది, అంటే ఫీడ్బ్యాక్ సిగ్నల్ ట్రాన్సిస్టర్‌లో ఉన్న వోల్టేజ్‌కు 180° దూరంలో ఉంటుంది.

ఈ విధంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే C₁ మరియు C₂ కెపాసిటర్ల వద్ద ఉండే వోల్టేజ్‌లు వాటి జాబితా బిందువు గ్రౌండ్ అయినందున విపరీత పోలారిటీ కలిగి ఉంటాయి.

ఇది ట్రాన్సిస్టర్ వలన మరో 180° పేజ్ షిఫ్ట్ లాభం పొందుతుంది, ఇది లూప్ చుట్టూ 360° నేటీ పేజ్ షిఫ్ట్‌ని రాసి బార్క్‌హౌసెన్ ప్రింసిపిల్‌కు ప్రత్యేకంగా ప్రతిపాదించే పేజ్ షిఫ్ట్ మానదండాన్ని తృప్తి పరుస్తుంది.

కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ

ఈ పద్ధతిలో, సర్కిట్ (C₁ / C₂) ద్వారా ఇచ్చిన ఫీడ్బ్యాక్ నిష్పత్తిని కార్యకరంగా నిరీక్షించడం ద్వారా కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ కోసం స్థిరమైన ఆసిలేషన్లను ఉత్పత్తి చేయడం అనుసరించవచ్చు. కోల్పిట్స్ ఆసిలేటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ దాని ట్యాంక్ సర్కిట్లోని కాంపోనెంట్లను ఆధారంగా ఉంటుంది మరియు ఇది ఈ విధంగా ఇవ్వబడుతుంది

ఇక్కడ C_eff కెపాసిటర్ల కార్యకర కెపాసిటెన్స్ ఈ విధంగా వ్యక్తం చేయబడుతుంది

ఫలితంగా, ఈ ఒసిలేటర్లను వాటి ఇండక్టెన్స్ లేదా కెపాసిటెన్స్‌ను మార్చడం ద్వారా ట్యూన్ చేయవచ్చు. అయితే, L యొక్క మార్పు స్మూథ్ మార్పును ఇవ్వదు.

కాబట్టి, వాటిని సాధారణంగా కెపాసిటెన్స్‌లను మార్చడం ద్వారా ట్యూన్ చేయబడతాయి, ఇవ్వరా సాధారణంగా గ్రోప్ అవుతాయి, కాబట్టి వాటిలో ఏదైనా ఒకటి మారినప్పుడు రెండూ మారుతాయి. అయితే, ఈ ప్రక్రియ ప్రమాదకరంగా ఉంటుంది మరియు ప్రత్యేకంగా పెద్ద విలువ కలిగిన కెపాసిటర్ అవసరం ఉంటుంది.

కాబట్టి, కోల్పిట్స్ ఒసిలేటర్లు తరంగధ్వని మార్చే అనువర్తనాలలో తక్కువ ప్రాధాన్యత పొందుతాయి, అయితే వాటి సాధారణ డిజైన్ కారణంగా స్థిర తరంగధ్వని ఒసిలేటర్లుగా ఎక్కువ ప్రాధాన్యత పొందుతాయి.

అతిరిక్తంగా, వాటి హార్ట్లీ ఒసిలేటర్ల కంటే మధ్యంతర ఇండక్టెన్స్ ప్రభావం లేకుండా ఉంటాయి, కాబట్టి వాటి స్థిరత మధ్యంతర ఇండక్టెన్స్ ప్రభావం ఉంటుంది.

ప్రదర్శించిన BJT ఆధారంగా ఉన్న కోల్పిట్స్ ఒసిలేటర్ కంటే, వాటిని వాల్వులు లేదా FET (ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్) లేదా ఓప్-అంప్ ఉపయోగించి నిర్మించవచ్చు.

చిత్రం 2 లో ఒక కోల్పిట్స్ ఒసిలేటర్ ప్రదర్శించబడింది, ఇది తన అమ్పిఫయర్ విభాగంలో ఒక ఓప్-అంప్‌ను విపరీత కన్ఫిగరేషన్‌లో ఉపయోగిస్తుంది. అదే సమయంలో, ట్యాంక్ సర్క్యూట్ చిత్రం 1 లో ఉన్నట్లుగా ఉంటుంది.

ఈ రకమైన సర్క్యూట్ ముందు వివరించిన సర్క్యూట్‌కు ద్రవ్యంగంగా పని చేస్తుంది. అయితే, ఇక్కడ ఓప్-అంప్ ఫీడ్బ్యాక్ రిజిస్టర్ Rf ఉపయోగించి ఒసిలేటర్ యొక్క గేన్ వ్యత్యాసంగా మార్చవచ్చు, కారణంగా విపరీత అమ్పిఫయర్ యొక్క గేన్ -Rf / R1 అని ఇవ్వబడుతుంది.

ఈ నుండి, ఈ కేసులో సర్క్యూట్ యొక్క గేన్ ట్యాంక్ సర్క్యూట్ యొక్క సర్క్యూట్ ఘటకాల్పై తక్కువ ఆధారపడుతుందని గమనించవచ్చు.

సాధారణంగా, కోల్పిట్స్ ఆస్సిలేటర్ల యొక్క పని తరంగదైరిమానం 20 kHz నుండి 300 MHz వరకు ఉంటుంది. అయితే, వాటి కష్టాలు ఉన్నట్లు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్లకు తక్కువ రియాక్టెన్స్ మార్గం అందిస్తున్నందంగా వాటిని మైక్రోవేవ్ అనువర్తనాలకు కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

ఇది మధ్యస్థత విధానంలో భల తరంగదైరిమాన స్థిరత మరియు సిన్యుసోయిడల్ అవతరణ వేవ్ అవుతుంది. అతిరిక్తంగా, వాటిని సర్ఫేస్ అకౌస్టికల్ వేవ్ (SAW) రిజనేటర్లు, సెన్సర్లు మరియు మొబైల్ మరియు కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలలో కూడా వ్యాపకంగా ఉపయోగిస్తారు.

ప్రకటన: మూలం ప్రతిస్పర్ధించండి, మంచి వ్యాసాలను పంచుకోవాలి, ఇన్‌ఫ్రాంగ్మెంట్ ఉంటే దయచేసి మీదాకారికి తెలియజేయండి.