Википедия сообщает нам что:
Генератор Колпитца (ёмкостная трёхточка), названный в честь его изобретателя Эдвина Колпитца, является одной из множества схем электронных генераторов, использующих комбинацию индуктивности (L) с ёмкостью (C) для определения частоты, также называется LC-генератором.
Одной из ключевых особенностей генераторов этого вида является их простота (нужна только одна индуктивность без отводов).
Сначала давайте посмотрим на схему генератора Колпитца по схеме с общим коллектором.
Для возникновения колебаний в схеме с усилительным элементом необходимо охватить усилитель положительной обратной связью.
В схемах с LC контуром резонансная частота контура определяет частоту колебаний.
Так как схема с общим коллектором обладает усилением по напряжению меньше единицы, то емкостная трехточка трансформирует низкое усиление по напряжению за счет резонанса контура, создавая в таком случае передаточный коэффициент усилительного элемента больше единицы на частоте резонанса контура.
В этой схеме фаза сигнала не сдвигается. Положительная обратная связь поступает в контур с емкостного делителя C1, C2.
Перестройка частоты генератора достигается путем включения конденсатора параллельно индуктивности L1.
Недостаток в этом случае в том, что оба вывода конденсатора не заземлены.
От резисторов R1,R2 зависит граничная частота генератора.
И я не согласен с некоторыми людьми утверждающими неважность номиналов этих резисторов.
При номиналах 2.7 килоом на данном транзисторе мы получаем генерацию на частоте 177 мегагерц, а при номиналах 10 килоом при неизменных номиналах компонентов генерации уже нет.
А граничная частота упала до 80 мегегерц.
Применить такой генератор в ГПД очень сложно из-за указанного недостатка.
Если взглянуть внимательно на эту схему по постоянному и по переменному току, то можно увидеть в ней абсолютно эквивалентную схему, более пригодную для практического применения, которую некоторые называют схемой Клаппа, хотя это не совсем так.
В схеме Клаппа применяется последовательный контур вместо параллельного.
Чтобы не быть голословным, вот схема осциллятора Колпитса на полевом транзисторе.
И так, что произойдет если мы вместо резистора R1 поставим перемычку?
В нашей схеме роль перемычки играет ключ S1.
Как видим - схема не только продолжает работать, но и сигнал стал идеально синусоидальным. Но это же классическая емкостная трехточка!
Поэтому сейчас давайте посмотрим на классическую схему емкостной трехточки на биполярном транзисторе на Рис 1.
Расчет сделаем в онлайн калькуляторе.
Это классическая практическая схема емкостной трехточки, обладающая возможностью перестройки за счет заземленного края контура.
Устанавливаем номиналы расчитанные в калькуляторе и включаем схему.
И убеждаемся в правильности расчета на частоте в 1 мегагерц.
Забегая вперед - у меня не совпали расчетные данные на частоте 400 мегагерц. Реальная частота оказалась ниже.
Но схема осталась работоспособной вплоть до 866 мегагерц.
Еще осциллятор Колпитса есть в варианте с общей базой.
Рис 3.
Расчет на частоту 1 мегагерц тоже показал хорошее совпадение.
На коллекторе амплитуда выходного сигнала равна 29 вольтам, но выходное сопротивление на коллекторе высокое, поэтому снимать сигнал я не советовал бы с коллектора, а посоветовал бы снимать сигнал с эмиттера. И амплитуда и форма сигнала на эмиттере достаточна для любого применения.
Это позволит не снижать добротность контура нагрузкой и минимизирует негативное влияние нагрузки на осциллятор.
Еще каскад с общей базой самый высокочастотный.
Максимальная частота у меня получилась порядка 950 ти мегагерц.
Осциллятор Колпитса есть и в варианте с общим эмиттером.
Я не видел , что бы его применяли, но вот его схема.
Тот же один мегагерц с указанными на схеме параметрами.
Применение в схеме емкостной трехточки полевых транзисторов повышает стабильность генерируемых частот и более легкое получение чистой синусоиды чем в схеме с биполярным транзистором.
Граничные параметры в реальном железе наверняка будут другими.
А причина в том, что на очень высоких частотах имеют место паразитные емкости и паразитные индуктивности.
Поэтому все будет очень зависеть от монтажа схемы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий