Кіріспе
LC осциллятор дизайны
A Colpitts oscillator, invented in 1918 by Canadian American engineer Edwin H. Colpitts using vacuum tubes, is one of a number of designs for LC oscillators, electronic oscillators that use a combination of inductors (L) and capacitors (C) to produce an oscillation at a certain frequency. The distinguishing feature of the Colpitts oscillator is that the feedback for the active device is taken from a voltage divider made of two capacitors in series across the inductor.
1918 жылы канадалық-американдық инженер Эдвин Х. Колпитс вакуумдық түтіктерді қолданып ойлап тапқан Колпитс осцилляторы, LC осцилляторларының бірнеше дизайндарының бірі болып табылады. Бұл электрондық осцилляторлар индукторлар (L) мен конденсаторлардың (C) үйлесімін пайдаланып белгілі бір жиілікте тербеліс тудырады. Колпитс осцилляторының ерекшелігі – активті құрылғыға кері байланыс индукторға қатар қосылған екі конденсатордан құралған кернеуді бөлу тізбегінен алынады.
A Colpitts oscillator, invented in 1918 by Canadian American engineer Edwin H. Colpitts using vacuum tubes, is one of a number of designs for LC oscillators, electronic oscillators that use a combination of inductors (L) and capacitors (C) to produce an oscillation at a certain frequency. The distinguishing feature of the Colpitts oscillator is that the feedback for the active device is taken from a voltage divider made of two capacitors in series across the inductor.
Шолу
Колпитт схемасы, басқа LC осцилляторлар сияқты, күшейткіш құрылғыдан (мысалы, биполярлық тоқтап қалу транзисторы, өріс эффектісі транзисторы, операциялық күшейткіш немесе вакуумдық түтік) тұрады, оның шығысы кері байланыс тізбегінде кірісіне қосылған. Күшейткіштің кіріс және шығыс кедерістері әртүрлі болады, оларды LC тізбегіне тым көп өшірмейінше қосу керек. Колпитт осцилляторы энергияны үйлесімді тізбекке кіргізу және шығару үшін екі конденсатордың жұбын кернеуді бөлу үшін пайдаланады. (Бұл Хартли осцилляторының электрлік дуалы ретінде қарастырылуы мүмкін, онда кері байланыс сигналы екі тізбекті орамнан (немесе түйреуіш орамнан) тұратын «индуктивті» кернеу бөлігіштен алынады.) 1-сурет жалпы базалық Колпитт схемасын көрсетеді. Индуктор L және C1 және C2 конденсаторларының тізбегі осциллятордың жиілігін анықтайтын резонанстық тізбек құрайды. C2 конденсаторы арқылы өтетін кернеу транзистордың базалық-эмиттерлік тоқтап қалуына тербелістерді тудыру үшін кері байланыс ретінде қолданылады. 2-сурет жалпы коллекторлық нұсқаны көрсетеді. Мұнда C1 конденсаторы арқылы өтетін кернеу кері байланыс береді. Тербеліс жиілігі LC тізбегінің резонанстық жиілігіне жуық, ол индуктормен параллель екі конденсатордың тізбегі болып табылады:
Тербелістің нақты жиілігі транзистордың тоқтап қалу сыйымдылығы және кедергілік жүктемесі салдарынан сәл төмен болады. Кез келген осциллятор сияқты, тұрақты жұмыс істеу үшін белсенді компоненттің күшеюі резонатордың жоғалуынан және оның кернеу бөлігішін әлсіретуден сәл жоғары болуы керек. Осылайша, айнымалы жиілікті осциллятор (VFO) ретінде қолданылатын Колпитт осцилляторы екі конденсатордың біреуін ғана баптаудың орнына, айнымалы индуктивтілікті баптау үшін қолданғанда жақсы жұмыс істейді. Егер айнымалы конденсатормен баптау қажет болса, оны индуктормен параллель (немесе Clapp осцилляторындағыдай тізбектей) қосылған үшінші конденсатормен жасау керек.
Практикалық мысал
3-сурет компоненттік мәндері бар мысал келтіреді. Өрістік эффектті транзисторлардың орнына, қажетті жиілікте күшейтуге қабілетті биполярлы тоқпен басқарылатын транзисторлар немесе вакуумдық лампалар сияқты басқа активті компоненттерді де қолдануға болады. Ортақ қақпалы күшейткіште кіріс кедергісі төмен, ал шығыс кедергісі жоғары болады. Сондықтан күшейткіш кірісі, яғни бастауышы, LC контуры L1, C1, C2, C3-тің төмен кедергілі нүктесіне қосылады, ал күшейткіш шығысы, яғни ағызуы, LC контурының жоғары кедергілі жоғарғы нүктесіне қосылады. R1 резисторы тербеліссіз 0,5 мА ағын тогымен жұмыс нүктесін орнатады. Шығыс төмен кедергілі нүктеде орналасқан және белгілі бір жүктемені басқара алады. Дегенмен, бұл схеманың гармониялық бұрмалануы төмен. J1 ағызуы мен жер арасына қосымша өзгермелі конденсатор қою арқылы схеманың жиілігін өзгертуге болады. Жүктеме резисторы RL схеманың емес, модельдеудің бөлігі болып табылады.