Oscilatoare LC.
Oscilatorul LC este un tip de oscilator în care se folosește un circuit rezervor LC (inductor-capacitor) pentru a oferi reacția pozitivă necesară pentru susținerea oscilațiilor. Circuitul rezervor LC este, de asemenea, denumit circuit rezonant LC sau circuit acordat LC. Conform criteriului Barkhausen pentru oscilații susținute, un circuit va susține oscilații stabile numai pentru frecvențele la care câștigul de buclă al sistemului este egal sau mai mare decât 1, iar defazajul dintre intrare și ieșire este 0 sau un multiplu integral de 2π. Oscilatoarele LC pot fi realizate cu ajutorul BJT, FET, MOSFET, opamp etc. Aplicațiile tipice ale oscilatoarelor LC includ generatoare de semnal RF, mixere de frecvență, dispozitive de acord, generatoare de unde sinusoidale, modulatoare RF etc. Înainte de a intra în detaliu asupra oscilatoarelor LC, să aruncăm o privire asupra circuitului rezervor LC.
Circuit rezervor LC.
Deși circuitul rezervor original înseamnă un condensator și un inductor conectați în paralel, comutatorul și o sursă de tensiune sunt incluse în circuit pentru ușurința explicației. Inițial, se presupune că întrerupătorul S este în poziția 1. Cacpacitorul va fi încărcat la o tensiune V, care este sursa de tensiune. Să presupunem că întrerupătorul este mutat în poziția 2, așa cum se arată în figura de mai jos.
Condensatorul C va începe să se descarce prin inductorul L. Tensiunea pe condensator va începe să scadă, iar curentul prin inductor începe să crească. Intensitatea crescândă a curentului creează un câmp electromagnetic în jurul bobinei, iar atunci când condensatorul este complet descărcat, energia electrostatică stocată în condensator va fi complet transferată în bobină sub formă de câmp electromagnetic. Cum nu mai există energie în condensator pentru a susține curentul prin bobină, câmpul din jurul bobinei începe să scadă, iar curentul prin bobină tinde să scadă. Datorită inducției electromagnetice, inductorul va genera o forță electromagnetică inversă egală cu L(di/dt) pentru a se opune modificării curentului. Această forță electromagnetică de întoarcere va începe să încarce din nou condensatorul.
Când condensatorul este complet încărcat, energia care a fost stocată în inductor sub formă de câmp electromagnetic va fi mutată în condensator sub formă de câmp electrostatic. Apoi condensatorul începe să se descarce din nou și ciclul se repetă. Acest transfer ciclic de energie între condensator și inductor este motivul care stă la baza producerii oscilațiilor în circuitul rezervorului.
Dacă se utilizează un condensator și un inductor ideal, aceste oscilații se vor menține până la sfârșitul timpului. Dar, în cazul practic, inductorul va avea o anumită rezistență ohmică, iar condensatorul va avea o anumită cantitate de scurgeri. Aceste imperfecțiuni vor irosi o anumită cantitate de energie între cicluri, ceea ce va duce la pierderea amplitudinii pas cu pas și, în cele din urmă, oscilațiile se vor stinge. Această scădere treptată a amplitudinii care tinde la moartea unei oscilații se numește amortizare. Oscilațiile produse într-un circuit rezervor LC amortizat vor arăta ca în figura de mai jos.
Într-un oscilator LC practic, în plus față de criteriul Barkahusen trebuie să existe un mijloc de compensare a energiei pierdute în circuitul rezervor. Aplicarea de elemente active, cum ar fi BJT, FET, opamp etc. în oscilatorul LC este o modalitate de a îndeplini toate aceste cerințe. Elementul activ într-un circuit oscilator LC are trei sarcini esențiale.
- Să ofere câștigul necesar.
- Să ajute la obținerea condițiilor de reacție pozitivă necesare.
- Compensarea energiei pierdute în circuitul rezervor.
Oscilatoare LC și tipuri.
Oscilator cu colector reglat.
Oscilatorul cu colector reglat poate fi considerat tipul de bază al oscilatoarelor LC. Aici un transformator și un condensator conectat în paralel pe circuitul colector al oscilatorului. Primarul transformatorului și condensatorul formează circuitul rezervor esențial. Secundarul transformatorului returnează o fracțiune din oscilațiile produse în circuitul rezervor către baza tranzistorului. Schema de circuit a unui oscilator cu colector acordat tipic este prezentată în figura de mai jos.
Oscilatorul cu bază acordată.
Oscilatorul cu bază acordată este un tip de oscilator cu tranzistor LC în care circuitul acordat este plasat între baza și masa tranzistorului. Bobina primară a unui transformator și un condensator formează circuitul acordat. Bobina secundară a transformatorului este utilizată pentru reacție. Schema de circuit a unui oscilator cu bază acordată este prezentată în figura de mai jos.
Oscilatorul Hartley.
Oscilatorul Colpitts.
Oscilatorul Clapp.
.