Colpitts Oscillator-Tank电路、应用程序

Colpitts振荡器包括两个电容式电抗和罐电路或反馈网络中的一个电抗。Colpitts振荡器的电路类似于Hartley振荡器之外的差异而不是在电感接合处进行跨电连接,它在电容器结处进行。

因此,水箱电路形成了一个反相网络。科尔皮茨用于需要产生高频正弦振荡的应用。这些通常用于商业信号发生器高达100兆赫兹。

在讨论一个科尔皮茨振荡器的电路配置之亚博彩票下载前,让我们知道它的水箱电路的工作。

科尔皮茨振荡器水箱电路

这个正弦波振荡器槽电路由一个电感器和两个串联的电容组成,如图所示,电容在它们的共同连接处接地。选择C1和C2值,使其值的比率产生所需的比例反馈信号。

由于这些电容器的串联排列,在这种排列上的电压比率与它们的比率值成反比。因此,水箱电路的总电容是通过对电容器的值应用乘积和规则来找到的。

科尔皮茨振荡器水箱电路

类似于Hartley振荡器,Colpitts振荡器由两个主要部分组成,即放大器部分和罐段。每个部分负责产生AC输出电压的180摄氏度,因此当其从振荡器离开时,该振荡器的输出处的波形就像标准的正弦波一样。

当电源给电路时,晶体管被作为偏置电压的小噪声电压打开。这导致集电极电流增长,因此电容C1和C2开始充电。

一旦这些电池充满电,它们通过电感器L开始放电,在槽回路中形成阻尼振荡。

因此,交流电压是发展跨电容器组合。通过电容C2的振荡作用于基极-发射极结的晶体管。

这些振荡在晶体管放大器中被放大和移相。因此,在放大器的输出处,产生了持续的无阻尼振荡。

科尔皮茨振荡器的振荡频率由

f = 1/ (2π√(LCeq))

CEQ = C1 C2 /(C1 + C2)

从上面的方程我们可以看到,Colpitts振荡器与其他LC振荡器相似,除了水箱电路。通常这些振荡器是通过改变电路的电感或电容来调谐的。

然而,利用电感L很难得到平滑的变化,因此电容C1和电容C2必须同时以100:1的比例调整才能得到变频。

这是一个困难的任务,需要一个特殊的大值可变电容器。因此,为了产生固定频率的信号,一般使用这些振荡器。

晶体管Colpitts振荡器的示例

使用有C1 = C2 = 0.001µF和L = 5µH的晶体管计算Colpitts振荡器的振荡频率。如果工作频率增加一倍,还要确定电感的值。

我们知道,对于Colpitts振荡器,工作频率等于反馈网络谐振频率,即,

f = 1/ (2π√(LCeq))

CEQ = C1 C2 /(C1 + C2)

而在给定的数据中,C1= C2 = 0.001µF

因此Ceq = (0.001× 10-6 × 0.001× 10-6) / (C0.001× 10-6 + 0.001× 10-6)

= 5 × 10-10 f

π√(5 × 10-6 × 5 × 10-10)

= 3。183兆赫

新的频率值,f = 2 × 3。183

= 6.366兆赫

因此,工作频率方程为

6.366 × 106 = 1/ (2π√(l × 5 × 10-10))

L = 1.25µh

使用运放的科尔皮茨振荡器

在这种类型的电路中,运放被用在放大级而不是晶体管级。水箱回路与上面讨论的回路相同。因此,运放提供所需的基本放大,而反馈网络负责设置振荡器频率。

下图显示了使用OP-AMP的Colpitts振荡器的电路图。在给定电路中,与晶体管电路相比,运算放大器连接为具有高增益的反相放大器。LC网络放置在运算放大器的正反馈中

使用运放的科尔皮茨振荡器

当电源被提供给电路时,没有信号,但是通过OP-AMP放大小的噪声电压。这使得两个电容器开始充电和放电。

穿过电容C2的部分信号馈送到反相放大器。然后它被放大并保持网络的强烈振荡。采用运放的科尔皮茨振荡器的振荡频率由

f = 1/ (2π√(LCeq))

CEQ = C1 C2 /(C1 + C2)

科尔皮茨振荡器的应用

  • 科尔皮茨振荡器用于高频率范围和高频率稳定性
  • 一种表面声波(SAW)谐振器
  • 微波应用程序
  • 移动和通信系统
  • 它们用于混沌电路,该混沌电路能够从音频范围从音频范围产生振荡。这些应用领域包括宽带通信,频谱传播,信号掩模等。

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