LC oscylatorów.
LC oscylator jest typem oscylatora, gdzie LC (cewka-kondensator) obwód zbiornika jest używany do dając wymagane dodatnie sprzężenie zwrotne dla podtrzymania oscylacji. The LC zbiornik obwód także określać jako LC rezonansowy obwód lub LC dostrojony obwód. Zgodnie z kryterium Barkhausen dla trwałych oscylacji, obwód będzie utrzymywać stabilne oscylacje tylko dla częstotliwości, w których wzmocnienie pętli systemu jest równa lub większa niż 1 i przesunięcie fazowe między wejściem i wyjściem jest 0 lub integralną wielokrotność 2π. Oscylatory LC mogą być realizowane przy użyciu BJT, FET, MOSFET, opampów itp. Typowe zastosowania oscylatorów LC to generatory sygnałów RF, mieszacze częstotliwości, tunery, generatory sinusoidalne, modulatory RF itp. Zanim przejdziemy do oscylatorów LC w szczegółach, spójrzmy na obwód zbiornika LC.
Obwód zbiornika LC.
Chociaż oryginalny obwód zbiornika oznacza kondensator i cewkę połączone równolegle, przełącznik i źródło napięcia są włączone do obwodu dla ułatwienia wyjaśnienia. Początkowo przyjmuje się, że przełącznik S jest w pozycji 1. Kondensator zostanie naładowany do napięcia V, które jest źródłem napięcia. Załóżmy, że przełącznik zostanie przesunięty do pozycji 2 jak na rysunku poniżej.
Kondensator C zacznie się rozładowywać przez cewkę indukcyjną L. Napięcie na kondensatorze zacznie maleć, a prąd przez cewkę zacznie rosnąć. Rosnący prąd tworzy pole elektromagnetyczne wokół cewki i kiedy kondensator jest całkowicie rozładowany energia elektrostatyczna przechowywana w kondensatorze będzie w pełni przeniesiony do cewki jako pole elektromagnetyczne. Nie mając więcej energii w kondensatorze, aby utrzymać prąd przez cewkę, pole wokół cewki zaczyna spadać, a prąd przez cewkę ma tendencję do zmniejszania się. Ze względu na indukcję elektromagnetyczną cewka indukcyjna wytworzy wsteczne pole elektromagnetyczne równe L(di/dt), aby przeciwstawić się zmianie prądu. Ten back emf zacznie ładować kondensator ponownie.
Gdy kondensator jest w pełni naładowany , energia raz przechowywane w cewce jako elekro-magnetycznego pola zostanie przeniesiony do kondensatora jako pole elektrostatyczne. Następnie kondensator zaczyna się rozładowywać ponownie i cykl się powtarza. Ten cykliczny transfer energii pomiędzy kondensatorem a induktorem jest powodem wytwarzania oscylacji w obwodzie zbiornika.
Jeśli idealny kondensator i induktor są używane, te oscylacje będą utrzymywać się do końca czasu. Ale w praktycznym przypadku cewka będzie miała pewną rezystancję omową, a kondensator będzie miał pewną ilość upływu. Te niedoskonałości będzie tracić pewną ilość energii w między cyklami w wyniku utraty amplitudy krok po kroku i ostatecznie oscylacje wymrze. Ten stopniowy spadek amplitudy, który prowadzi do śmierci oscylacji nazywany jest tłumieniem. Oscylacje wytwarzane w tłumionym obwodzie zbiornika LC będą wyglądać tak, jak pokazano na rysunku poniżej.
W praktycznym oscylatorze LC, oprócz kryterium Barkahusena, muszą istnieć jakieś środki kompensujące energię traconą w obwodzie zbiornika. Zastosowanie w oscylatorze LC elementów aktywnych takich jak BJT, FET, opamp itp. jest sposobem na spełnienie wszystkich tych wymagań. Element aktywny w obwodzie oscylatora LC ma trzy zasadnicze zadania.
- Dać niezbędne wzmocnienie.
- Pomóc w osiągnięciu wymaganych warunków dodatniego sprzężenia zwrotnego.
- Kompensować energię traconą w obwodzie zbiornika.
Oscylatory LC i ich typy.
Oscylator z dostrojonym kolektorem.
Oscylator z dostrojonym kolektorem można uznać za podstawowy typ oscylatorów LC. Tutaj transformator i kondensator podłączony równolegle w całym obwodzie kolektora oscylatora. Pierwotne transformatora i kondensatora tworzy istotne obwodu zbiornika. Wtórna część transformatora przekazuje z powrotem ułamek oscylacji wytwarzanych w obwodzie zbiornika do bazy tranzystora. Schemat typowego oscylatora z przestrajanym kolektorem pokazano na rysunku poniżej.
Oscylator z przestrajaną bazą.
Oscylator z przestrajaną bazą jest rodzajem oscylatora tranzystorowego LC, w którym obwód przestrajany jest umieszczony pomiędzy bazą a masą tranzystora. Pierwotna cewka transformatora i kondensator tworzy dostrojonego obwodu. Wtórna cewka transformatora jest używany do sprzężenia zwrotnego. Schemat obwodu strojonego oscylatora bazowego jest podany na rysunku poniżej.
oscylator Hartleya.
Oscylator Colpittsa.
Oscylator Clappa.
.