Детайли на LC осцилатора и подробна схема

В този пост ще разберем как функционират веригите на LC осцилатора и ще изградим един от популярните LC базиран осцилатор - осцилатор Colpitts.

Какво представляват осцилаторите

Електронните осцилатори се използват в повечето от ежедневно използваните ни електронни джаджи, вариращи от цифров часовник до висококачествен ядрен процесор i7. Осцилаторите са сърцето на всички цифрови схеми, но не само осцилаторите на служителите в цифровите схеми, но и аналоговите схеми използват осцилаторни вериги.

За мигновено AM, FM радио, където високочестотните трептения се използват като носител за транспортиране на сигнал за съобщение.

Има много различни видове осцилатори като RC, LC, кристал и др. Всеки от тях има свои предимства и недостатъци. Така че няма нищо, наречено най-добър или идеален осцилатор, трябва да анализираме обстоятелствата на нашата верига и да изберем най-добрия, който отговаря, затова откриваме широка гама от осцилатори във всеки ден използвани джаджи.

LC осцилатори

Нека да се потопим в обяснението на LC осцилатора.

LC осцилаторът се състои от индуктор и кондензатор, както е показано на фигурата по-долу.

Стойността на кондензатора и резистора определя изходното трептене. И така, как генерират трептене?

Е, трябва да приложим външна енергия между L и C, т.е.напрежение. Когато прилагаме напрежението, кондензаторът се зарежда. Когато захранването е прекъснато, съхранената енергия от кондензатора преминава към индуктор и индукторът започва да изгражда магнитно поле около него, докато кондензаторът се разреди напълно.

Когато кондензаторът е напълно разреден, магнитното поле около индуктора се срутва и индуцира напрежение и зарежда кондензатора с противоположна полярност и цикълът се повтаря.

Зарядът и разрядът между L и C предизвикват трептене и това трептене се нарича резонансна честота. Въпреки това генерирането на честота няма да продължи вечно поради паразитно съпротивление, което разсейва енергията в трептящата верига под формата на топлина.

За да поддържаме трептенето и да използваме трептенето с разумна изходна сила, се нуждаем от усилвател с нулево степенно фазово изместване и обратна връзка.

Обратната връзка подава малко количество изход от усилвателя обратно към LC мрежа, за да компенсира загубата поради паразитно съпротивление и да поддържа трептенето. По този начин можем да генерираме стабилен изход на синусоида.

Верига на приложение:

Ето една осцилаторна верига на colpitts, която може да генерира сигнал от около 30 MHz.