ザ・ 電子回路 正弦波、方形波、その他の波など、周期的に振動する電子信号を生成するものを電子発振器と呼びます。発振器は、一般に出力周波数に基づいてさまざまなタイプに分類できます。電子発振器は次のように呼ぶことができます 電圧制御発振器 発振周波数は入力電圧によって制御できるためです。最も重要な電子電圧制御発振器は、線形発振器と非線形発振器の2つのタイプと見なすことができます。
電子発振器
非線形発振器は、非正弦波の出力波形を生成するために使用されます。リニアオシレータは正弦波出力波形を生成するために使用され、フィードバックオシレータ、負抵抗オシレータ、コルピッツオシレータ、ハートレーオシレータ、アームストロングオシレータ、位相シフトオシレータ、クラップオシレータ、ディレイラインオシレータ、ピアスオシレータなど、さらに多くのタイプに分類されます。ウィーンブリッジオシレーター、ロビンソンオシレーターなど。この特定の記事では、多くの種類の線形発振器回路の1つ、つまりコルピッツ発振器について説明します。
コルピッツ発振器
発振器は正帰還の増幅器であり、DC入力信号を特定のAC出力波形に変換します。 可変周波数ドライブ 入力信号の代わりに正のフィードバックを使用することによる出力波形の特定の形状（正弦波や方形波など）。インダクタLとコンデンサCを回路に利用する発振器をLC発振器と呼び、線形発振器の一種です。
コルピッツ発振器
LC発振器は、さまざまな方法を使用して設計できます。よく知られているLC発振器は、ハートレー発振器とコルピッツ発振器です。これら2つの中で、頻繁に使用される設計は、1918年にアメリカのエンジニアであるエドウィンHコルピッツによって設計され、名前が付けられたコルピッツ発振器です。
コルピッツ発振器理論
これは、インダクタに並列に接続された2つの直列コンデンサで構成されるLC共振サブ回路であるタンク回路で構成され、これらのコンデンサとタンク回路のインダクタの値を使用して発振周波数を決定できます。
この発振器は、すべての面でハートレー発振器とほぼ同じであるため、ハートレー発振器の電気的デュアルと呼ばれ、通常10 KHz〜300MHzの範囲の無線周波数で高周波正弦波発振を生成するように設計されています。これら2つの発振器の主な違いは、ハートレー発振器がタップインダクタンスを使用するのに対し、タップ容量を使用することです。
コルピッツ発振器回路
正弦波形を生成する他のすべての発振器回路は、RC発振器、Wien-Robinson発振器、およびこの目的のために追加のインダクタンスを必要としないいくつかの水晶発振器などのいくつかの電子回路を除いて、LC共振回路を利用します。
コルピッツ発振器の回路図
のようなゲインデバイスを使用することで実現できます バイポーラ接合トランジスタ（BJT） 、オペアンプと 電界効果トランジスタ（FET） 他のLC発振器でも同様です。コンデンサC1とC2は分圧器を形成し、タンク回路のこのタップ付き容量をフィードバックのソースとして使用できます。このセットアップを使用すると、フィードバック設定にタップ付きインダクタンスを使用するハートレー発振器と比較して、周波数安定性が向上します。
上記の回路の抵抗器は、温度変化に対する回路の安定化を提供します。 Reに並列な回路に接続されたコンデンサCeは、増幅されたAC信号への反応性の低い経路を提供します。 バイパスコンデンサ 。ザ・ 抵抗R1およびR2 回路の分圧器を形成し、トランジスタにバイアスを提供します。回路は、 RC結合アンプ エミッタ接地構成トランジスタを使用。カップリングコンデンサは、コレクタからタンク回路へのACパスを提供することにより、DCを遮断します。
コルピッツ発振器の動作
電源がオンになると、上記の回路に示されているコンデンサC1とC2が充電を開始し、コンデンサが完全に充電された後、コンデンサは回路のインダクタL1を介して放電を開始し、タンク回路で減衰高調波発振を引き起こします。
コンデンサとインダクタを備えたタンク回路
したがって、AC電圧は、タンク回路の振動電流によってC1とC2の両端に生成されます。これらの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が磁束の形でインダクタに伝達され、インダクタが充電されます。
同様に、インダクタが放電を開始すると、コンデンサは再び充電を開始し、コンデンサとインダクタをエネルギー充電および放電するこのプロセスは、発振の生成を引き起こし続け、これらの発振の周波数は、以下で構成されるタンク回路の共振周波数を使用して決定できます。インダクタとコンデンサ。このタンク回路は、エネルギー貯蔵庫またはエネルギー貯蔵と見なされます。これは、インダクタ、LCネットワークの一部がタンク回路を形成するコンデンサの頻繁なエネルギーの充電と放電によるものです。
連続的な減衰されていない振動は、Barkhausen基準から取得できます。持続的な発振の場合、合計位相シフトは3600または00である必要があります。上記の回路では、2つのコンデンサC1とC2がセンタータップされて接地されているため、コンデンサC2の両端の電圧（フィードバック電圧）は1800で、コンデンサC1の両端の電圧（出力電圧）です。 ）。エミッタ接地トランジスタは、入力電圧と出力電圧の間に1800の位相シフトを生成します。したがって、Barkhausen基準から、減衰のない連続振動を得ることができます。
共振周波数は次の式で与えられます。
ƒr= 1 /（2П√（L1 * C））
ここで、ƒrは共振周波数です。
Cはタンク回路のC1とC2の直列組み合わせの等価静電容量です
それはとして与えられます
C =（C1 * C2）/（（C1 + C2））
L1はコイルの自己インダクタンスを表します。
コルピッツ発振器の応用
- これは、非常に高い周波数の正弦波出力信号の生成に使用されます。
- SAWデバイスを使用したコルピッツ発振器は別のものとして使用できます センサーの種類 といった 温度センサー 。この回路で使用されるデバイスは摂動に非常に敏感であるため、その表面から直接感知します。
- これは、非常に広範囲の周波数が関係するアプリケーションで頻繁に使用されます。
- 減衰のない連続的な振動が機能するために必要なアプリケーションに使用されます。
- この発振器は、高温と低温に頻繁に耐えることを目的とした状況で推奨されます。
- この発振器といくつかのデバイス（タンク回路の代わりに）の組み合わせを使用して、優れた温度安定性と高周波を実現できます。
- それはモバイルの開発に使用され、 無線通信 。
- それは商業目的で使用される多くのアプリケーションを持っています。
したがって、この記事では、コルピッツ発振器、理論、動作、およびコルピッツ発振器のアプリケーションとそのタンク回路について簡単に説明します。 無料の電子プロジェクトキット 。コルピッツ発振器の詳細については、以下にコメントして質問を投稿してください。
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