elektronik devre Sinüs dalgası, kare dalga veya başka herhangi bir dalga gibi periyodik olarak salınan elektronik sinyal üreten, Elektronik Osilatör olarak adlandırılır. Osilatörler, genellikle çıkış frekanslarına bağlı olarak farklı türlerde sınıflandırılabilir. Elektronik osilatörler şu şekilde adlandırılabilir: voltaj kontrollü osilatörler Salınım frekansları giriş voltajları tarafından kontrol edilebildiğinden. En başta elektronik voltaj kontrollü osilatörler iki tip olarak düşünülebilir: Doğrusal Osilatör ve Doğrusal Olmayan Osilatör.

Elektronik Osilatör

Doğrusal olmayan osilatörler, sinüzoidal olmayan çıktı dalga formları üretmek için kullanılır. Doğrusal osilatörler, sinüzoidal çıkış dalga formları üretmek için kullanılır ve ayrıca geri besleme osilatörü, Negatif direnç osilatörü, Colpitts osilatörü, Hartley osilatörü, Armstrong osilatörü, Faz kaydırma osilatörü, Clapp osilatörü, Gecikme hattı osilatörü, Pierce osilatörü gibi birçok türe ayrılır. Wien köprü osilatörü, Robinson osilatörü vb. Bu özel makalede, birçok doğrusal osilatör devresinden biri olan Colpitts Oscillator'ı tartışıyoruz.

Colpitts Osilatör

Osilatör, pozitif geri beslemeli bir amplifikatördür ve DC giriş sinyalini kesin olarak AC çıkış dalga formuna dönüştürür. değişken frekans sürücüsü ve giriş sinyali yerine pozitif geri besleme kullanarak çıkış dalga formunun belirli bir şekli (sinüs dalgası veya kare dalga vb. gibi). Devresinde indüktör L ve kapasitör C'yi kullanan osilatörlere, bir tür doğrusal osilatör olan LC osilatörü denir.

Colpitts Osilatör

LC osilatörleri farklı yöntemler kullanılarak tasarlanabilir. İyi bilinen LC osilatörleri Hartley osilatörü ve Colpitts osilatörüdür. Bu ikisi arasında, sık kullanılan tasarım, 1918'de Amerikalı bir Mühendis Edwin H Colpitts tarafından tasarlanan ve adını Colpitts Osilatörüdür.

Colpitts Osilatör Teorisi

Bir indüktöre paralel bağlanan iki seri kondansatörden oluşan bir LC rezonans alt devresi olan bir tank devresinden oluşur ve bu kondansatörlerin ve tank devresinin indüktörünün değerleri kullanılarak salınımların frekansı belirlenebilir.

Bu osilatör, her yönüyle neredeyse Hartley osilatörüne benzer, bu nedenle Hartley osilatörünün elektriksel ikilisi olarak adlandırılır ve tipik olarak 10 KHz ila 300MHz arasında değişen radyo frekansları ile yüksek frekanslı sinüzoidal salınımların oluşturulması için tasarlanmıştır. Bu iki osilatör arasındaki en büyük fark, kademeli kapasitans kullanmasıdır, oysa Hartley osilatör kademeli endüktans kullanır.

Colpitts Osilatör Devresi

Sinüzoidal dalga formları üreten diğer her osilatör devresi, RC osilatörleri, Wien-Robinson osilatörü ve bu amaç için ek endüktans gerektirmeyen birkaç kristal osilatör gibi birkaç elektronik devre dışında LC rezonans devresini kullanır.

Colpitts Osilatörünün Devre Şeması

Gibi kazanç cihazı kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bipolar Bağlantı Transistörü (BJT) , operasyonel amplifikatör ve alan etkili transistör (FET) diğer LC osilatörlerinde olduğu gibi. C1 ve C2 kapasitörleri potansiyel bölücü oluşturur ve tank devresindeki bu kademeli kapasitans, geri besleme kaynağı olarak kullanılabilir ve bu kurulum, geri besleme kurulumu için kadranlı endüktansın kullanıldığı Hartley osilatörüne kıyasla daha iyi frekans kararlılığı sağlamak için kullanılabilir.

Yukarıdaki devredeki re direnç, sıcaklıktaki değişikliklere karşı devre için stabilizasyon sağlar. Re'ye paralel olan devreye bağlanan kapasitör Ce, şu şekilde davranan yükseltilmiş AC sinyaline düşük reaktif yol sağlar. Bypass kapasitör . Dirençler R1 ve R2 devre için voltaj bölücü oluşturur ve transistöre önyargı sağlar. Devre şunlardan oluşur: RC bağlı amplifikatör ortak yayıcı konfigürasyon transistörü ile. Bağlantı kondansatörü Coutblocks DC, kolektörden tank devresine bir AC yolu sağlar.

Colpitts Osilatör Çalışması

Güç kaynağı açıldığında, yukarıdaki devrede gösterilen C1 ve C2 kapasitörleri şarj olmaya başlar ve kapasitörler tam olarak şarj olduktan sonra, kapasitörler devrede L1 indüktöründen boşalmaya başlar ve tank devresinde sönümlü harmonik salınımlara neden olur.

Kondansatörlü ve İndüktörlü Tank Devresi

Böylece, tank devresindeki salınım akımı tarafından C1 ve C2 boyunca bir AC voltajı üretilir. Bu kapasitörler tamamen boşalırken, kapasitörlerde depolanan elektrostatik enerji, indüktöre manyetik akı şeklinde aktarılır ve böylece indüktör yüklenir.

Benzer şekilde indüktör deşarj olmaya başladığında, kondansatörler tekrar şarj olmaya başlar ve bu enerji şarjı ve deşarjı kondansatör ve indüktör, salınımlara neden olmaya devam eder ve bu salınımların frekansı, aşağıdakilerden oluşan tank devresinin rezonans frekansı kullanılarak belirlenebilir. indüktör ve kapasitörler. Bu tank devresi enerji deposu veya enerji deposu olarak kabul edilir. Bunun nedeni, tank devresini oluşturan LC ağının bir parçası olan indüktörün, kapasitörlerin sık enerji şarjı ve boşaltılmasıdır.

Sürekli sönümsüz salınımlar Barkhausen kriterinden elde edilebilir. Sürekli salınımlar için, toplam faz kayması 3600 veya 00 olmalıdır. Yukarıdaki devrede, C1 ve C2 iki kapasitör merkezden çekilip topraklandığı için, C2 kapasitöründeki gerilim (geri besleme gerilimi), C1 kapasitöründeki gerilimle (çıkış gerilimi) 1800'dür. ). Ortak verici transistörü, giriş ve çıkış voltajı arasında 1800 faz kayması üretir. Böylece, Barkhausen kriterine göre sönümsüz sürekli salınımlar elde edebiliriz.
Rezonans frekansı şu şekilde verilir:

ƒr = 1 / (2P (L1 * C))

“cam, kauçuk, porselen ve kağıt elektrik örnekleridir. ”

Ƒr nerede rezonans frekansıdır

C, tank devresinin C1 ve C2 seri kombinasyonunun eşdeğer kapasitansıdır

Olarak verilir

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

L1, bobinin kendi kendine endüktansını temsil eder.

Colpitts Osilatörünün Uygulamaları

Çok yüksek frekanslı sinüzoidal çıkış sinyallerinin üretilmesi için kullanılır.
SAW cihazını kullanan Colpitts osilatörü, farklı sensör tipi gibi Sıcaklık sensörü . Bu devrede kullanılan cihaz düzensizliklere karşı oldukça hassas olduğundan, doğrudan yüzeyinden algılar.
Çok geniş frekans aralığının dahil olduğu uygulamalarda sıklıkla kullanılır.
Çalışması için sönümsüz ve sürekli salınımların istendiği uygulamalarda kullanılır.
Bu osilatör, sık sık yüksek ve düşük sıcaklıklara dayanması amaçlanan durumlarda tercih edilmektedir.
Bu osilatörün bazı cihazlarla (tank devresi yerine) kombinasyonu, mükemmel sıcaklık kararlılığı ve yüksek frekans elde etmek için kullanılabilir.
Mobil ve mobil cihazların geliştirilmesi için kullanılır. radyo iletişimi .
Ticari amaçlarla kullanılan birçok uygulamaya sahiptir.

Bu nedenle, bu makale Colpitts osilatörü, teorisi, çalışması ve Colpitts osilatörünün tank devresi ile birlikte uygulamaları hakkında kısaca tartışmaktadır. ücretsiz elektronik proje kitleri . Colpitts osilatörü hakkında daha fazla bilgi için lütfen aşağıya yorum yaparak sorularınızı gönderin.

Fotoğrafa katkı verenler: