Clapp Oscillator: Krets, blockschema, arbete och dess tillämpningar

Clapp-oscillatorn utvecklades av David E. Clapp på 1920-talet och används idag i en mängd olika industriella och icke kommersiella tillämpningar. I alla icke-kommersiella tillämpningar som hanterar radiosignaler, datorer och vetenskapliga experiment – ​​anledningen till att använda denna oscillator är att ge en finkontrollerad och stabil signal som kan användas för att övervaka och styra allt från små motorer till stor industriell utrustning. Tekniken bakom denna oscillator har förblivit oförändrad sedan starten men under åren har några små förändringar gjorts som har lett till en viss förbättrad prestanda. Låt oss diskutera mer om vad som är en Klapp oscillator – arbeta med applikationer.

Vad är Clapp Oscillator?

Clapp-oscillatorn är en LC oscillator som använder en induktor och tre kondensatorer för att ställa in oscillatorns frekvens. Det är en enkel, effektiv och effektiv krets för att producera periodiska utsignaler. Kretsen är baserad på återkopplingsprincipen och det är en av de vanligaste teknikerna som används av ingenjörer för att generera periodiska utsignaler. Den är också känd som Gouriet-oscillatorn. Denna oscillator är en avancerad version av Colpitts oscillator som designades genom att helt enkelt lägga till en extra kondensator till Colpitts oscillator .

Tillägget av extra kondensator ger mer stabil uteffekt jämfört med Colpitts Oscillator. Colpitts-oscillatorns fasförskjutningsnätverk inkluderar en induktor och två kondensatorer medan Clapp-oscillatorn inkluderar en induktor och tre kondensatorer. I Colpitts-oscillatorn kommer återkopplingsfaktorn att påverkas på grund av skillnaden i kapacitansen hos två kondensatorer som C1 och C2. Så det påverkar oscillatorkretsens utgång. Så en Clapp-oscillator är mer föredragen framför Colpitts oscillator.

Blockdiagram

De blockschema över Clapp-oscillatorn visas nedan. Från detta diagram är det mycket tydligt att klapposcillatorn inkluderar en enstegsförstärkare och ett fasskiftningsnätverk medan enstegsförstärkaren inkluderar spänningsdelarnätverket.

Arbetsprincipen för Clapp-oscillatorn är; denna oscillator använder en förstärkarkrets för att tillhandahålla den förstärkta signalen för fasförskjutningsnätverket så att den genererar regenerativ återkoppling till förstärkarkretsen. Följaktligen genereras ihållande oscillationer som kan användas för att driva en förstärkare eller annan krets. Utsignalen kommer att variera från fullt positiv till helt negativ med en period lika med hälften av insignalens frekvens. Frekvensen för denna utsignal kan justeras genom att ändra kondensatorerna C1 och C2 i serie mellan jord och v+.

Clapp Oscillatorkretsdiagram

Clapp-oscillatorkretsschemat visas nedan. Transistorn som används i denna krets matas av Vcc-strömkällan. Strömförsörjningen ges till transistorns kollektorterminal genom RFC-spolen. Här blockerar RFC-spolen den tillgängliga växelströmskomponenten i strömkällan och levererar endast likström till transistorkretsen.

Transistorkretsen tillför ström till fasförskjutningsnätverket genom hela CC2-avkopplingskondensatorn (CC2) så att växelströmskomponenten av kraften tillförs endast till fasförskjutningsnätverket. I fasförskjutningsnätverket, om någon DC-komponent introduceras, kommer det att leda till en reduktion inom spolens Q-faktor.

Transistorns emitterterminal är ansluten via ett RE-motstånd som ökar styrkan hos spänningsdelarkretsen. Här kopplas kondensatorn parallellt med emittermotståndet för att undvika AC i kretsen.

Den förstärkta effekten som genereras av en förstärkare kommer att dyka upp över kondensatorn Cl och den regenerativa återkopplingen som skickas mot transistorkretsen kommer att vara i hela C2-kondensatorn. Här observeras också att spänningen över de två kondensatorerna som C1 & C2 kommer att vara i omvänd fas eftersom dessa kondensatorer är jordade i hela den gemensamma terminalen.

Spänningen över C1-kondensatorn kommer att vara i samma fas som den genererade spänningen av förstärkarkretsen och spänningen över C2-kondensatorn är helt motsatt i fas av spänningen över förstärkarkretsen. Så spänningen i den motsatta fasen kan matas till förstärkarkretsen eftersom denna krets ger 180 graders fasförskjutning.

Därför passerar återkopplingssignalen som redan har 180 graders fasförskjutning genom förstärkarkretsen. Därefter blir den totala fasförskjutningen 360 grader vilket är det nödvändiga villkoret för att en oscillatorkrets ska ge svängningar.

Clapp Oscillator Frequency

Clapp-oscillatorfrekvensen kan beräknas med hjälp av fasförskjutningsnätverkets nettokapacitans. Clapp-oscillatorkretsens funktion liknar Colpitts-oscillatorn. Klapsoscillatorns frekvens ges av följande relation.

fo = 1/2π√LC

Var,

C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3

I allmänhet är C3-värdet mycket mindre jämfört med både C1 och C2. Således är 'C' ungefär ekvivalent med 'C3'. Så, frekvensen av oscillation är;

fo = 1/2π√LC3

Från ovanstående ekvationer är det mycket tydligt att Clapp-oscillatorns frekvens främst beror på 'C3'-kapacitansen. Så detta händer främst för att C1 & C2 kapacitansvärdena i Clapp-oscillatorn hålls fasta medan induktor- och kondensatorvärdena varierar för att producera den resulterande frekvensen.

Här bör det noteras att C3-kapacitansvärdet måste vara mindre jämfört med C1- och C2-kapacitansvärdena eftersom, om C3-kapacitansvärdet är mindre, kommer kondensatorstorleken att vara liten. Så detta leder till att man använder stora induktorer. Så strökapacitansen i kretsen kommer att vara obetydlig på grund av C3.

Men man bör vara extremt försiktig när man väljer C3-kondensatorn. Eftersom, om en extremt liten kondensator väljs, kan det hända att fasförskjutningsnätverket inte har tillräckligt med induktiv reaktans för att producera ihållande oscillationer. Således måste den vara mindre jämfört med C1 & C2-kapacitanserna. Så det måste vara tillräckligt att ha en måttlig reaktans för att erbjuda oscillation.

Fördelar

Fördelarna med en klapposcillator inkluderar följande.

• Jämfört med andra typer av oscillatorer har en Clapp-oscillator högfrekvent stabilitet. Dessutom är effekten av transistorparametrar inom denna oscillator extremt mindre. Så, problemet med strökapacitans är inte allvarligt i Clapp-oscillatorn.
• Frekvensstabiliteten kan förbättras i denna oscillator genom att helt enkelt innesluta oscillatorkretsen i ett stabilt temperaturområde.
• Dessa oscillatorer är extremt föredragna på grund av deras tillförlitlighet.

Ansökningar

De tillämpningar av klapposcillatorn inkluderar följande.

• En klapposcillator används inom program där olika frekvenser är inställda för att skilja sig åt, som frekvensinställningen inom mottagarens avstämningskretsar.
• Den används främst för paket där kontinuerliga & odämpade svängningar är gynnsamma för att fungera.
• Denna typ av oscillator används under förhållanden där det är tänkt att stå emot låga och höga temperaturer ofta.

Detta är alltså en översikt över Clapp-oscillatorn – arbeta med applikationer. Dessa oscillatorer används huvudsakligen som frekvensoscillatorer i mottagaravstämningskretsar. Här är en fråga till dig, vad är en Colpitts-oscillator?