Colpitts Osillator: Bu nima? (Shema va Colpitts osillatorining chastotasi qanday hisoblanishi)

Colpitts Osillasorni nima?

Colpitts osillasori (Colpitts Oscillator) LC osillasorning bir turi hisoblanadi. Colpitts osillasorlari 1918-yilda amerikalik inzhener Edwin H. Colpitts tomonidan oʻtkirildi. Boshqa LC osillasorga oʻxshash holda, Colpitts osillasorlari belgilangan chastotada osillasash uchun induktorlar (L) va kondensatorlar (C) kombinatsiyasidan foydalanadi. Colpitts osillasoring farqi shundaki, aktiv qurilma uchun feedback indaktorning orqasidagi ikkita seriya qilib joylashtirilgan kondensatorlardan iborat voltaj boʻlinmasidan olindi.

Bu... kuchli qiziqarli koʻrinishi mumkin.

Shunday qilib, Colpitts osillasor shematikasini tushunish uchun koʻrib chiqaylik.

Colpitts Osillasor Shematikasi

Rasm 1 tipik Colpitts osillasorni tank shematigasi bilan ko'rsatadi. Induktor L paralel ulangan iki seriya kondensator C1 va C2 (qizil ramka bilan belgilangan) ustiga ulangan.

Shematikadagi boshqa komponentlar umumiy emitterga (CE) xos bo'lganlar bilan bir xil, ya'ni R1 va R2 voltaj bo'linmasi yordamida biaslangan. Bu yerda RC - kolektor rezistori, RE - emitter rezistori, bu rezistor stabilizatsiya uchun ishlatiladi.

Aldi-da, Ci va Co input va output decoupling kondensatorlari, emitter kondensatori CE esa amplifikatsiya qilingan AC signalni bypass qilish uchun ishlatiladi.

Bu yerda, tok manbai yoqilganda, tranzistor ishlash boshlaydi, bu esa kolektor tokining IC oshishi sabab bo'lib, C1 va C2 kondensatorlari zaryadlanadi. Ular eng maksimal zaryadni oldikdan so'ng, indaktor L orqali zaryadlanishni boshlaydi.

Bu jarayonda, kondensatorda saqlangan elektrostatik energiya indaktorda maqnit flux formasida saqlanadi, bu esa elektromagnit energiya shaklidadir.

Keyin, indaktor zaryadlanishni boshlaydi, bu esa kondensatorlarni yana bir bor zaryadlashga olib kelaydi. Shunday qilib, jarayon davom etib, tank shematigasida osillasash paydo bo'ladi.

Rasm hamda amplifikatorning chiqishi C1 orqali, bunda tank shematigasidagi voltaj bilan fazadan mos keladi va yo'qolgan energiyani qayta ta'minlash uchun unga qaytaradi.

Boshqa tomondan, tranzistorga voltaj feedback'i C2 kondensator orqali olindi, bu esa tranzistorning voltajiga 180 gradus fazadan farq qiladi.

Bu sababli, C1 va C2 kondensatorlarning voltajlari qarama-qarshi polarda, chunki ular quyilgan nuqta groundga ulangan.

Shunday qilib, bu signal tranzistor tomonidan yana 180 gradus fazadan siljishga solingan, bu esa loopda 360 gradus fazadan siljishga olib keldi, Barkhausen prinsipining fazadan siljish shartini qanoatlantirdi.

Colpitts Osillasor Chastotasi

Bu bosqichda, shematika (C1 / C2) orqali aniqlangan feedback nisbatini qiyinroq tarzda kuzatish orqali, osillasor sifatida ishlovchi qilish mumkin. Colpitts Osillasorning chastotasi uning tank shematigasidagi komponentlardan bog'liq bo'lib, quyidagicha beriladi:

Bu yerda, Ceff - kondensatorlar effektiv kapasitati, uni quyidagicha ifodalash mumkin:

Natijada, bu osillasorlar ularning induktivligini yoki kapasitivligini o'zgartirish orqali tuning qilish mumkin. Amma, L-ni o'zgartirish smooth o'zgarishni bermaydi.

Shunday qilib, ular adashashga o'zaro ganged bo'lgan kapasitivlikni o'zgartirish orqali tuning qilinadi, bu esa ularning har birini o'zgartirish orqali ikkalasini ham o'zgartiradi. Amma, bu jarayon murakkab va maxsus katta qiymatli kapasitorni talab qiladi.

Shunday qilib, Colpitts osillasorlari chastota o'zgaradigan tahlilarda seyriksiz, lekin ularning oddiy dizayni sababli, fix chastotali osillasorlarda ko'proq mashhurdir.

O'sha paytda, ular Hartley osillasorlarga nisbatan yaxshi stabilityga ega, chunki ularning orasida mavjud bo'lgan mutual induktivlik effekti ular uchun mavjud emas.

Ko'rsatilgan BJT asosidagi Colpitts osillasordan tashqari, ular valvular, FET (Field Effect Transistor) yoki Op-Amp orqali ham amalga oshirilishi mumkin.

Rasm 2 Op-Amp ni inversiya konfiguratsiyasida ishlatadigan Colpitts osillasorini ko'rsatadi. Bu yerda, tank shematigi 1-rasmdek qoldi.

Bu turdagi shematika avvalroq tushuntirilgan shematikaga juda oxshash ishlaydi. Amma, bu yerda osillasorning gaini aniq Rf feedback rezistori yordamida alohida ravish