Výpočet výstupnej frekvencie Colpittsovho oscilátora
Colpittsov oscilátor je navrhnutý na generovanie vysokofrekvenčných sínusových oscilácií -rádiových frekvencií v rozsahu od 10 kHz do 100 MHz. Tieto oscilátory sa široko využívajú v komerčných generátoroch signálov až do 100 MHz. Colpittsov oscilátor je rovnaký ako Hartleyho oscilátor s jedným rozdielom – namiesto odbočenej indukčnosti Colpittsov oscilátor používa odbočenú kapacitu.

Schéma zapojenia Colpittsovho oscilátora s použitím BJT je zobrazená na obrázku. Obsahuje R-C spojený zosilňovač s n-p-n tranzistorom v zapojení so spoločným emitorom (CE). Rezistory R1 a R2 tvoria napäťový delič pre predpätie tranzistora. Rezistor RE je zapojený v obvode a stabilizuje ho proti teplotným výkyvom. Kondenzátor CE je zapojený paralelne s RE a pôsobí ako prepojovací kondenzátor, poskytujúci nízkoimpedančnú cestu pre zosilnený striedavý signál. Spojovací kondenzátor CC blokuje jednosmerný prúd a poskytuje striedavú cestu z kolektora do rezonančného obvodu.
Spätnoväzbová sieť (rezonančný obvod) sa skladá z dvoch kondenzátorov C1 a C2 (v sérii), ktoré sú umiestnené cez spoločnú indukčnosť L. Stred týchto dvoch kondenzátorov je uzemnený. Spätnoväzbová sieť (C1, C2 a L) určuje frekvenciu oscilácií oscilátora. Dva sériové kondenzátory C1 a C2 tvoria napäťový delič na poskytovanie spätnej väzby. Napätie vyvinuté na kondenzátore C2 poskytuje regeneratívnu spätnú väzbu, ktorá je nevyhnutná pre udržanie oscilácií.
Vzorec výpočtu
Kde:
- L je spojená indukčnosť
- C1 je spojený kondenzátor 1
- C2 je spojený kondenzátor 2
- C je ekvivalentná kapacita spojených kondenzátorov
- f0 je rezonančná frekvencia
Keď sa zapne napájacie napätie kolektora Vcc, kolektorový prúd začne stúpať a nabíja kondenzátory C1 a C2. Keď sú tieto kondenzátory úplne nabité, vybíjajú sa cez cievku L a vytvárajú tlmené harmonické oscilácie v rezonančnom obvode. Oscilačný prúd v rezonančnom obvode vytvára striedavé napätia na kondenzátoroch C1 a C2. Oscilácie na C2 sa aplikujú na bázu-emitor tranzistora a objavujú sa v zosilnenej forme v kolektorovom obvode, čím prekonávajú straty, ktoré vznikajú v rezonančnom obvode.
Spätnoväzbové napätie (na kondenzátore C2) je vo fázovom posune 180° voči výstupnému napätiu (na kondenzátore C1), pretože stred dvoch kondenzátorov je uzemnený. Fázový posun o 180° je spôsobený spätnoväzbovou sieťou a ďalší fázový posun o 180° medzi výstupným a vstupným napätím je spôsobený tranzistorom v zapojení so spoločným emitorom (CE). Preto je celkový fázový posun 360° alebo 0°, čo je nevyhnutné pre udržanie oscilácií podľa Barkhausenovho kritéria. Takto dosahujeme nepretržité netlmené oscilácie.
Komentár môžete adresovať buď diskutujúcemu priamo pomocou tlačidla „Odpovedať“, alebo ho môžete adresovať všeobecne do poľa nižšie.