/ Обучител на Colpitts Oscillator и дизайн на Colpitts

Обучител на Colpitts Oscillator и дизайн на Colpitts

осцилатор

В много отношения осцилаторът на Colpitts е точно обратното на Осцилатор на Хартли погледнахме в предишния урок. Подобно на осцилатора Хартли, настроената резервоарна верига се състои от LC-резонансна под-верига, свързана между колектора и основата на един етап транзисторен усилвател, произвеждащ синусоидална форма на вълната.

Основната конфигурация на Осцилатор на Colpitts прилича на тази на Осцилатор на Хартли но разликата този път е в центъраСега се извършва подслушване на под-веригата на резервоара на мястото на свързване на мрежата на “капацитивния делител на напрежение” вместо индуктиращия тип индуктор на автотрансформатора, както в осцилаторът Hartley.

colpitts генератор резервоар верига
</ P>

Осцилатор на Colpitts
Резервоарна верига

Осцилаторът Colpitts използва капацитивно напрежениеразделителна мрежа като източник на обратна връзка. Двата кондензатора, С1 и С2, са разположени в един общ индуктор, L както е показано. Тогава C1, C2 и L образуват настроената верига на резервоара, като условието за колебания е: XС1 + XC2 = XL, както при осцилаторната схема на Hartley.

Предимството на този тип капацитивна веригаконфигурация е, че с по-малко самостоятелно и взаимна индуктивност в рамките на резервоара верига, честотата стабилност на осцилатора се подобрява заедно с по-прост дизайн.

Както и при осцилатора Hartley, осцилаторът на Colpitts използва едноетапен биполярен транзисторен усилвател като усилващ елемент, който произвежда синусоидален изход. Помислете за веригата по-долу.

Основна схема на Colpitts Oscillator

основна осцилатор верига colpitts

Емитерният терминал на транзистора еефективно свързан към кръстовището на двата кондензатора, С1 и С2, които са свързани последователно и действат като обикновен делител на напрежение. Когато захранването първо се приложи, кондензаторите С1 и С2 се зареждат и след това се освобождават през намотката L. Осцилациите в кондензаторите се прилагат към възела-излъчвател и се появяват в усилвателя на изхода на колектора.

Резисторите R1 и R2 осигуряват обичайнотостабилизиране на DC пристрастия за транзистора по нормален начин, докато допълнителните кондензатори действат като DC-блокиращи байпасни кондензатори. В колекторната верига се използва радиочестотен дросел (RFC), за да се осигури високо съпротивление (идеално отворена верига) при честотата на трептене, ()r) и ниско съпротивление при постоянен ток, за да се задействат трептенията.

Необходимото външно фазово изместване се получава вподобно на това в осцилаторната схема на Хартли с необходимата положителна обратна връзка, получена за продължителни неампирали колебания. Количеството на обратната връзка се определя от съотношението C1 и C2. Тези два капацитета обикновено се "обединяват", за да осигурят постоянно количество обратна връзка, така че след като един се регулира, другият автоматично следва.

Честотата на осцилациите за осцилатор на Colpitts се определя от резонансната честота на веригата на резервоара LC и се дава като:

честотна формула на colpitts

където СT е капацитетът на C1 и C2, свързани последователно и е даден като:

уравнение на кондензатори

Конфигурацията на транзисторния усилвател е a Общ емитер усилвател с изходния сигнал 180о фаза по отношение на входния сигнал. Допълнителните 180о фаза смяна изисква за колебание се постигаот факта, че двата кондензатора са свързани заедно в серия, но паралелно с индуктивната намотка, в резултат на което общата фазова смяна на веригата е нула или 360о.

Количеството на обратната връзка зависи от стойностите наС1 и С2. Можем да видим, че напрежението на C1 е същото като изходното напрежение на осцилаторите, Vout и че напрежението в C2 е напрежението за обратна връзка на осцилаторите. Тогава напрежението на C1 ще бъде много по-голямо от това през C2.

Следователно, чрез промяна на стойностите на кондензаторите,C1 и C2 ние можем да коригираме размера на обратната връзка на обратната връзка към резервоара. Въпреки това, големи количества обратна връзка могат да предизвикат изкривяване на изходната синусова вълна, докато малки количества обратна връзка може да не позволят на веригата да осцилира.

Тогава количеството на обратната връзка, разработено отColpitts осцилатор се основава на съотношението на капацитета на C1 и C2 и е това, което управлява възбуждането на осцилатора. Това съотношение се нарича "фракция на обратната връзка" и се дава просто като:

осцилатор обратна фракция colpitts

Пример за Colpitts Oscillator No1

А Осцилатор на Colpitts верига с два кондензатора 24nF и 240nFсъответно са свързани паралелно с индуктор от 10mH. Определете честотата на трептенията на веригата, обратната фракция и изтеглете веригата.

Честотата на осцилация за осцилатор на Colpitts е дадена като:

честота на colpitts

Тъй като схемата colpitts се състои от два кондензатора в серия, общият капацитет е следователно:

уравнение на капацитета на серията

Индуктивността на индуктора е дадена като 10mH, тогава честотата на колебание е:

colpitts осцилатор резонансна честота

Честотата на осцилаторите за Colpitts Oscillator следователно е 10.8kHz, като фракцията с обратна връзка е дадена като:

осцилатор обратна фракция

Схема на Colpitts Oscillator

осцилатор верига

Colpitts осцилатор, използващ Op-amp

Точно като предишното Осцилатор на Хартли, както и с помощта на биполярен транзистор (BJT) като активен етап на осцилаторите, можем да използваме и операционен усилвател (op-amp). Действието на Op-amp Colpitts осцилатор е точно същата като за транзисторната версия, като честотата на работа е изчислена по същия начин. Помислете за веригата по-долу.

Colpitts Осцилатор Op-Amp Верига

op amp colpitts осцилатор

Имайте предвид, че това е инвертиращ усилвателконфигурация, съотношението на R2 / R1 определя усилването на усилването. Минимално усилване от 2,9 е необходимо за започване на колебания. Резистор R3 осигурява необходимата обратна връзка към веригата на резервоара LC.

Предимствата на Осцилатор на Colpitts над осцилаторите Хартли са тезиОсцилаторът Colpitts произвежда по-чиста синусоидална форма на сигнала, дължаща се на ниските импедансни пътища на кондензаторите при високи честоти. Също така благодарение на тези капацитивни реактивни свойства, базираният на БНТ осцилатор Colpitts може да работи при много високи честоти. Разбира се, всеки операционен усилвател или БНТ, използвани като усилващо устройство, трябва да могат да работят при необходимите високи честоти.

Резюме на Colpitts Oscillator

Тогава да обобщим, Осцилатор на Colpitts се състои от паралелно LC резонаторна верига на резервоарачиято обратна връзка се постига чрез капацитивен разделител. Както повечето осцилаторни схеми, осцилаторът на Colpitts съществува в няколко форми, като най-често срещаната форма е подобна на транзисторната верига.

Централното изтласкване на под-веригата на резервоара енаправени на мястото на свързване на мрежата на “капацитивното напрежение”, за да захранват част от изходния сигнал обратно към емитера на транзистора. Двата кондензатора серийно произвеждат 180о фаза смяна, която е обърната с още 180о за да се получи необходимата положителна обратна връзка. Осцилиращата честота, която е по-чисто напрежение на синусоида, се определя от резонансната честота на веригата на резервоара.

В следващия урок за осцилатори, ние ще разгледаме RC Осцилатори, който използва резистори и кондензатори като своя резервоар верига за производство на синусоидална форма на сигнала.

Коментари (0)
Добави коментар