Oscilátor COLPITTS je typ elektronického oscilátorového obvodu, který vytváří sinusové průběhy. Je pojmenován podle jeho vynálezce, amerického elektrotechniky Edwin Colpitts.
Zde je rozdělení jeho klíčových prvků:
1. Základní struktura:
- LC Rezonanční obvod: Oscilátor COLPITTS používá řadový rezonanční obvod vytvořený induktorem (L) a dvěma kondenzátory (C1 a C2) připojenými paralelně. Rezonanční frekvence tohoto obvodu určuje frekvenci výstupu oscilátoru.
- Amplifikační zařízení: Tranzistor (buď bipolární spojovací tranzistor (BJT) nebo tranzistor polního efektu (FET)) poskytuje zisk potřebný k udržení oscilace.
- Síť zpětné vazby: Síť zpětné vazby, vytvořená kondenzátory C1 a C2, poskytuje nezbytnou pozitivní zpětnou vazbu k udržení oscilace. Poměr zpětné vazby je určen poměrem kapacity mezi C1 a C2.
2. Provozní princip:
- rezonance: Když je obvod napájen, rezonanční obvod LC osciluje při přirozené rezonanční frekvenci.
- zpětná vazba: Síť zpětné vazby vzorkuje výstup LC obvodu a přivádí jeho část zpět ke vstupu zesilujícího zařízení.
- pozitivní zpětná vazba: Zpětná vazba je pozitivní, což znamená, že posiluje signál. To vede k zesílení signálu, což dále řídí oscilace.
- Udržování oscilací: Dokud je zisk zpětné vazby větší nebo roven 1, budou oscilace udržovány a vytvoří kontinuální tvar vlny sinusoidního výstupu.
3. Výhody:
- jednoduchý design: Ve srovnání s jinými oscilátory je oscilátor COLPITTS relativně snadné navrhovat a stavět.
- stabilní operace: Síť zpětné vazby poskytuje stabilní frekvenci oscilace.
- Nastavitelná frekvence: Frekvence oscilace lze snadno nastavit změnou hodnot induktoru (L) nebo kondenzátorů (C1, C2).
4. Aplikace:
- rf oscilátory: Oscilátory Colpitts se široce používají v obvodech rádiové frekvence (RF), jako jsou v vysílacích, přijímacích a frekvenčních syntetizátorech.
- generátory signálu: Mohou být použity jako zdroj stabilních sinusových signálů pro různé aplikace, včetně testování, měření a zpracování signálu.
5. Klíčový vzorec:
Rezonanční frekvence (f) oscilátoru COLPITTS se vypočítá pomocí následujícího vzorce:
f =1 / (2π√ (LC))
Kde:
- F je rezonanční frekvence v Hertz (Hz).
- L je indukčnost v Henrys (H).
- C je ekvivalentní kapacita u Farads (F), vypočtená jako:c =(C1 * C2) / (C1 + C2)
Na závěr, Oscilátor Colpitts je všestranný a široce používaný elektronický obvod pro generování stabilních sinusových průběhů. Jeho jednoduchý design, nastavitelná frekvence a stabilní provoz z něj činí cenný nástroj pro různé elektronické aplikace.