Selles postituses mõistame, kuidas LC-ostsillaatori ahelad toimivad, ja ehitame ühe populaarse LC-põhise ostsillaatori - Colpitts-ostsillaatori.
Mis on ostsillaatorid
Elektroonilisi ostsillaatoreid kasutatakse enamikus meie igapäevaselt kasutatavates elektroonilistes vidinates, alates digitaalsest kellast kuni nutika i7 protsessorini. Otsillaatorid on kõigi digitaalsete vooluahelate süda, kuid mitte ainult digitaalringhäälingu töötajate ostsillaatorid, vaid ka analoogahelad kasutavad võnkeringe.
Kiire AM, FM-raadio jaoks, kus kõrgsageduslikku võnkumist kasutatakse kandesignaalina sõnumisignaali edastamiseks.
On palju erinevaid ostsillaatoreid, näiteks RC, LC, kristallid jne. Neil kõigil on oma eelised ja puudused. Nii et pole midagi, mida nimetatakse parimaks või ideaalseks ostsillaatoriks, peame analüüsima oma vooluringi olukorda ja valima parima, mis sobib, seetõttu leiame igapäevaselt kasutatavates vidinates laia valikut ostsillaatoreid.
LC ostsillaatorid
Sukeldume LC-ostsillaatori selgitusse.
LC-ostsillaator koosneb induktiivpoolist ja kondensaatorist, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Kondensaatori ja takisti väärtus määrab väljundi võnkumise. Kuidas nad siis võnkumist tekitavad?
Noh, me peame rakendama välist energiat L ja C vahel, st pinge vahel. Kui rakendame pinget, laaditakse kondensaator üles. Kui toiteallikas on katkenud, voolab kondensaatorist salvestatud energia induktiivpoolile ja induktor hakkab selle ümber magnetvälja ehitama, kuni kondensaator täielikult tühjeneb.
Kui kondensaator on täielikult tühjenenud, variseb induktiivpooli ümbritsev magnetväli kokku ja indutseerib pinge ning laadib kondensaatori vastupidise polaarsusega ja tsükkel kordub.
L ja C vaheline laeng ja tühjenemine tekitavad võnkumisi ja seda võnkumist nimetatakse resonantssageduseks. Kuid sageduse genereerimine ei kesta igavesti parasiitide takistuse tõttu, mis hajutab võnkeringis energiat soojuse kujul.
Võnkumise säilitamiseks ja mõistliku väljundtugevusega võnkumise kasutamiseks vajame null kraadi faasinihke ja tagasisidega võimendit.
Tagasiside suunab väikese koguse väljundit võimendist tagasi LC-võrku, et kompenseerida parasiitsekindlusest tingitud kaod ja säilitada võnkumine. Seega saame tekitada stabiilse siinuslaine väljundi.
Rakendusring:
Siin on kolpitsi ostsillaatori ahel, mis suudab genereerida umbes 30 MHz signaali.
Eelmine: Kuidas ostsillaatori blokeerimine töötab Järgmine: tasakaalustatud mikrofoni eelvõimendi ahel
