콜피츠 발진기:회로 응용 및 장점

Colpitts 발진기는 선형 발진기이며 많은 LC 발진기 중 하나입니다. 중요한 것은 이 오실레이터가 커패시터(C)와 인덕터(L)의 기능 단위를 사용하므로 LC 오실레이터라는 이름이 붙었다는 것입니다.

이 기사에서는 Colpitts 발진기, 장점, 응용 프로그램 등에 대해 설명합니다. 또한 필요에 맞는 Colpitts 발진기 연결을 배우고 파악하는 데 도움이 될 것입니다!

1. 콜피츠 발진기란 무엇입니까?

Colpitts는 전자 발진기입니다. 중요한 것은 이 발진기가 LC 회로에 기여하는 인덕터와 커패시터를 사용한다는 것입니다.

이 발진기의 기능에는 트랜지스터, 연산 증폭기, 전계 효과 트랜지스터 및 밸브의 사용이 포함됩니다. 또한 많은 응용과 장점을 지닌 전기 고조파 발진기입니다.

이 특정 발진기의 설계는 Hartley 발진기와 유사합니다. 그러나 구별되는 요소는 Colpitts 발진기에 탱크 회로가 포함되어 있는 반면 Hartley에는 회로가 없다는 것입니다.

참고;

특히 두 개의 오실레이터가 있습니다. 비선형 발진기 및 선형 발진기. 비선형 발진기는 비정현파 출력 파형(비선형)을 생성합니다. Colpitts 발진기와 같은 선형 발진기는 선형 또는 사인파를 생성합니다.

(마더보드가 있는 오실레이터 기술.)

2. 기본 Colpitts 발진기 회로와 작동 원리는 무엇입니까?

• 콜피츠 이론

이 발진기의 이론은 인덕터에 병렬로 연결된 이중 커패시터가 직렬로 연결되어 있다는 것입니다. 특히, 이러한 전기 부품의 배열은 공진 탱크 회로를 형성합니다. 커패시터와 인덕터의 조합은 병렬 LC 공진 회로를 만듭니다. 또한 이러한 커패시터와 인덕터에서 얻은 값은 발진 주파수를 결정하는 데 도움이 됩니다.

Colpitts의 발명은 무선 주파수를 사용하여 높은 선형 발진 주파수를 생성할 필요가 있었기 때문입니다.

추가 도움말

Colpitts 발진기는 Hartley와 유사한 디자인을 가지고 있기 때문에 Hartley 발진기의 전기 이중이라고도 합니다. 그러나 탱크 회로의 존재는 두 발진기 설계의 유일한 차동 기능입니다. 그렇지 않으면 기능상의 차이점은 Hartley는 탭 인덕턴스를 사용하는 반면 Colpitts는 탭 커패시턴스를 사용한다는 것입니다.

(LC 발진기 회로.)

• 콜피츠 발진기 회로

(콜피츠 발진기 회로도)

선형파를 생성하는 모든 발진기 회로와 마찬가지로 회로에 LC 공진이 있어야 합니다. 그러나 LC 공진이 필요하지 않은 RC 발진기는 예외입니다.

또한 Bipolar Junction Transistor, 연산 증폭기 또는 Field-Effect Transistor와 같은 이득 장치를 사용하여 발진기 기능을 달성합니다. 중요한 것은 커패시터 C1과 C2가 전위 분배기를 생성한다는 것입니다. 결과적으로 Colpitts의 주파수 안정성은 탭 커패시턴스에서 비롯됩니다. 탱크 회로에 존재하는 이 탭 커패시턴스가 피드백 소스입니다.

그러나 온도 변화가 있는 환경에서도 안정적인 회로를 구현하는 것은 쉽지 않습니다. 따라서 코스에 저항(Re)을 배치하는 것이 중요합니다. 저항은 회로를 안정적으로 유지하고 손상을 방지합니다.

또한 Re에 병렬인 커패시터(Ce)가 있습니다. Ce 커패시터는 AC 증폭 신호에 대한 낮은 반응성 경로를 생성하는 바이패스 커패시터 역할을 합니다. 또한 R1과 R2에 의해 형성된 전압 분배기는 전류의 흐름을 제어하는 ​​트랜지스터 바이어스를 생성합니다.

특히, 회로도에서 RC 결합 증폭기에는 공통 이미 터 트랜지스터가 있습니다. 출력 AC 커플링 커패시터는 DC를 차단합니다. 결과적으로 수집기에서 탱크 회로까지 AC 경로를 제공합니다.

(LC 발진기 전기 회로.)

콜피츠 발진기 작동

전원 공급 장치가 켜지면 커패시터 C1 및 C2가 충전되기 시작합니다. 이 커패시터는 즉시 완전히 충전되고 인덕터 L1을 통해 전력의 일부를 방전하기 시작합니다. 결과적으로, 방전 과정은 탱크 회로가 감쇠된 조화 진동을 갖도록 합니다.

다시 진동 전류는 C1과 C2에 AC 전압을 생성합니다. 방전 과정에서 커패시터에 정전기 에너지가 존재합니다. 이 에너지는 자속으로 인덕터로 이동하여 인덕터를 충전합니다.

마찬가지로 인덕터가 방전되기 시작하면 커패시터가 다시 충전되기 시작합니다. 결과적으로 이러한 연속적인 충전 및 방전 과정은 진동을 발생시킵니다. 이러한 진동의 주파수를 결정하려면 회로의 공진 주파수를 사용하십시오.

(오실레이터가 장착된 PCB)

탱크 회로는 주로 일정한 충전 및 방전으로 인한 회로의 에너지 저장 영역으로 작동합니다. 또한 탱크 전자 회로의 형성은 커패시터와 인덕터의 지속적인 충방전에서 비롯됩니다. 이 프로세스는 LC 네트워크의 분리로 이어집니다.

또한 Barkhausen 안정성 기준은 연속적인 감쇠되지 않은 진동을 계산하는 데 도움이 됩니다. 그러나 지속적인 진동의 경우 완전한 위상 편이는 00 또는 3600이어야 합니다.

회로 공식 계산

회로에서 두 커패시터 모두 접지되거나 중앙 탭이 됩니다. 따라서 피드백 전압, C2 양단의 전압은 1800을 읽고 C1 양단의 전압인 출력 전압을 결합합니다. 특히, 입력 전압과 출력 전압 사이에서 공통 이미 터 트랜지스터는 1800 위상 변이를 생성합니다.

중요한 것은 공진 주파수가 공식에서 계산된다는 것입니다.

ƒr=1/(2П√(L1*C))

여기서 f는 공진 주파수입니다. C=C1 + C2의 등가 커패시턴스, L1은 코일의 자체 인덕턴스입니다.

그리고 C의 계산은 공식에서 이루어집니다.

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

(조이스틱 마더보드 내부의 발진기.)

3. 콜피츠 발진기 다이어그램

• 연산 증폭기 사용

(연산 증폭기를 사용하는 Colpitts 발진기.)

연산 증폭기의 배열은 R1이 입력 저항이고 RF가 피드백 저항인 반전 모드에 있습니다. 특히, 연산 증폭기 발진기 이득의 RF 및 R1 개별 설정은 큰 이점이 있습니다. 중요한 것은 방정식 A =-Rf/R1 반전 증폭기의 이득을 계산합니다.

그러나 커플링 커패시터 및 탱크 회로와 같은 중요한 요소는 연산 증폭기 이득에 영향을 미치지 않는다는 점을 기억하십시오. 그러나 트랜지스터 기반 버전에서는 모든 구성 요소, 특히 탱크 전자 회로가 게인에 영향을 미칩니다.

주파수 방정식, 작동 원리 및 연산 증폭기 발진기의 작동 이론은 트랜지스터 버전과 동일합니다.

4. Colpitts 발진기 응용 프로그램

• 첫째, 발진기는 고주파 사인파 출력 신호를 생성할 수 있습니다.
• 둘째, Colpitts 발진기는 모바일 및 라디오 개발을 지원할 수 있습니다.
• 셋째, 광범위한 주파수를 변경해야 하는 애플리케이션에 사용합니다.
• 또한 잦은 고온 및 저온 변화가 수반되는 응용 분야에서 완벽하게 작동합니다.
• 마지막으로 Colpitts는 감쇠되지 않고 지속적인 진동이 필요한 설정에서 잘 작동합니다.

(발진기 수정의 사진입니다.)

5. 장점

• A Colpitts는 진동 주파수가 높은 선형 파동을 생성합니다.
• 발진기 장치는 저온 및 고온을 처리할 수 있습니다.
• 또한 가변 커패시터를 사용하면 다양한 주파수를 얻을 수 있습니다.
• Colpitts 발진기 회로에서 사용할 많은 구성요소를 제공합니다.
• 또한 Colpitts는 매우 안정적인 진동 주파수를 가지고 있습니다.
• 기기가 일정한 주파수 범위에 있는 경우 출력의 진동 진폭이 동일하게 유지됩니다.

(여러 개의 발진기 수정)

요약

Colpitts 발진기는 사용하기 쉽고 신뢰할 수 있는 전자 부품으로 만드는 우수한 특성을 제공합니다. 관련 오실레이터 프로젝트에 대해 자세히 알아보려면 당사에 문의하십시오! 저희 팀은 귀하의 질문에 항상 기꺼이 답변해 드립니다.