De elektronisk krets som produserer periodisk oscillerende elektronisk signal som sinusbølge, firkantbølge eller annen bølge blir betegnet som elektronisk oscillator. Oscillatorer kan klassifiseres i forskjellige typer, generelt basert på utgangsfrekvensen. Elektroniske oscillatorer kan betegnes som spenningsstyrte oscillatorer da svingningsfrekvensen kan styres av inngangsspenningen. Fremste elektroniske spenningsstyrte oscillatorer kan betraktes som to typer, nemlig: Lineær oscillator og ikke-lineær oscillator.

Elektronisk oscillator

Ikke-lineære oscillatorer brukes til å produsere ikke-sinusformede utgangsbølgeformer. Lineære oscillatorer brukes til å produsere sinusformede utgangsbølgeformer og klassifiseres videre i mange typer, for eksempel Tilbakemeldingsoscillator, Negativ motstandsoscillator, Colpitts-oscillator, Hartley-oscillator, Armstrong-oscillator, Phase shift-oscillator, Clapp-oscillator, Delay line-oscillator, Pierce-oscillator, Wien brooscillator, Robinsonoscillator og så videre. I denne spesielle artikkelen diskuterer vi om en av de mange typene lineære oscillatorkretser, nemlig Colpitts Oscillator.

Colpitts oscillator

Oscillator er en forsterker med positiv tilbakemelding og konverterer DC-inngangssignal til AC-utgangsbølgeform med sikkerhet frekvensomformer og viss form for utgangsbølgeform (som sinus- eller firkantbølge osv.) ved å bruke den positive tilbakemeldingen i stedet for inngangssignalet. Oscillatorer som bruker induktoren L og kondensator C i kretsen deres, kalles LC-oscillator som er en type lineær oscillator.

Colpitts oscillator

LC-oscillatorer kan utformes ved å bruke forskjellige metoder. De velkjente LC-oscillatorene er Hartley oscillator og Colpitts oscillator. Blant disse to er det ofte brukte designet Colpitts Oscillator designet av og oppkalt etter en amerikansk ingeniør Edwin H Colpitts i 1918.

Colpitts Oscillator Theory

Den består av en tankkrets som er en LC-resonansunderkrets laget av to seriekondensatorer som er koblet parallelt til en induktor, og svingningsfrekvensen kan bestemmes ved å bruke verdiene til disse kondensatorene og induktoren til tankkretsen.

Denne oscillatoren er nesten lik Hartley-oscillatoren i alle aspekter, derfor blir den betegnet som elektrisk dual av Hartley-oscillatoren og er designet for generering av høyfrekvente sinusformede svingninger med radiofrekvenser som vanligvis varierer fra 10 KHz til 300 MHz. Den største forskjellen mellom disse to oscillatorene er at den bruker tappet kapasitans, mens Hartley-oscillatoren bruker tappet induktans.

Colpitts Oscillator Circuit

Hver annen oscillatorkrets som genererer sinusformede bølgeformer, bruker LC-resonanskretsen, bortsett fra noen få elektroniske kretser, slik som RC-oscillatorer, Wien-Robinson-oscillatorer og noen få krystalloscillatorer som ikke krever ekstra induktanser for dette formålet.

Kretsdiagram over Colpitts Oscillator

Det kan realiseres ved å bruke forsterkningsenhet som Bipolar Junction Transistor (BJT) , operasjonsforsterker og felt effekt transistor (FET) som lignende i andre LC-oscillatorer også. Kondensatorene C1 og C2 danner potensiell skillelinje, og denne tappede kapasitansen i tankkretsen kan brukes som kilde for tilbakemelding, og dette oppsettet kan brukes til å gi bedre frekvensstabilitet sammenlignet med Hartley-oscillatoren der tappet induktans brukes til tilbakemeldingsoppsett.

Motstanden i kretsen ovenfor gir stabilisering for kretsen mot temperaturvariasjoner. Kondensatoren Ce koblet til i kretsen som er parallell med Re, gir lav reaktiv vei til det forsterkede AC-signalet som fungerer som Bypass-kondensator . De Motstander R1 og R2 danne spenningsdeler for krets og gir forspenning til transistoren. Kretsen består av en RC koblet forsterker med vanlig emitterkonfigurasjonstransistor. Koblingskondensatoren Coutblocks DC ved å tilveiebringe en AC-bane fra kollektoren til tankkretsen.

Colpitts Oscillator Working

Når strømforsyningen er slått på, begynner kondensatorene C1 og C2 vist i kretsen ovenfor å lade, og etter at kondensatorene er fulladet, begynner kondensatorene å tømmes gjennom induktoren L1 i kretsen og forårsaker dempede harmoniske svingninger i tankkretsen.

Tankkrets med kondensatorer og induktorer

Dermed produseres en vekselstrøm over C1 og C2 av den oscillerende strømmen i tankkretsen. Mens disse kondensatorene blir fullstendig utladet, blir den elektrostatiske energien som er lagret i kondensatorene overført i form av magnetisk strøm til induktoren og dermed blir induktoren ladet.

Tilsvarende, når induktoren begynner å tømmes, begynner kondensatorene å lade igjen, og denne prosessen med energilading og utladning av kondensatorer og induktor fortsetter og forårsaker generering av svingninger og frekvensen av disse svingningene kan bestemmes ved å bruke resonansfrekvensen til tankkretsen som består av spole og kondensatorer. Denne tankkretsen betraktes som energireservoaret eller energilagring. Dette er på grunn av hyppig energilading og utlading av induktoren, kondensatorer som er en del av LC-nettverket som danner tankkretsen.

De kontinuerlige ikke-dempede svingningene kan oppnås fra Barkhausen-kriteriet. For vedvarende svingninger må den totale faseforskyvningen være 3600 eller 00. I den ovennevnte kretsen da to kondensatorer C1 og C2 er sentrertappet og jordet, er spenningen over kondensatoren C2 (tilbakemeldingsspenning) 1800 med spenningen over kondensatoren C1 (utgangsspenning ). Den vanlige sendertransistoren produserer 1800 faseskift mellom inngangs- og utgangsspenningen. Således kan vi fra Barkhausen-kriteriet få uavdempede kontinuerlige svingninger.
Resonansfrekvensen er gitt av

ƒr = 1 / (2П√ (L1 * C))

“hvordan teste en kondensator ”

Hvor ƒr er resonansfrekvensen

C er ekvivalent kapasitans for seriekombinasjon av C1 og C2 i tankkretsen

Det er gitt som

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

L1 representerer selvinduktansen til spolen.

Anvendelser av Colpitts Oscillator

Den brukes til generering av sinusformede utgangssignaler med svært høye frekvenser.
Colpitts-oscillatoren ved hjelp av SAW-enheten kan brukes som den forskjellige type sensorer som for eksempel temperatur sensor . Siden enheten som brukes i denne kretsen er veldig følsom for forstyrrelser, registrerer den direkte fra overflaten.
Det brukes ofte til applikasjoner der det er veldig mange frekvenser involvert.
Brukes til applikasjoner der det ønskes udampede og kontinuerlige svingninger for å fungere.
Denne oscillatoren foretrekkes i situasjoner der den er ment å tåle høye og lave temperaturer ofte.
Kombinasjonen av denne oscillatoren med noen enheter (i stedet for tankkrets) kan brukes til å oppnå god temperaturstabilitet og høy frekvens.
Den brukes til utvikling av mobil og radiokommunikasjon .
Den har mange applikasjoner som brukes til kommersielle formål.

Derfor diskuterer denne artikkelen kort om Colpitts-oscillatoren, teori, arbeid og anvendelser av Colpitts-oscillatoren sammen med tankens kretsløp. gratis elektroniske prosjektpakker . For mer informasjon om Colpitts-oscillatoren, vennligst legg inn spørsmålene dine ved å kommentere nedenfor.

Fotokreditter: