De Clapp-oscillator is ontwikkeld door David E. Clapp in de jaren 1920 en wordt tegenwoordig gebruikt in een verscheidenheid aan industriële en niet-commerciële toepassingen. In alle niet-commerciële toepassingen die te maken hebben met radiosignalen, computers en wetenschappelijke experimenten, is de reden voor het gebruik van deze oscillator het leveren van een nauwkeurig gecontroleerd en stabiel signaal dat kan worden gebruikt om alles te bewaken en te besturen, van kleine motoren tot grote industriële apparatuur. De technologie achter deze oscillator is sinds het begin onveranderd gebleven, maar in de loop der jaren zijn er enkele kleine wijzigingen aangebracht die hebben geleid tot verbeterde prestaties. Laten we meer bespreken over wat een is Clapp-oscillator – werken met applicaties.
Wat is Clapp-oscillator?
De Clapp-oscillator is een LC-oscillator dat een inductor & drie gebruikt condensatoren voor het instellen van de frequentie van de oscillator. Het is een eenvoudige, effectieve en efficiënte schakeling om periodieke uitgangssignalen te produceren. Het circuit is gebaseerd op het feedbackprincipe en het is een van de meest gebruikelijke technieken die door ingenieurs worden gebruikt om periodieke outputs te genereren. Het is ook bekend als de Gouriet-oscillator. Deze oscillator is een geavanceerde versie van de Colpitts-oscillator die is ontworpen door simpelweg een extra condensator toe te voegen aan de Colpitts-oscillator .
De toevoeging van een extra condensator zorgt voor een stabielere output in vergelijking met de Colpitts Oscillator. Het faseverschuivingsnetwerk van de Colpitts-oscillator bevat één inductor en twee condensatoren, terwijl de Clapp-oscillator één inductor en drie condensatoren bevat. In de Colpitts-oscillator wordt de feedbackfactor beïnvloed door het verschil in capaciteit van twee condensatoren zoals C1 en C2. Het beïnvloedt dus de uitvoer van het oscillatorcircuit. Dus een Clapp-oscillator heeft meer de voorkeur boven Colpitts-oscillator.
Blokdiagram
De blokschema van de Clapp-oscillator wordt hieronder getoond. Uit dit diagram is het heel duidelijk dat de klaposcillator een eentrapsversterker en een faseverschuivingsnetwerk bevat, terwijl de eentrapsversterker het spanningsdelernetwerk bevat.
Het werkingsprincipe van de Clapp-oscillator is; deze oscillator gebruikt een versterkercircuit om het versterkte signaal voor het faseverschuivingsnetwerk te leveren, zodat het regeneratieve feedback naar het versterkercircuit genereert. Bijgevolg worden aanhoudende oscillaties gegenereerd die kunnen worden gebruikt om een versterker of andere schakelingen van stroom te voorzien. Het uitgangssignaal varieert van volledig positief tot volledig negatief met een periode die gelijk is aan de helft van de frequentie van het ingangssignaal. De frequentie van dit uitgangssignaal kan worden aangepast door de condensatoren C1 en C2 in serie te schakelen tussen aarde en v+.
Schakelschema van de Clapp-oscillator
Het schakelschema van de Clapp-oscillator wordt hieronder weergegeven. De transistor die in dit circuit wordt gebruikt, wordt geleverd door de Vcc-voedingsbron. De voeding wordt via de RFC-spoel aan de collectoraansluiting van de transistor geleverd. Hier blokkeert de RFC-spoel de beschikbare wisselstroomcomponent in de stroombron en levert alleen gelijkstroom aan het transistorcircuit.
Het transistorcircuit levert het vermogen aan het faseverschuivingsnetwerk door de CC2-ontkoppelingscondensator (CC2), zodat de AC-component van het vermogen alleen aan het faseverschuivingsnetwerk wordt geleverd. Als er in het faseverschuivingsnetwerk een DC-component wordt geïntroduceerd, zal dit leiden tot een reductie binnen de Q-factor van de spoel.
De emitteraansluiting van de transistor is verbonden via een RE-weerstand die de sterkte van het spanningsdelercircuit vergroot. Hier is de condensator parallel geschakeld met de emitterweerstand om de wisselstroom in het circuit te vermijden.
Het versterkte vermogen dat door een versterker wordt gegenereerd, zal over de condensator C1 verschijnen en de regeneratieve feedback die naar het transistorcircuit gaat, zal door de C2-condensator gaan. Hier wordt ook waargenomen dat de spanning over de twee condensatoren zoals C1 en C2 in tegenfase zal zijn omdat deze condensatoren geaard zijn over de gemeenschappelijke klem.
De spanning over de C1-condensator zal in een vergelijkbare fase zijn als de opgewekte spanning door het versterkercircuit en de spanning over de C2-condensator is in fase tegengesteld aan de spanning over het versterkercircuit. De spanning in de tegenfase kan dus aan het versterkercircuit worden geleverd omdat dit circuit 180 graden faseverschuiving biedt.
Daarom wordt het feedbacksignaal dat 180 graden faseverschuiving heeft al door het versterkercircuit geleid. Daarna zal de totale faseverschuiving 360 graden zijn, wat de noodzakelijke voorwaarde is voor een oscillatorcircuit om oscillaties te geven.
Clapp Oscillator Frequentie
De Clapp-oscillatorfrequentie kan worden berekend met behulp van de nettocapaciteit van het faseverschuivingsnetwerk. De werking van het Clapp-oscillatorcircuit is vergelijkbaar met de Colpitts-oscillator. De klaposcillatorfrequentie wordt gegeven door de volgende relatie.
fo = 1/2π√LC
Waar,
C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3
Over het algemeen is de C3-waarde erg kleiner in vergelijking met zowel C1 als C2. Dus 'C' is ongeveer gelijk aan 'C3'. Dus de frequentie van oscillatie is;
fo = 1/2π√LC3
Uit de bovenstaande vergelijkingen is het heel duidelijk dat de frequentie van de Clapp-oscillator voornamelijk afhangt van de 'C3'-capaciteit. Dit gebeurt dus voornamelijk omdat de C1- en C2-capaciteitswaarden binnen de Clapp-oscillator vast worden gehouden, terwijl de inductor- en condensatorwaarden variëren om de resulterende frequentie te produceren.
Hier moet worden opgemerkt dat de C3-capaciteitswaarde kleiner moet zijn in vergelijking met de C1- en C2-capaciteitswaarden, omdat, als de C3-capaciteitswaarde kleiner is, de capaciteit van de condensator klein zal zijn. Dit leidt dus tot het gebruik van grote inductoren. De strooicapaciteit binnen het circuit zal dus onbeduidend zijn vanwege C3.
Men moet echter uiterst voorzichtig zijn bij het kiezen van de C3-condensator. Omdat, als een extreem kleine condensator wordt gekozen, het faseverschuivingsnetwerk mogelijk niet genoeg inductieve reactantie heeft om aanhoudende oscillaties te produceren. Het moet dus kleiner zijn in vergelijking met de capaciteiten C1 & C2. Het moet dus voldoende zijn om een matige reactantie te hebben om oscillatie aan te bieden.
Voordelen
De voordelen van een klaposcillator zijn de volgende.
- In vergelijking met andere soorten oscillatoren bezit een Clapp-oscillator een hoogfrequente stabiliteit. Bovendien is het effect van de transistorparameters binnen deze oscillator extreem klein. Het probleem van de verdwaalde capaciteit is dus niet ernstig binnen de Clapp-oscillator.
- De frequentiestabiliteit in deze oscillator kan worden verbeterd door het oscillatorcircuit eenvoudig in een stabiel temperatuurgebied te plaatsen.
- Deze oscillatoren hebben zeer de voorkeur vanwege hun betrouwbaarheid.
toepassingen
De toepassingen van de klaposcillator omvatten het volgende.
- Een klaposcillator wordt gebruikt in programma's waar verschillende frequenties zijn ingesteld om te verschillen, zoals de frequentieafstemming binnen de afstemmingscircuits van de ontvanger.
- Het wordt voornamelijk gebruikt voor pakketten waar continue en ongedempte oscillaties gunstig zijn voor het functioneren.
- Dit type oscillator wordt gebruikt in omstandigheden waar het vaak lage en hoge temperaturen moet weerstaan.
Dit is dus een overzicht van de Clapp-oscillator – werken met applicaties. Deze oscillatoren worden voornamelijk gebruikt als frequentie-oscillatoren in afstemmingscircuits van ontvangers. Hier is een vraag voor u, wat is een Colpitts-oscillator?
