Oscilátor Clapp byl vyvinut Davidem E. Clappem ve dvacátých letech minulého století a dnes se používá v různých průmyslových a nekomerčních aplikacích. Ve všech nekomerčních aplikacích zabývajících se rádiovými signály, počítači a vědeckými experimenty – důvodem použití tohoto oscilátoru je poskytnout jemně řízený a stabilní signál, který lze použít k monitorování a řízení čehokoli od malých motorů po velká průmyslová zařízení. Technologie tohoto oscilátoru zůstala nezměněna od jeho založení, ale v průběhu let byly provedeny drobné změny, které vedly k určitému zlepšení výkonu. Pojďme diskutovat více o tom, co je a Clappův oscilátor – práce s aplikacemi.
Co je Clappův oscilátor?
Clappův oscilátor je an LC oscilátor který používá induktor a tři kondenzátory pro nastavení frekvence oscilátoru. Je to jednoduchý, efektivní a účinný obvod pro vytváření periodických výstupních signálů. Obvod je založen na principu zpětné vazby a je to jedna z nejběžnějších technik používaných inženýry pro generování periodických výstupů. Je také známý jako Gourietův oscilátor. Tento oscilátor je pokročilou verzí oscilátoru Colpitts, který byl navržen jednoduchým přidáním dalšího kondenzátoru do Colpittův oscilátor .
Přidání dalšího kondenzátoru poskytuje stabilnější výstup ve srovnání s oscilátorem Colpitts. Síť fázového posunu oscilátoru Colpitts obsahuje jednu induktor a dva kondenzátory, zatímco oscilátor Clapp obsahuje jednu induktor a tři kondenzátory. V oscilátoru Colpitts bude faktor zpětné vazby ovlivněn kvůli rozdílu v kapacitance dvou kondenzátorů, jako jsou C1 a C2. Takže to ovlivňuje výstup obvodu oscilátoru. Clappův oscilátor je tedy vhodnější než Colpittsův oscilátor.
Blokové schéma
The blokové schéma Clappova oscilátoru je zobrazen níže. Z tohoto diagramu je velmi jasné, že oscilátor klapky obsahuje jednostupňový zesilovač a síť fázového posuvu, zatímco jednostupňový zesilovač obsahuje síť děliče napětí.
Princip činnosti Clappova oscilátoru je; tento oscilátor používá zesilovací obvod k poskytování zesíleného signálu pro síť fázového posuvu, takže generuje regenerativní zpětnou vazbu do zesilovacího obvodu. V důsledku toho jsou generovány trvalé oscilace, které lze použít k napájení zesilovače nebo jiného obvodu. Výstupní signál se bude měnit od plně kladného po plně záporný s periodou rovnou polovině frekvence vstupního signálu. Frekvenci tohoto výstupního signálu lze upravit změnou kondenzátorů C1 a C2 v sérii mezi zemí a v+.
Schéma obvodu Clappova oscilátoru
Schéma zapojení oscilátoru Clapp je uvedeno níže. Tranzistor použitý v tomto obvodu je napájen ze zdroje Vcc. Napájení je přiváděno do kolektorového terminálu tranzistoru přes cívku RFC. Zde cívka RFC blokuje dostupnou střídavou složku ve zdroji energie a dodává stejnosměrný proud pouze do tranzistorového obvodu.
Tranzistorový obvod dodává energii do sítě fázového posuvu skrz oddělovací kondenzátor CC2 (CC2), takže střídavá složka energie je dodávána pouze do sítě s fázovým posuvem. V síti fázového posuvu, pokud je zavedena jakákoli stejnosměrná složka, povede to ke snížení v rámci Q-faktoru cívky.
Emitorový terminál tranzistoru je připojen přes RE rezistor, který zvyšuje sílu obvodu děliče napětí. Zde je kondenzátor zapojen paralelně s emitorovým rezistorem, aby se zabránilo střídavému proudu v obvodu.
Zesílený výkon, který je generován zesilovačem, se objeví na kondenzátoru C1 a regenerativní zpětná vazba procházející směrem k tranzistorovému obvodu bude přes kondenzátor C2. Zde je také pozorováno, že napětí na dvou kondenzátorech, jako jsou C1 a C2, bude v obrácené fázi, protože tyto kondenzátory jsou uzemněny na společné svorce.
Napětí na kondenzátoru C1 bude v podobné fázi jako napětí generované obvodem zesilovače a napětí na kondenzátoru C2 je ve fázi zcela opačné než napětí na obvodu zesilovače. Takže napětí v opačné fázi může být přiváděno do obvodu zesilovače, protože tento obvod poskytuje 180 stupňů fázového posunu.
Proto zpětnovazební signál, který má již 180 stupňů fázového posunu, prochází obvodem zesilovače. Poté bude celkový fázový posun 360 stupňů, což je nezbytná podmínka pro oscilační obvod, aby osciloval.
Frekvence Clappova oscilátoru
Frekvenci Clappova oscilátoru lze vypočítat pomocí čisté kapacity sítě fázového posuvu. Činnost obvodu oscilátoru Clapp je podobná jako u oscilátoru Colpitts. Frekvence oscilátoru klapky je dána následujícím vztahem.
fo = 1/2π√LC
Kde,
C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3
Obecně je hodnota C3 velmi menší ve srovnání s C1 a C2. „C“ je tedy přibližně ekvivalentní „C3“. Frekvence oscilace je tedy;
fo = 1/2π√LC3
Z výše uvedených rovnic je velmi jasné, že frekvence Clappova oscilátoru závisí hlavně na kapacitě ‚C3‘. Takže k tomu dochází hlavně proto, že hodnoty kapacity C1 a C2 v oscilátoru Clapp jsou udržovány napevno, zatímco hodnoty induktoru a kondenzátoru se mění, aby vytvořily výslednou frekvenci.
Zde je třeba poznamenat, že hodnota kapacity C3 musí být menší ve srovnání s hodnotami kapacity C1 a C2, protože pokud je hodnota kapacity C3 menší, pak bude velikost kondenzátoru malá. To vede k použití velkorozměrových induktorů. Takže rozptylová kapacita v obvodu bude zanedbatelná kvůli C3.
Při výběru kondenzátoru C3 je však třeba být velmi obezřetný. Protože pokud je zvolen extrémně malý kondenzátor, pak síť fázového posuvu nemusí mít dostatečnou indukční reaktanci, aby produkovala trvalé oscilace. Musí být tedy menší ve srovnání s kapacitami C1 a C2. Musí tedy stačit mírná reaktance, která nabídne oscilaci.
Výhody
Mezi výhody oscilátoru klapání patří následující.
- Ve srovnání s jinými typy oscilátorů má Clapp oscilátor vysokofrekvenční stabilitu. Navíc vliv parametrů tranzistoru v rámci tohoto oscilátoru je extrémně menší. Takže problém rozptylové kapacity není v Clappově oscilátoru závažný.
- Stabilitu frekvence lze v tomto oscilátoru zvýšit jednoduchým uzavřením obvodu oscilátoru v oblasti stabilní teploty.
- Tyto oscilátory jsou mimořádně preferované kvůli jejich spolehlivosti.
Aplikace
The aplikace klapkového oscilátoru zahrnout následující.
- Clap oscilátor se používá v programech všude tam, kde jsou různé frekvence nastaveny tak, aby se lišily, jako je ladění frekvence v ladicích obvodech přijímače.
- Používá se hlavně pro pouzdra, kde jsou příznivé pro fungování spojité a netlumené oscilace.
- Tento typ oscilátoru se používá v podmínkách, kde se předpokládá, že často odolávají nízkým a vysokým teplotám.
Tedy, toto je přehled Clappova oscilátoru – práce s aplikacemi. Tyto oscilátory se používají hlavně jako frekvenční oscilátory v ladicích obvodech přijímače. Zde je pro vás otázka, co je Colpitts oscilátor?
