LC 発振器。
LC 発振器は、発振を維持するために必要な正のフィードバックを与えるために LC（コイル-コンデンサ）タンク回路が使用されているタイプのものである。 LCタンク回路は、LC共振回路またはLC同調回路とも呼ばれます。 Barkhausenの発振持続基準では、システムのループゲインが1以上で、入出力間の位相差が0または2πの整数倍である周波数においてのみ、回路は安定した発振を持続するとされています。 LC発振器は、BJT、FET、MOSFET、オペアンプなどを用いて実現できます。 LC発振器の代表的な用途としては、RF信号発生器、周波数ミキサー、チューナー、正弦波発生器、RF変調器などがあります。 6920>
LC タンク回路
本来タンク回路とはコンデンサとコイルを並列接続したものですが、説明を容易にするためスイッチと電圧源も含めています。 初期状態ではスイッチSは1の位置にあるものとする。 コンデンサは電圧源である電圧Vまで充電されます。 下図のようにスイッチを2の位置に移動させたとします。
コンデンサCはインダクタLを通して放電を開始します。コンデンサの電圧は下がり始め、インダクタに流れる電流は増加し始めます。 この電流の増加により、コイルの周囲に電磁場が発生し、コンデンサが完全に放電されると、コンデンサに蓄積された静電エネルギーは電磁場としてコイルに完全に伝達されます。 コイルに流れる電流を維持するためのエネルギーがコンデンサーからなくなり、コイルの周りの磁場は下がり始め、コイルに流れる電流は減少する傾向にあります。 電磁誘導により、インダクタは電流の変化に対抗するため、L(di/dt)に等しい逆起電力を発生させます。 この逆起電力はコンデンサを再び充電し始めます。
コンデンサが完全に充電されると、インダクタに電磁界として蓄積されていたエネルギーは、静電界としてコンデンサに移動します。 その後、コンデンサは再び放電を開始し、このサイクルが繰り返されます。 このコンデンサとインダクタの間のエネルギーの循環的な移動が、タンク回路で振動が発生する理由です。
理想的なコンデンサとインダクタを使用すれば、これらの振動は時間の終わりまで維持されます。 しかし、実際には、インダクタにはオーミック抵抗が、コンデンサにはリーク電流が発生します。 これらの欠陥は、サイクルの間にある程度のエネルギーを浪費し、その結果、段階的に振幅が減少し、最終的に発振が停止してしまうのです。 このように振幅が徐々に減少し、振動が停止することをダンピングと呼びます。 ダンピングされたLCタンク回路で発生する発振は、下図のようになります。
実際のLC発振器では、Barkahusen基準に加えて、タンク回路で失われたエネルギーを補償する何らかの手段が必要です。 BJT、FET、オペアンプなどの能動素子をLC発振器に適用することは、これらの要件をすべて満たす方法です。 LC発振回路における能動素子には、3つの重要な仕事があります。
- 必要なゲインを与える。
- 必要な正帰還条件を達成するのに役立つ。
- タンク回路で失われたエネルギーを補償する。
LC 発振器とタイプ
Tuned collector oscillator.
Tunedコレクター発振器が LC発振器の基本タイプだといえるでしょう。 ここでは発振器のコレクタ回路を挟んでトランスとコンデンサが並列に接続されています。 トランスの1次側とコンデンサは必須のタンク回路を形成しています。 トランスの2次側は、タンク回路で発生した振動の一部をトランジスタのベースにフィードバックしています。 典型的な同調コレクタ発振器の回路図を下図に示します。
同調ベース発振器
同調ベース発振器は、LCトランジスタ発振器の一種で、トランジスタのベースとグランド間に同調回路が配置されています。 トランスの1次コイルとコンデンサが同調回路を構成します。 トランスの2次コイルはフィードバックに使用されます。 6920>
ハートリー発振器
Colpitts oscilllator.
クラップ発振器
クラップオシレータの回路図を下図に示します。