Генератор Колпитца:применение схемы и его преимущества

Генератор Колпитца — это линейный осциллятор и всего лишь один из множества LC-осцилляторов. Важно отметить, что в этом генераторе используется функциональное единство конденсаторов (C) и катушек индуктивности (L), отсюда и название LC-генератор.

В этой статье мы обсудим осциллятор Колпитца, его преимущества, области применения и т. д. Кроме того, она поможет вам изучить и определить, какие соединения генератора Колпитца подходят для ваших нужд!

1. Что такое осциллятор Колпитца?

Colpitts представляет собой электронный осциллятор. Важно отметить, что в этом генераторе используются катушки индуктивности и конденсаторы, которые вносят свой вклад в LC-контур.

Функционирование этого генератора включает использование транзисторов, операционных усилителей, полевых транзисторов и ламп. Кроме того, это электрический генератор гармоник с множеством приложений и преимуществ.

Конструкция этого конкретного генератора аналогична конструкции генератора Хартли. Однако отличительной чертой является то, что осциллятор Колпитца содержит контур резервуара, а генератор Хартли не имеет контура.

Примечание;

Примечательно, что есть два осциллятора; нелинейные осцилляторы и линейные осцилляторы. Нелинейные генераторы производят несинусоидальные выходные сигналы (нелинейные). В то время как линейные осцилляторы, такие как осциллятор Колпитца, создают линейные или синусоидальные волны.

(технология генератора с материнской платой.)

2. Базовая схема генератора Колпитца и как она работает?

• Теория Колпитца

Теория этого генератора состоит в том, что он имеет двойные конденсаторы, последовательно соединенные с катушками индуктивности параллельно. Примечательно, что расположение этих электрических компонентов образует контур резонансного резервуара. Комбинация конденсаторов и катушек индуктивности делает его параллельным LC-резонансным контуром. Кроме того, значения, полученные от этих конденсаторов и катушек индуктивности, помогают определить частоту колебаний.

Изобретение Колпиттов было связано с необходимостью генерировать высокую частоту линейных колебаний с использованием радиочастот.

Дополнительный совет

Поскольку осциллятор Колпитца имеет конструкцию, аналогичную осциллятору Хартли, его иногда называют электрическим двойником осциллятора Хартли. Однако наличие колебательного контура является единственной отличительной особенностью двух конструкций генераторов. В противном случае функциональная разница заключается в том, что в то время как Hartley использует индуктивность с ответвлениями, Colpitts использует емкость с ответвлениями.

(Схема LC-генератора.)

• Схема генератора Колпитца

(схема генератора Колпитца)

Как и в любой схеме генератора, генерирующего линейные волны, наличие в схеме LC-резонанса обязательно. Однако исключениями являются RC-генераторы, которым не нужен LC-резонанс в их ходе.

Кроме того, использование устройства усиления, такого как биполярный переходной транзистор, операционный усилитель или полевой транзистор, обеспечивает функцию генератора. Важно отметить, что конденсаторы C1 и C2 создают делитель потенциала. В результате стабильность частоты на Colpitts обеспечивается за счет емкости с ответвлениями. Эта емкость с ответвлениями, присутствующая в цепи резервуара, является источником обратной связи.

Однако добиться стабильной цепи даже в среде с перепадами температуры непросто. Поэтому размещение резистора (Re) в курсе важно. Резистор помогает поддерживать стабильность цепи и предотвращает ее повреждение.

Кроме того, есть конденсатор (Ce), параллельный Re. Конденсатор Ce действует как шунтирующий конденсатор, который создает малореактивный путь к усиленному сигналу переменного тока. Кроме того, делитель напряжения, образованный резисторами R1 и R2, создает смещение транзистора, которое управляет протеканием тока.

Примечательно, что на принципиальной схеме усилитель с RC-связью имеет транзистор с общим эмиттером. Выходной конденсатор связи по переменному току блокирует постоянный ток. В результате получается путь переменного тока от коллектора к контуру резервуара.

(Электрическая схема LC-генератора.)

Осциллятор Колпитца работает

После включения питания конденсаторы C1 и C2 начинают заряжаться. Сразу же после полной зарядки этих конденсаторов они начинают разряжать часть своей мощности через дроссель L1. Следовательно, процесс разрядки вызывает затухание гармонических колебаний контуров бака.

Снова колебательный ток создает переменное напряжение на конденсаторах C1 и C2. В процессе разрядки в конденсаторах присутствует электростатическая энергия. Эта энергия будет перемещаться в виде магнитного потока к индуктору, заряжая индуктор.

Точно так же, когда катушки индуктивности начинают разряжаться, конденсаторы снова начинают заряжаться. Следовательно, этот непрерывный процесс зарядки и разрядки порождает колебания. Чтобы определить частоту этих колебаний, используйте резонансную частоту контура.

(печатная плата с установленными генераторами)

Контур резервуара в основном работает как область хранения энергии контура, вызванная постоянной зарядкой и разрядкой. Кроме того, формирование электронной схемы бака происходит из-за непрерывной зарядки и разрядки конденсаторов и катушек индуктивности. Этот процесс приводит к разрыву сети LC.

Кроме того, критерий устойчивости Баркгаузена помогает рассчитать незатухающие незатухающие колебания. Однако для незатухающих колебаний полный фазовый сдвиг должен быть равен 00 или 3600.

Вычисления по формуле схемы

Из схемы оба конденсатора становятся заземленными или центральными. Таким образом, напряжение обратной связи, напряжение на C2, составляет 1800, объединяя выходное напряжение, которое является напряжением на C1. Примечательно, что между входным напряжением и выходным напряжением транзистор с общим эмиттером создает фазовый сдвиг 1800.

Важно отметить, что резонансная частота рассчитывается по формуле;

ƒr=1/(2П√(L1*C))

где f — резонансная частота. C =эквивалентная емкость C1 + C2, а L1 — собственная индуктивность катушки.

А расчет C идет по формуле

С=(С1*С2)/((С1+С2))

(генератор внутри материнской платы джойстика.)

3. Диаграмма осциллятора Колпитца

• Использование операционного усилителя

(Генератор Колпитца на операционном усилителе.)

Схема операционного усилителя находится в инвертирующем режиме, где R1 — входной резистор, а RF — резистор обратной связи. Примечательно, что индивидуальная настройка коэффициента усиления генератора на операционном усилителе RF и R1 имеет большие преимущества. Важно отметить, что уравнение A =-Rf/R1 рассчитывает коэффициент усиления инвертирующего усилителя.

Однако помните, что такие важные элементы, как разделительные конденсаторы и колебательный контур, не влияют на коэффициент усиления операционного усилителя. Но в транзисторных версиях на усиление влияет каждый компонент, особенно электронная схема бака.

Обратите внимание, что частотное уравнение, принцип работы и теория работы генератора на операционных усилителях такие же, как и у транзисторных версий.

4. Приложения генератора Колпитца

• Во-первых, осциллятор может генерировать высокочастотный синусоидальный выходной сигнал.
• Во-вторых, осциллятор Колпитца может помочь в разработке мобильных и радиостанций.
• В-третьих, используйте его в приложениях, требующих изменения широкого диапазона частот.
• Кроме того, он отлично работает в приложениях, предполагающих частые перепады высоких и низких температур.
• Наконец, Colpitts хорошо работает в установках, где необходимы незатухающие и непрерывные колебания.

(фото кристалла генератора.)

5. Преимущества

• Колпиттс производит линейные волны с высокой частотой колебаний.
• Генератор может работать при низких и высоких температурах.
• Кроме того, если вы используете переменные конденсаторы, вы можете получить различную частоту.
• Он предлагает множество компонентов для использования в схеме генератора Колпитца.
• Кроме того, Colpitts имеет очень стабильную частоту колебаний.
• Амплитуда колебаний выходного сигнала остается неизменной, если устройство находится в постоянном частотном диапазоне.

(несколько кристаллов генератора.)

Обзор

Генераторы Colpitts обладают превосходными характеристиками, которые делают их простыми в использовании и надежными электронными компонентами. Если вы хотите узнать больше о связанных с вами проектах генераторов, свяжитесь с нами! Наша команда всегда рада ответить на любые ваши вопросы.