circuit electronic care produce semnal electronic oscilant periodic, cum ar fi unda sinusoidală, unda pătrată sau orice altă undă este denumită oscilator electronic. Oscilatoarele pot fi clasificate în diferite tipuri, în general pe baza frecvenței lor de ieșire. Oscilatoarele electronice pot fi denumite ca oscilatoare cu tensiune controlată deoarece frecvența lor de oscilații poate fi controlată de tensiunea lor de intrare. Cele mai importante oscilatoare electronice controlate de tensiune pot fi considerate ca fiind două tipuri și anume: oscilator liniar și oscilator neliniar.

Oscilator electronic

Oscilatoarele neliniare sunt utilizate pentru a produce forme de undă de ieșire non-sinusoidale. Oscilatoarele liniare sunt utilizate pentru a produce forme de undă de ieșire sinusoidale și sunt clasificate în mai multe tipuri, cum ar fi oscilatorul Feed Back, oscilatorul cu rezistență negativă, oscilatorul Colpitts, oscilatorul Hartley, oscilatorul Armstrong, oscilatorul cu schimbare de fază, oscilatorul Clapp, oscilatorul liniei de întârziere, oscilatorul Pierce, Oscilatorul pod Wien, oscilatorul Robinson și așa mai departe. În acest articol, discutăm despre unul dintre numeroasele tipuri de circuite oscilatoare liniare și anume oscilatorul Colpitts.

Oscilator Colpitts

Oscilatorul este un amplificator cu feedback pozitiv și convertește semnalul de intrare DC în forma de undă de ieșire AC cu anumite unitatea de frecvență variabilă și o anumită formă a formei de undă de ieșire (cum ar fi undă sinusoidală sau undă pătrată etc.) prin utilizarea feedback-ului pozitiv în locul semnalului de intrare. Oscilatoarele care utilizează inductorul L și condensatorul C în circuitul lor sunt numite oscilatoare LC, care este un tip de oscilator liniar.

Oscilator Colpitts

Oscilatoarele LC pot fi proiectate folosind diferite metode. Cunoscutele oscilatoare LC sunt oscilatorul Hartley și oscilatorul Colpitts. Printre acestea două, designul frecvent utilizat este oscilatorul Colpitts, proiectat de și numit după inginerul american Edwin H Colpitts în 1918.

Teoria oscilatorului Colpitts

Se compune dintr-un circuit de rezervor care este un subcircuit de rezonanță LC format din două condensatoare de serie conectate în paralel cu un inductor și frecvența oscilațiilor poate fi determinată utilizând valorile acestor condensatori și inductori ai circuitului rezervorului.

Acest oscilator este aproape similar cu oscilatorul Hartley în toate aspectele, prin urmare, este denumit dual electric al oscilatorului Hartley și este conceput pentru generarea de oscilații sinusoidale de înaltă frecvență cu frecvențe radio de obicei cuprinse între 10 KHz și 300 MHz. Diferența majoră dintre acești doi oscilatori este că folosește capacitate captată, în timp ce oscilatorul Hartley utilizează inductanță captată.

Circuitul oscilatorului Colpitts

Orice alt circuit oscilator care generează forme de undă sinusoidale utilizează circuitul rezonant LC, cu excepția câtorva circuite electronice, cum ar fi oscilatoarele RC, oscilatorul Wien-Robinson și câteva oscilatoare de cristal care nu necesită inductanțe suplimentare în acest scop.

Diagrama circuitului oscilatorului Colpitts

Poate fi realizat folosind un dispozitiv gain, cum ar fi Tranzistor de joncțiune bipolar (BJT) , amplificator operațional și tranzistor cu efect de câmp (FET) la fel de asemănător și în alte oscilatoare LC. Condensatoarele C1 și C2 formează un divizor de potențial, iar această capacitate captată în circuitul rezervorului poate fi utilizată ca sursă de feedback și această configurație poate fi utilizată pentru a oferi o stabilitate mai bună a frecvenței în comparație cu oscilatorul Hartley în care se utilizează inductanța conectată pentru configurarea feedback-ului.

Rezistorul din circuitul de mai sus asigură stabilizarea circuitului împotriva variațiilor de temperatură. Condensatorul Ce conectat în circuitul care este paralel cu Re, oferă o cale reactivă redusă către semnalul de CA amplificat, acționând ca. Bypass condensator . Rezistențele R1 și R2 formează divizor de tensiune pentru circuit și oferă polarizare tranzistorului. Circuitul este format dintr-un Amplificator cuplat RC cu tranzistor de configurare a emițătorului comun. Condensatorul de cuplare Coutblocks DC furnizând o cale alternativă de la colector la circuitul rezervorului.

Oscilatorul Colpitts funcționează

Ori de câte ori sursa de alimentare este pornită, condensatoarele C1 și C2 prezentate în circuitul de mai sus încep să se încarce și după ce condensatoarele se încarcă complet, condensatoarele încep să se descarce prin inductorul L1 din circuit provocând oscilații armonice amortizate în circuitul rezervorului.

Circuit rezervor cu condensatoare și inductoare

Astfel, o tensiune alternativă este produsă în C1 și C2 de curentul oscilator din circuitul rezervorului. În timp ce acești condensatori sunt complet descărcați, energia electrostatică stocată în condensatori este transferată sub formă de flux magnetic către inductor și astfel inductorul se încarcă.

În mod similar, atunci când inductorul începe descărcarea, condensatorii încep să se încarce din nou și acest proces de încărcare și descărcare a energiei condensatori și inductor continuă generând oscilații, iar frecvența acestor oscilații poate fi determinată utilizând frecvența de rezonanță a circuitului rezervorului constând din: inductor și condensatori. Acest circuit al rezervorului este considerat rezervorul de energie sau stocarea energiei. Acest lucru se datorează încărcării și descărcării frecvente de energie a inductorului, condensatori care fac parte din rețeaua LC care formează circuitul rezervorului.

Oscilațiile continue neamortizate pot fi obținute din criteriul Barkhausen. Pentru oscilații susținute, defazarea totală trebuie să fie 3600 sau 00. În circuitul de mai sus, deoarece doi condensatori C1 și C2 sunt conectați la centru și împământați, tensiunea în condensatorul C2 (tensiunea de feedback) este de 1800, cu tensiunea în condensatorul C1 (tensiunea de ieșire) ). Tranzistorul emițător comun produce o schimbare de fază între tensiunea de intrare și ieșire. Astfel, din criteriul Barkhausen putem obține oscilații continue neamortizate.
Frecvența de rezonanță este dată de

ƒr = 1 / (2П√ (L1 * C))

“care este funcția unei diode ”

Unde ƒr este frecvența de rezonanță

C este capacitatea echivalentă a combinației în serie a C1 și C2 a circuitului rezervorului

Este dat ca

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

L1 reprezintă autoinductivitatea bobinei.

Aplicații ale oscilatorului Colpitts

Este utilizat pentru generarea de semnale de ieșire sinusoidale cu frecvențe foarte mari.
Oscilatorul Colpitts care utilizează dispozitivul SAW poate fi folosit ca diferit tipul de senzori ca senzor de temperatura . Deoarece dispozitivul utilizat în acest circuit este extrem de sensibil la perturbații, el simte direct de la suprafața sa.
Este frecvent utilizat pentru aplicațiile în care sunt implicate o gamă foarte largă de frecvențe.
Folosit pentru aplicații în care oscilațiile continue și neamortizate sunt dorite pentru funcționare.
Acest oscilator este preferat în situațiile în care este destinat să reziste frecvent la temperaturi ridicate și scăzute.
Combinația acestui oscilator cu unele dispozitive (în loc de circuitul rezervorului) poate fi utilizată pentru a obține o stabilitate excelentă la temperatură și o frecvență ridicată.
Este folosit pentru dezvoltarea dispozitivelor mobile și comunicații radio .
Are multe aplicații utilizate în scopuri comerciale.

Prin urmare, acest articol discută pe scurt despre oscilatorul Colpitts, teoria, funcționarea și aplicațiile oscilatorului Colpitts împreună cu circuitul rezervorului său sunt utilizate în seturi de proiecte electronice gratuite . Pentru mai multe informații cu privire la oscilatorul Colpitts, vă rugăm să postați întrebările dvs. comentând mai jos.

Credite foto: