Oscylator Clappa został opracowany przez Davida E. Clappa w latach dwudziestych XX wieku i jest obecnie używany w różnych zastosowaniach przemysłowych i niekomercyjnych. We wszystkich niekomercyjnych zastosowaniach związanych z sygnałami radiowymi, komputerami i eksperymentami naukowymi – powodem użycia tego oscylatora jest zapewnienie precyzyjnie kontrolowanego i stabilnego sygnału, który może być używany do monitorowania i sterowania wszystkim, od małych silników po duże urządzenia przemysłowe. Technologia stojąca za tym oscylatorem pozostała niezmieniona od samego początku, ale na przestrzeni lat dokonano pewnych drobnych zmian, które doprowadziły do poprawy wydajności. Porozmawiajmy więcej o tym, czym jest a Oscylator Clappa – praca z aplikacjami.
Co to jest oscylator Clappa?
Oscylator Clappa to Oscylator LC który wykorzystuje cewkę indukcyjną i trzy kondensatory do ustawiania częstotliwości oscylatora. Jest to prosty, skuteczny i wydajny obwód do generowania okresowych sygnałów wyjściowych. Obwód oparty jest na zasadzie sprzężenia zwrotnego i jest jedną z najpowszechniejszych technik wykorzystywanych przez inżynierów do generowania okresowych sygnałów wyjściowych. Znany jest również jako oscylator Gourieta. Ten oscylator jest zaawansowaną wersją oscylatora Colpittsa, który został zaprojektowany przez proste dodanie dodatkowego kondensatora do Oscylator Colpittsa .
Dodanie dodatkowego kondensatora zapewnia bardziej stabilną moc wyjściową w porównaniu z oscylatorem Colpitts. Sieć przesunięcia fazowego oscylatora Colpittsa zawiera jedną cewkę indukcyjną i dwa kondensatory, podczas gdy oscylator Clapp zawiera jedną cewkę indukcyjną i trzy kondensatory. W oscylatorze Colpittsa na współczynnik sprzężenia zwrotnego wpłynie różnica pojemności dwóch kondensatorów, takich jak C1 i C2. Wpływa więc na wyjście obwodu oscylatora. Tak więc oscylator Clappa jest bardziej preferowany niż oscylator Colpittsa.
Schemat blokowy
The schemat blokowy oscylatora Clappa jest pokazany poniżej. Z tego diagramu bardzo wyraźnie widać, że oscylator klaskający zawiera jednostopniowy wzmacniacz i sieć przesunięcia fazowego, podczas gdy jednostopniowy wzmacniacz zawiera sieć dzielnika napięcia.
Zasada działania oscylatora Clappa jest następująca; ten oscylator wykorzystuje obwód wzmacniacza do dostarczania wzmocnionego sygnału do sieci z przesunięciem fazowym, tak aby generował regeneracyjne sprzężenie zwrotne do obwodu wzmacniacza. W rezultacie generowane są trwałe oscylacje, które można wykorzystać do zasilania wzmacniacza lub innych obwodów. Sygnał wyjściowy będzie zmieniał się od całkowicie dodatniego do całkowicie ujemnego z okresem równym połowie częstotliwości sygnału wejściowego. Częstotliwość tego sygnału wyjściowego można regulować, zmieniając szeregowo kondensatory C1 i C2 między masą a v+.
Schemat obwodu oscylatora Clappa
Schemat obwodu oscylatora Clappa pokazano poniżej. Tranzystor użyty w tym obwodzie jest zasilany ze źródła zasilania Vcc. Zasilanie podawane jest na zacisk kolektora tranzystora poprzez cewkę RFC. Tutaj cewka RFC blokuje dostępną składową AC w źródle zasilania i dostarcza prąd stały tylko do obwodu tranzystora.
Obwód tranzystora dostarcza energię do sieci z przesunięciem fazowym przez kondensator odsprzęgający CC2 (CC2), tak że składowa prądu przemiennego mocy jest dostarczana tylko do sieci z przesunięciem fazowym. W sieci z przesunięciem fazowym, jeśli zostanie wprowadzony jakikolwiek składnik prądu stałego, doprowadzi to do zmniejszenia współczynnika Q cewki.
Zacisk emitera tranzystora jest połączony przez rezystor RE, który zwiększa wytrzymałość obwodu dzielnika napięcia. Tutaj kondensator jest połączony równolegle z rezystorem emitera, aby uniknąć prądu przemiennego w obwodzie.
Wzmocniona moc, która jest generowana przez wzmacniacz, pojawi się na kondensatorze C1, a regeneracyjne sprzężenie zwrotne przekazane do obwodu tranzystora będzie przez kondensator C2. Tutaj obserwuje się również, że napięcie na dwóch kondensatorach, takich jak C1 i C2, będzie w odwróconej fazie, ponieważ kondensatory te są uziemione we wspólnym zacisku.
Napięcie na kondensatorze C1 będzie w fazie podobnej do napięcia generowanego przez obwód wzmacniacza, a napięcie na kondensatorze C2 ma przeciwną fazę do napięcia na obwodzie wzmacniacza. Tak więc napięcie w przeciwnej fazie może być dostarczone do obwodu wzmacniacza, ponieważ obwód ten zapewnia przesunięcie fazowe o 180 stopni.
Dlatego sygnał sprzężenia zwrotnego, który ma już przesunięcie fazowe o 180 stopni, przechodzi przez obwód wzmacniacza. Następnie całkowite przesunięcie fazowe wyniesie 360 stopni, co jest warunkiem koniecznym, aby obwód oscylatora dawał oscylacje.
Częstotliwość oscylatora Clappa
Częstotliwość oscylatora Clappa można obliczyć za pomocą pojemności netto sieci z przesunięciem fazowym. Działanie obwodu oscylatora Clappa jest podobne do oscylatora Colpittsa. Częstotliwość oscylatora klaskającego jest określona przez następującą zależność.
fo = 1/2π√LC
Gdzie,
C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3
Ogólnie rzecz biorąc, wartość C3 jest bardzo mniejsza w porównaniu z C1 i C2. Zatem „C” jest w przybliżeniu równoważne z „C3”. Tak więc częstotliwość oscylacji wynosi;
fo = 1/2π√LC3
Z powyższych równań jasno wynika, że częstotliwość oscylatora Clappa zależy głównie od pojemności „C3”. Dzieje się tak głównie dlatego, że wartości pojemności C1 i C2 w oscylatorze Clappa są utrzymywane na stałym poziomie, podczas gdy wartości cewki indukcyjnej i kondensatora zmieniają się, aby wytworzyć wypadkową częstotliwość.
W tym miejscu należy zauważyć, że wartość pojemności C3 musi być mniejsza w porównaniu z wartościami pojemności C1 i C2, ponieważ jeśli wartość pojemności C3 jest mniejsza, rozmiar kondensatora będzie mały. Prowadzi to więc do wykorzystania cewek indukcyjnych o dużych rozmiarach. Tak więc pojemność rozproszona w obwodzie będzie nieznaczna z powodu C3.
Należy jednak zachować szczególną ostrożność przy wyborze kondensatora C3. Ponieważ, jeśli zostanie wybrany bardzo mały kondensator, sieć z przesunięciem fazowym może nie mieć wystarczającej reaktancji indukcyjnej, aby wytworzyć trwałe oscylacje. Musi więc być mniejsza w porównaniu z pojemnościami C1 i C2. Musi więc wystarczyć umiarkowana reaktancja, aby zapewnić oscylację.
Zalety
Zalety oscylatora klaskającego obejmują następujące elementy.
- W porównaniu z innymi typami oscylatorów, oscylator Clappa charakteryzuje się stabilnością wysokich częstotliwości. Ponadto wpływ parametrów tranzystora w tym oscylatorze jest znacznie mniejszy. Tak więc problem pojemności błądzącej nie jest poważny w oscylatorze Clappa.
- Stabilność częstotliwości można zwiększyć w tym oscylatorze, po prostu zamykając obwód oscylatora w stabilnym zakresie temperatur.
- Te oscylatory są niezwykle preferowane ze względu na ich niezawodność.
Aplikacje
The zastosowania oscylatora klaskającego zawierać następujące.
- Oscylator klaskający jest używany w programach wszędzie tam, gdzie ustawione są różne częstotliwości, takie jak strojenie częstotliwości w obwodach strojenia odbiornika.
- Stosowany jest głównie do opakowań, w których ciągłe i nietłumione oscylacje są korzystne dla funkcjonowania.
- Ten typ oscylatora jest używany w warunkach, w których często ma być odporny na niskie i wysokie temperatury.
Tak jest przegląd oscylatora Clappa – praca z aplikacjami. Oscylatory te są wykorzystywane głównie jako oscylatory częstotliwości w obwodach strojenia odbiornika. Oto pytanie do ciebie, co to jest oscylator Colpittsa?
