Der Clapp-Oszillator wurde in den 1920er Jahren von David E. Clapp entwickelt und wird heute in einer Vielzahl von industriellen und nicht kommerziellen Anwendungen eingesetzt. In allen nicht kommerziellen Anwendungen, die mit Funksignalen, Computern und wissenschaftlichen Experimenten zu tun haben – der Grund für die Verwendung dieses Oszillators besteht darin, ein fein gesteuertes und stabiles Signal bereitzustellen, das zur Überwachung und Steuerung von kleinen Motoren bis hin zu großen Industrieanlagen verwendet werden kann. Die Technologie hinter diesem Oszillator ist seit seiner Einführung unverändert geblieben, aber im Laufe der Jahre wurden einige geringfügige Änderungen vorgenommen, die zu einer verbesserten Leistung geführt haben. Lassen Sie uns mehr darüber diskutieren, was a ist Clapp-Oszillator – Arbeiten mit Anwendungen.
Was ist ein Clapp-Oszillator?
Der Clapp-Oszillator ist ein LC-Oszillator das verwendet eine Induktivität & drei Kondensatoren zum Einstellen der Frequenz des Oszillators. Es ist eine einfache, effektive und effiziente Schaltung zur Erzeugung periodischer Ausgangssignale. Die Schaltung basiert auf dem Rückkopplungsprinzip und ist eine der häufigsten Techniken, die von Ingenieuren verwendet wird, um periodische Ausgaben zu erzeugen. Er ist auch als Gouriet-Oszillator bekannt. Dieser Oszillator ist eine erweiterte Version des Colpitts-Oszillators, der durch einfaches Hinzufügen eines zusätzlichen Kondensators zum entwickelt wurde Colpitts-Oszillator .
Das Hinzufügen eines zusätzlichen Kondensators bietet im Vergleich zum Colpitts-Oszillator eine stabilere Ausgabe. Das Phasenverschiebungsnetzwerk des Colpitts-Oszillators umfasst eine Induktivität und zwei Kondensatoren, während der Clapp-Oszillator eine Induktivität und drei Kondensatoren umfasst. Im Colpitts-Oszillator wird der Rückkopplungsfaktor aufgrund des Unterschieds in der Kapazität von zwei Kondensatoren wie C1 und C2 beeinflusst. Es wirkt sich also auf den Ausgang der Oszillatorschaltung aus. Daher wird ein Clapp-Oszillator gegenüber dem Colpitts-Oszillator bevorzugter verwendet.
Blockdiagramm
Das Blockschaltbild des Clapp-Oszillators ist unten gezeigt. Aus diesem Diagramm wird deutlich, dass der Clap-Oszillator einen einstufigen Verstärker und ein Phasenverschiebungsnetzwerk enthält, während der einstufige Verstärker das Spannungsteilernetzwerk enthält.
Das Arbeitsprinzip des Clapp-Oszillators ist: dieser Oszillator verwendet eine Verstärkerschaltung, um das verstärkte Signal für das Phasenverschiebungsnetzwerk bereitzustellen, so dass es eine regenerative Rückkopplung zu der Verstärkerschaltung erzeugt. Folglich werden anhaltende Schwingungen erzeugt, die verwendet werden können, um einen Verstärker oder andere Schaltungen mit Energie zu versorgen. Das Ausgangssignal ändert sich von vollständig positiv bis vollständig negativ mit einer Periode, die gleich der halben Frequenz des Eingangssignals ist. Die Frequenz dieses Ausgangssignals kann eingestellt werden, indem die Kondensatoren C1 und C2 in Reihe zwischen Masse und v+ geschaltet werden.
Schaltplan des Clapp-Oszillators
Das Schaltbild des Clapp-Oszillators ist unten dargestellt. Der in dieser Schaltung verwendete Transistor wird von der Vcc-Stromquelle versorgt. Die Stromversorgung erfolgt über die RFC-Spule an den Kollektoranschluss des Transistors. Hier blockiert die RFC-Spule die verfügbare Wechselstromkomponente innerhalb der Stromquelle und liefert Gleichstrom nur an die Transistorschaltung.
Die Transistorschaltung liefert die Leistung an das Phasenverschiebungsnetzwerk über den CC2-Entkopplungskondensator (CC2), so dass die AC-Komponente der Leistung nur an das Phasenverschiebungsnetzwerk geliefert wird. Wenn im Phasenverschiebungsnetzwerk eine DC-Komponente eingeführt wird, führt dies zu einer Verringerung des Q-Faktors der Spule.
Der Emitteranschluss des Transistors ist über einen RE-Widerstand verbunden, der die Stärke der Spannungsteilerschaltung erhöht. Hier ist der Kondensator parallel zum Emitterwiderstand geschaltet, um den Wechselstrom innerhalb der Schaltung zu vermeiden.
Die verstärkte Leistung, die von einem Verstärker erzeugt wird, erscheint über dem Kondensator C1 und die regenerative Rückkopplung, die zum Transistorschaltkreis geleitet wird, erfolgt über den gesamten Kondensator C2. Hier wird auch beobachtet, dass die Spannung an den beiden Kondensatoren wie C1 und C2 in Gegenphase ist, da diese Kondensatoren über den gemeinsamen Anschluss geerdet sind.
Die Spannung am C1-Kondensator hat eine ähnliche Phase wie die von der Verstärkerschaltung erzeugte Spannung, und die Spannung am C2-Kondensator hat eine ziemlich entgegengesetzte Phase zur Spannung an der Verstärkerschaltung. Somit kann die Spannung in der entgegengesetzten Phase an die Verstärkerschaltung geliefert werden, da diese Schaltung eine Phasenverschiebung von 180 Grad bereitstellt.
Daher wird das Rückkopplungssignal, das bereits eine Phasenverschiebung von 180 Grad aufweist, durch die Verstärkerschaltung geleitet. Danach beträgt die gesamte Phasenverschiebung 360 Grad, was die notwendige Bedingung für eine Oszillatorschaltung ist, um Schwingungen zu erzeugen.
Frequenz des Clapp-Oszillators
Die Clapp-Oszillatorfrequenz kann anhand der Nettokapazität des Phasenverschiebungsnetzwerks berechnet werden. Die Funktionsweise der Clapp-Oszillatorschaltung ähnelt der des Colpitts-Oszillators. Die Clap-Oszillatorfrequenz ist durch die folgende Beziehung gegeben.
fo = 1/2π√LC
Woher,
C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3
Im Allgemeinen ist der C3-Wert im Vergleich zu C1 und C2 sehr kleiner. Somit entspricht „C“ ungefähr „C3“. Die Schwingungsfrequenz ist also;
fo = 1/2π√LC3
Aus den obigen Gleichungen wird deutlich, dass die Frequenz des Clapp-Oszillators hauptsächlich von der Kapazität „C3“ abhängt. Dies geschieht hauptsächlich, weil die C1- und C2-Kapazitätswerte im Clapp-Oszillator fest gehalten werden, während die Induktor- und Kondensatorwerte variieren, um die resultierende Frequenz zu erzeugen.
Hier ist anzumerken, dass der C3-Kapazitätswert im Vergleich zu den C1- und C2-Kapazitätswerten kleiner sein muss, denn wenn der C3-Kapazitätswert kleiner ist, dann wird die Kondensatorgröße klein sein. Dies führt also zur Verwendung von großen Induktoren. Die Streukapazität innerhalb der Schaltung ist also wegen C3 unbedeutend.
Allerdings sollte man bei der Wahl des C3-Kondensators äußerst vorsichtig sein. Denn wenn ein extrem kleiner Kondensator gewählt wird, besitzt das Phasenverschiebungsnetzwerk möglicherweise nicht genügend induktive Reaktanz, um anhaltende Schwingungen zu erzeugen. Daher muss sie im Vergleich zu den Kapazitäten von C1 und C2 kleiner sein. Es muss also ausreichen, eine moderate Reaktanz zu haben, um eine Oszillation anzubieten.
Vorteile
Zu den Vorteilen eines Clap-Oszillators gehören die folgenden.
- Im Vergleich zu anderen Arten von Oszillatoren besitzt ein Clapp-Oszillator eine hohe Frequenzstabilität. Außerdem ist der Einfluss der Transistorparameter innerhalb dieses Oszillators extrem geringer. Somit ist das Streukapazitätsproblem innerhalb des Clapp-Oszillators nicht schwerwiegend.
- Die Frequenzstabilität kann bei diesem Oszillator verbessert werden, indem einfach die Oszillatorschaltung innerhalb eines stabilen Temperaturbereichs eingeschlossen wird.
- Diese Oszillatoren werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit äußerst bevorzugt.
Anwendungen
Das Anwendungen des Clap-Oszillators füge folgendes hinzu.
- Ein Clap-Oszillator wird in Programmen überall dort verwendet, wo verschiedene Frequenzen unterschiedlich eingestellt sind, wie die Frequenzabstimmung in den Empfänger-Abstimmkreisen.
- Es wird hauptsächlich für Verpackungen verwendet, bei denen kontinuierliche und ungedämpfte Schwingungen für die Funktion günstig sind.
- Dieser Oszillatortyp wird unter Bedingungen verwendet, bei denen er häufig niedrigen und hohen Temperaturen standhalten soll.
Das ist also eine Übersicht über den Clapp-Oszillator – Arbeiten mit Anwendungen. Diese Oszillatoren werden hauptsächlich wie Frequenzoszillatoren in Empfänger-Abstimmschaltungen verwendet. Hier ist eine Frage an Sie: Was ist ein Colpitts-Oszillator?
