Colpitts振荡器:工作和应用

电子电路产生周期性振荡的电子信号,如正弦波、方波或任何其他波,称为电子振荡器。振荡器可以分为不同的类型,一般根据其输出频率。电子振荡器可称为电压控制的振荡器因为它们的振荡频率可以由它们的输入电压来控制。最重要的电子压控振荡器可分为两种类型:线性振荡器和非线性振荡器。

电子振荡器
电子振荡器

非线性振荡器用于产生非正弦波输出。线性振荡器用于产生正弦输出波形,并进一步分为许多类型,如反馈振荡器、负阻振荡器、Colpitts振荡器、Hartley振荡器、Armstrong振荡器、相移振荡器、Clapp振荡器、延迟线振荡器、Pierce振荡器、Wien桥振荡器、罗宾逊振荡器,等等。在这篇特别的文章中,我们讨论的是许多类型的线性振荡器电路中的一种,即科尔皮茨振荡器。


科耳皮兹振荡器

振荡器是一种正反馈放大器,它将直流输入信号转换成一定的交流输出波形变频驱动用正反馈代替输入信号,得到一定形状的输出波形(如正弦波或方波等)。电路中使用电感L和电容C的振荡器称为LC振荡器,它是线性振荡器的一种。

科耳皮兹振荡器
科耳皮兹振荡器

LC振荡器可以用不同的方法来设计。著名的LC振荡器是Hartley振荡器和Colpitts振荡器。在这两种振荡器中,最常用的是1918年由美国工程师埃德温·H·科尔皮茨设计并以他的名字命名的科尔皮茨振荡器。

科耳皮兹振荡器理论

它由槽电路组成,槽电路是一个LC谐振子电路,由两个串联的电容与电感并联而成,利用槽电路的电容和电感的值可以确定振荡的频率。

这个振荡器在各方面几乎与哈特利振荡器相似;因此,它被称为哈特利振荡器的电双工,设计用于产生高频正弦波振荡,射频频率通常从10 KHz到300MHz。这两个振荡器之间的主要区别是它使用抽头电容,而哈特利振荡器使用抽头电感。

科耳皮兹振荡器电路

所有其他产生正弦波的振荡器电路都使用LC谐振电路,除了少数电子电路,如RC振荡器、Wien-Robinson振荡器和一些不需要额外电感的晶体振荡器。

科尔皮茨振荡器电路图
科尔皮茨振荡器电路图

它可以通过增益器件如双极结型晶体管(是)、运算放大器和场效应晶体管(FET)与其他LC振荡器类似。电容器C1和C2构成分频器,罐体电路中的抽头电容可以用作反馈源,与使用抽头电感进行反馈设置的哈特利振荡器相比,这种设置可以提供更好的频率稳定性。

上述电路中的Re电阻器为电路在温度变化时提供了稳定性。电容Ce连接在与Re平行的电路中,为放大的交流信号提供了低无功路径旁路电容器.的电阻R1和R2为电路形成分压器,并为晶体管提供偏压。电路由一个RC耦合放大器具有通用发射极配置晶体管。耦合电容器通过提供从集电极到水箱电路的交流路径来屏蔽直流。

科耳皮兹振荡器工作

每当接通电源时,上述电路中的电容C1和C2开始充电,当电容充满后,电容通过电路中的电感L1开始放电,导致储罐电路中的阻尼谐波振荡。

带电容和电感的储罐电路
带电容和电感的储罐电路

因此,储罐电路中的振荡电流在C1和C2上产生交流电压。当这些电容器充分放电时,储存在电容器中的静电能量以磁通量的形式转移到电感器,因此电感器被充电。

类似地,当感应器开始放电时,电容器再次开始充电,电容器和电感的能量充放电过程继续产生振荡,这些振荡的频率可以通过电感和电容组成的槽电路的谐振频率来确定。这种储罐回路被认为是能量贮存器或储能器。这是因为频繁的能量充放电使电感、电容那部分LC网络形成了槽电路。

利用巴克豪森准则可以得到连续的无阻尼振动。对于持续振荡,总相移必须为3600或00。在上述电路中,当两个电容器C1和C2中心抽头并接地时,电容器C2之间的电压(反馈电压)为1800,电容器C1之间的电压(输出电压)为1800。共发射极晶体管在输入电压和输出电压之间产生1800相移。因此,由巴克豪森准则,我们可以得到无阻尼的连续振动。
谐振频率由

ƒr = 1 /(2П√(L1 * C))

哪里是ƒr的共振频率

C为储罐电路C1和C2串联组合的等效电容

给出为

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

L1为线圈的自感系数。

科尔皮茨振荡器的应用

  • 它用于产生非常高频率的正弦输出信号。
  • 使用声表面波器件的Colpitts振荡器可以作为不同的振荡器类型的传感器温度传感器.由于在这个电路中使用的器件对扰动高度敏感,它直接从其表面感知。
  • 它经常用于频率范围很广的应用中。
  • 用于需要无阻尼和连续振荡的应用。
  • 这种振荡器是首选的情况下,它是打算承受高和低温度频繁。
  • 将该振荡器与其他器件相结合(而不是采用储罐电路),可获得较高的温度稳定性和高频率。
  • 它是用来开发移动和无线电通讯bob的是什么网站
  • 它有许多用于商业目的的应用。

因此,本文简要介绍了科尔皮茨振荡器的原理、工作原理和应用,并介绍了科尔皮茨振荡器的储罐电路免费电子项目包.欲了解更多关于Colpitts振荡器的信息,请在下面评论您的查询。

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5个评论

  1. 单独的独自一人 说:

    非常感谢,这很有帮助

  2. 赛Rachana 说:

    它的信息量很大,而且很准确。

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      嗨,阿卡什,

      谢谢你的赞赏。

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