Elektronski oscilator — разлика између измена

Ovi oscilatori imaju veći operacioni opseg nego RC oscilatori koji su stabilni do 1 MHz. Takođe, male vrijednosti R i C kod RC oscilatora mogu biti nepraktične za realizaciju. LC oscilatori su: Kolpicov (-{Colpitts}-), Hartlejev (-{Hartley}-), Klapov (-{Clapp}-) i Armstrongov (-{Armstrong}-).

Kolpicov oscilator je nazvan tako po svom pronalazaču Edvinu H. Kolpicu.

| valign="top" | [[Image:Cb colp.svg|thumb|130px|Figure 1: Kolpicov oscilator sa zajedničkom bazom]]

Jedna od metoda za analizu oscilatora je da se odredi ulazna impedansa, zanemarujući reaktivne komponente. Ako impedansa proizvodi negativnu otpornost, oscilacija je moguća. Ovaj metod ćemo koristiti da odredimo uslov i frekvenciju oscilovanja. Ovdje je prikazan idealan model i predstavlja kolo sa zajedničkim kolektorom. Za analizu, parazitne i nelinearne komponente ćemo zanemarivati. Oni se mogu uključiti kasnije u nekoj ozbiljnijoj analizi. Ako zanemarimo kalem, ulazna impedansa će biti:

Ako je <math>v_1</math> ulazni napon i <math>i_1</math> ulazna struja, napon <math>v_2</math> će biti:

Gdje je <math>g_m</math> transkonduktansa tranzistora. Ulazna struja <math>i_1</math> će biti:

Gdje je <math>Z_1</math> impedansa od <math>C_1</math>. RiješavajućiRješavajući po <math>v_2</math> dobija se:

Ulazna impedansa se javlja u vidu 2 kondenzatora redno vezana sa <math>R_{in}</math>,koja je proporcionalna dvijema dvjema impedansama:

Ako su <math>Z_1</math> i <math>Z_2</math> komleksne i istog znaka, <math>R_{in}</math> će biti negativna otpornost:

Ako je kalem vezan na ulaz, kolo će oscilovati, veličina negativne otpornosti ce biti veća nego otpornost kalema.

Na primjer za dati oscilator, struja emitoraemitera je oko 1 [[Ampere|mA]]. , transkonduktansa oko 40 [[Siemens (unit)|mS]]. , i ako su date ostale vrijednosti, ulazna otpornost je oko:

Ova vrijednost bi trebalo da bude dovoljna da pređe bilo koju pozitivnu otpornost u kolu. Oscilacije se javljaju pri velikim vrijednostima transkonduktanse i malim vrijednostima kapacitivnosti. Komplikovanija analiza oscilatora sa zajedničkom bazom pokazuje da niske frekvencije naponskog pojačanja pojačavača mora biti najmanje 4 da bi se postigle oscilacije. Niska frekvencija pojacanjapojačanja je data sa:

Ako se 2 kondenzatora zamjene sa 2 kalema, i ako se zanemari međuinduktivnost, kolo postaje Hartlejev oscilator. U tom slucajuslučaju ulazna impedansa je zbir 2 kalema i negativne otpornosti date kao:

U Hartlejevom kolu, oscilacije se javljaju pri velikim vrijednostima transkonduktanse i velikim vrijednostima induktivnosti.

Hartlejev oscilator je LC električno kolo koje stvara povratnu spregu preko paralelne veze L i C.Hartlejev oscilator je u osnovi bilo koja konfiguracija koja koristi par redno vezanih kalemova i 1 kondenzator.Sličan je Kolpicovom oscilatoru s tim da se ovdje djelitelj napona realizuje preko 2 kalema.Dobre strane su da se frekvencija može mijenjati koristeći varijabilni kondenzator i da izlazna amplituda ostaje konstantna u frekvencijskom opsegu, a loša strana je da se javlja međuinduktivnost između kalemova koja uzrokuje neželjene frekvencije oscilovanja. Ovaj oscilator se koristi u svim opsezima emitovanja uključujući FM 88-108 MHz. Hartlejev oscilator može imati nekoliko LC veza koje uzrokuju pojavu lažnih frekvencija oscilovanja, pa se u prijemnicima često koristi Kolpicov oscilator kao lokalni oscilator.

Klapov oscilator je modifikovani Kolpicov oscilator. Konstruisan je od tranzistora i mreže pozitivne povratne sprege. Na slici se vidi da je mreža sastavljena od 1 kalema i 3 kondenzatora, od kojih 2 prave naponski djelitelj koji određuje dio napona povratne sprege na ulazu tranzistora. Od Kolpicovog se razlikuje u tome što ima 1 više kondenzator koji je u rednoj vezi sa kalemom. Frekvencija oscilovanja za kolo sa slike, koje koristi efekat polja tranzistora je:

Ako se želi koristiti frekvencijski varijabilan oscilator onda veću primjenu ima Klapov u odnosu na Kolpicov, jer kod Kolpicovog oscilatora varijabilni kondenzator se koristi u naponskom djelitelju, što dovodi i do varijabilnog napona povratne sprege, pa ne može ostvariti frekvenciju iznad željenog opsega. Kod Klapovog oscilatora se ovaj problem prevazilazi koristeći fiksni kondenzator u naponskom djelitelju a varijabilni redno vezan sa kalemom.

Ponekad se zove i oscilator sa kalemom povratne sprege, jer se povratna sprega potrebna za stvaranje oscilacija dobija kalemom povratne sprege, preko magnetne spojnice između L i T kalema. Pretpostavljajući da je spojnica slaba, ali dovoljna da održi oscilacije, frekvencija je određena prvenstveno preko LC kola i data je sa:

U praktičnim kolima,frekvencija oscilovanja je osjetno drugačija od vrijednosti date ovom formulom zbog kapacitivnosti i induktivnosti,, unutrašnjim gubicima(otpornosti), i opterećenja zbog kalema povratne sprege. Kolo je baza regenerativnog prijemnika za amlitudsko modulisane radio signale. U toj aplikaciji, antena je vezana za kalem povratne sprege, i efekat povratne sprege je smanjen, na primjer, malim povećanjem razlike između L i T kalema. Rezultat je uski opseg radio-frekvencijskog filtra i pojačavača. Nelinearna karakteristika tranzistora stvara demodulisani audio signal.

Kolo sa slike predstavlja modernu izradu, koristeći efekat polja tranzistora kao pojačavački element.