The elektroninė grandinė kuris generuoja periodiškai svyruojančius elektroninius signalus, tokius kaip sinusinė, kvadratinė ar bet kuri kita banga, vadinama elektroniniu osciliatoriumi. Osciliatoriai gali būti skirstomi į skirtingus tipus, paprastai atsižvelgiant į jų išėjimo dažnį. Elektroninius osciliatorius galima vadinti įtampos valdomi osciliatoriai nes jų svyravimų dažnį galima valdyti jų įėjimo įtampa. Svarbiausi elektroniniai įtampa valdomi osciliatoriai gali būti laikomi dviem tipais: tiesinis ir netiesinis osciliatorius.

Elektroninis osciliatorius

Netiesiniai osciliatoriai naudojami gaminant ne sinusoidines išėjimo bangos formas. Linijiniai osciliatoriai naudojami sinusoidinėms išėjimo bangos formoms gaminti ir toliau skirstomi į daugelį tipų, pavyzdžiui, grįžtamojo ryšio osciliatorius, neigiamo pasipriešinimo osciliatorius, „Colpitts“ osciliatorius, „Hartley“ osciliatorius, „Armstrong“ osciliatorius, fazės poslinkio osciliatorius, „Clapp“ osciliatorius, „Delay line“ osciliatorius, „Pierce“ osciliatorius, Vienos tilto osciliatorius, Robinsono osciliatorius ir t. Šiame konkrečiame straipsnyje aptariame vieną iš daugelio linijinių osciliatorių grandinių tipų, būtent „Colpitts“ osciliatorių.

„Colpitts“ osciliatorius

Osciliatorius yra teigiamo grįžtamojo ryšio stiprintuvas, kuris tam tikru būdu paverčia nuolatinės srovės įvesties signalą į kintamosios srovės išėjimo bangos formą kintamo dažnio pavara ir tam tikra išėjimo bangos formos forma (pvz., sinusinė ar kvadratinė banga ir kt.), naudojant teigiamą grįžtamąjį ryšį, o ne įvesties signalą. Osciliatoriai, kurie savo grandinėje naudoja induktorių L ir kondensatorių C, vadinami LC osciliatoriumi, kuris yra linijinio osciliatoriaus tipas.

„Colpitts“ osciliatorius

LC osciliatoriai gali būti suprojektuoti naudojant skirtingus metodus. Gerai žinomi LC osciliatoriai yra Hartley ir Colpitts osciliatoriai. Tarp šių dviejų dažnai naudojamas dizainas yra „Colpitts Oscillator“, kurį sukūrė ir pavadino amerikiečių inžinierius Edwinas H Colpittsas 1918 m.

„Colpitts“ osciliatoriaus teorija

Jį sudaro rezervuaro grandinė, kuri yra LC rezonanso posistemė, sudaryta iš dviejų nuoseklių kondensatorių, sujungtų lygiagrečiai su induktoriumi, ir svyravimų dažnį galima nustatyti naudojant šių kondensatorių ir bako grandinės induktoriaus vertes.

Šis osciliatorius visais atžvilgiais yra beveik panašus į Hartley osciliatorių, taigi jis vadinamas elektriniu Hartley osciliatoriaus dvigubu elementu ir yra skirtas aukšto dažnio sinusoidiniams svyravimams generuoti, kai radijo dažniai paprastai svyruoja nuo 10 KHz iki 300 MHz. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų osciliatorių yra tas, kad jis naudoja paslankią talpą, o Hartley osciliatorius naudoja induktyvumą.

„Colpitts“ osciliatoriaus grandinė

Kiekvienoje kitoje osciliatoriaus grandinėje, generuojančioje sinusoidines bangos formas, naudojama LC rezonansinė grandinė, išskyrus keletą elektroninių grandinių, tokių kaip RC osciliatoriai, Wien-Robinson osciliatorius ir keli kristaliniai osciliatoriai, kuriems šiam tikslui nereikia papildomų induktyvumų.

„Colpitts“ osciliatoriaus grandinės schema

Tai galima realizuoti naudojant įtaisą, pvz Bipolinis jungties tranzistorius (BJT) , operacinis stiprintuvas ir lauko tranzistorius (FET) kaip ir kituose LC osciliatoriuose. Kondensatoriai C1 ir C2 suformuoja potencialų daliklį, o ši rezervuaro grandinės talpykla gali būti naudojama kaip grįžtamojo ryšio šaltinis, ir ši sąranka gali būti naudojama geresniam dažnio stabilumui užtikrinti, palyginti su Hartley osciliatoriumi, kuriame grįžtamojo ryšio nustatymui naudojamas išjungtas induktyvumas.

Re rezistorius pirmiau pateiktoje grandinėje stabilizuoja grandinę nuo temperatūros pokyčių. Kondensatorius Ce, prijungtas grandinėje, kuri yra lygiagreti Re, užtikrina mažą reaktyvų kelią į sustiprintą kintamosios srovės signalą, veikiantį kaip Apeiti kondensatorius . The Rezistoriai R1 ir R2 formos grandinės įtampos daliklis ir suteikia tranzistoriaus šališkumą. Grandinę sudaro a RC sujungtas stiprintuvas su bendru emiterio konfigūracijos tranzistoriumi. Jungiamasis kondensatorius „Coutblocks“ nuolatinei srovei suteikia kintamosios srovės kelią nuo kolektoriaus iki rezervuaro grandinės.

„Colpitts“ osciliatorius veikia

Kai maitinimo šaltinis yra įjungtas, kondensatoriai C1 ir C2, parodyti aukščiau esančioje grandinėje, pradeda krauti, o po to, kai kondensatoriai visiškai įkraunami, kondensatoriai pradeda išsikrauti per grandinės induktorių L1, sukeldami slopinamus harmoninius virpesius bako grandinėje.

Tanko grandinė su kondensatoriais ir induktoriais

Taigi kintamosios srovės įtampa visoje C1 ir C2 susidaro virpesių srove bako grandinėje. Nors šie kondensatoriai visiškai išsikrauna, kondensatoriuose sukaupta elektrostatinė energija perduodama magnetinio srauto pavidalu į induktorių ir tokiu būdu induktorius įkraunamas.

Panašiai, kai induktorius pradeda iškrauti, kondensatoriai vėl pradeda krautis, o šis energijos įkrovimo ir iškrovimo kondensatorių ir induktoriaus procesas toliau sukelia virpesių susidarymą, o šių virpesių dažnį galima nustatyti naudojant rezervuaro grandinės, susidedančios iš induktorius ir kondensatoriai. Ši bako grandinė laikoma energijos rezervuaru arba energijos kaupikliu. Taip yra dėl to, kad dažnai įkraunama ir išleidžiama induktorius, kondensatoriai, kurie yra LC tinklo dalis, sudaranti bako grandinę.

Barkhauzeno kriterijumi galima gauti nenutrūkstamus slopinimus. Norint palaikyti nuolatinius svyravimus, bendras fazių poslinkis turi būti 3600 arba 00. Pirmiau pateiktoje grandinėje, kai du kondensatoriai C1 ir C2 yra centre ir įžeminti, kondensatoriaus C2 įtampa (grįžtamoji įtampa) yra 1800, o kondensatoriaus C1 įtampa (išėjimo įtampa). ). Bendras emiterio tranzistorius sukuria 1800 fazių poslinkį tarp įėjimo ir išėjimo įtampos. Taigi iš Barkhauzeno kriterijaus galime gauti neslopinamus nuolatinius svyravimus.
Rezonansinį dažnį pateikia

ƒr = 1 / (2П√ (L1 * C))

“kam naudojami diodai ”

Kur ƒr yra rezonansinis dažnis

C yra bako grandinės C1 ir C2 serijinio derinio ekvivalentinė talpa

Jis pateikiamas kaip

C = (C1 * C2) / ((C1 + C2))

L1 reiškia ritės savaiminį induktyvumą.

„Colpitts Oscillator“ programos

Jis naudojamas generuoti sinusinius išėjimo signalus su labai aukštais dažniais.
„Colpitts“ osciliatorius naudojant SAW įrenginį gali būti naudojamas kaip skirtingas jutiklių tipas toks kaip temperatūros jutiklis . Kadangi šioje grandinėje naudojamas prietaisas yra labai jautrus trikdžiams, jis pajunta tiesiai iš savo paviršiaus.
Jis dažnai naudojamas toms programoms, kuriose naudojamas labai platus dažnių diapazonas.
Naudojamas toms programoms, kurių veikimui reikalingi neslėpti ir nuolatiniai svyravimai.
Šis osciliatorius yra pageidautinas tais atvejais, kai jis skirtas dažnai atlaikyti aukštą ir žemą temperatūrą.
Šio osciliatoriaus derinys su kai kuriais įtaisais (vietoj rezervuaro grandinės) gali būti naudojamas norint pasiekti puikų temperatūros stabilumą ir aukštą dažnį.
Jis naudojamas mobiliųjų ir radijo ryšys .
Jame yra daugybė programų, naudojamų komerciniais tikslais.

Taigi šiame straipsnyje trumpai aptariama „Colpitts“ osciliatorius, teorija, „Colpitts“ osciliatoriaus veikimas ir taikymas kartu su jo bako grandine. nemokami elektroniniai projektų rinkiniai . Norėdami gauti daugiau informacijos apie „Colpitts“ osciliatorių, pateikite savo užklausas komentuodami žemiau.

Nuotraukų kreditai: