Colpitts Oscillator- Extraer señal con seguidor de emisor

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Diseñé un circuito como se muestra en wikipedia: colpitts que funciona a unos 500 kHz, L = 680uH y C_1 = C_2 = 100pF (+ algunas tapas de ajuste en paralelo a L). Cuando lo observo con un osciloscopio funciona bien, ahora quiero desacoplar la señal del oscilador (la capacidad de la sonda del alcance altera la frecuencia, por ejemplo). ¿Qué circuito haría eso? Probé con un seguidor de emisor, pero tan pronto como el colector del circuito del oscilador "ve" una base, la oscilación se detiene. Intenté que la resistencia a la GND no influyera en la señal y descubrí que 100kOhm atenuaba la oscilación a aproximadamente la mitad y 1Mohm podría ser la correcta. Así que intenté esto (imagina todas las partes faltantes de la izquierda como en el enlace de arriba):

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Probé algunas combinaciones de valores de los resistores, pero nada parecía enviar la señal a la salida. O bien se destruyó de inmediato (cuando R_B era bajo, ni siquiera hubo oscilación) o no salió nada del transistor (cuando R_B era grande, 10k-100k). ¿Porqué es eso? ¿Alguien puede proponer un circuito que pueda amortiguar la señal para un uso posterior, por así decirlo? Por último, pero no menos importante, si alguien tiene una idea de cómo reducir la fluctuación de fase del oscilador en sí, sería genial. Gracias

Edit: Hey, jugué un poco. El emisor (como se espera) tiene una impedancia más baja y es más cargable, pero no coloco ningún transistor detrás como una etapa de amplificación porque la señal no es tan sinusoidal como la salida del colector (la mitad de las ondas inferiores se cortan parcialmente). ¿Cómo se puede arreglar esto?

Para aumentar la estabilidad, intenté hacer una versión de Clapp de mi circuito haciendo esto:

simular este circuito

Observe la tapa en serie con el inductor y la nueva resistencia de polarización de señal grande. La estabilidad no aumentó. ¿Lo hice bien?

Como el emisor no proporcionó suficiente señal sinusoidal, intenté bajar R1 (4.7 k hasta 470 ohmios) para proporcionar más corriente y, por lo tanto, hacer que la señal del colector sea "más fuerte" (más cargable) pero el circuito dejó de funcionar por completo. . ¿Cómo se podría predecir esto (hay una fórmula o algo? Todas las fórmulas para Colpitts que encontré son que gm * R_E > C1 / C2 y el obligatorio f_osc = 1 / (2pi sqrt (LC))). ¿Hay algún buen artículo sobre Colpitts con un enfoque matemático extendido?

Más aún, ¿qué configuración es más estable (y si es así, por qué?): ¿base común o colector común? Miré los circuitos de radioaficionados (y aún no he terminado), pero parecen usar Colpitts principalmente en la configuración de colector común. ¿Eso es un indicio de que esto es más estable?

Los intentos de desacoplar más el voltaje de la fuente no hicieron que el circuito fuera más estable (más y más cerca de varias capacidades). Envolver todo el circuito en papel de aluminio tampoco ayudó (solo produjo humo :-). No, kiddin, ese no era el punto, realmente no ayudó ...).

Gracias, mañana más pruebas.

Actualización : Así que cambié la gran capacidad de 100nF (C3) a 100p y las de respuesta a 470p. Los valores más grandes no funcionaron (lo que traté de hacer de C3 el único límite de definición de frecuencia, al menos casi). La estabilidad aumentó. Lo que también aumentó la estabilidad fue disminuir la tensión de polarización de la base casi hasta el punto en que el circuito deja de oscilar. Además, la forma de onda se hizo más limpia y sinusal. Esto era de esperar, ya que solo proporcionamos la menor amplificación posible para mantener la oscilación.

El circuito oscila ahora a 655 kHz y solo cambia lentamente en la región inferior a 10 Hz. Mi objetivo es conseguir un oscilador, que debería ser estable en el corto tiempo y no oscilar violentamente alrededor de su frecuencia central (por así decirlo, la frecuencia a la que se altera la frecuencia debería ser baja ...). Solo me quedan 200 mVpp en el emisor, pero creo que se puede cargar un poco con una etapa de emisor común que amplifica la señal. Entonces, en lugar de un seguidor de emisor, habrá un amplificador de emisor común.

Sorprendentemente (para mí ...) una bobina mejor con menos resistencia no tuvo ningún efecto sobre la estabilidad. ¿Por qué?

Si estás interesado, publicaré algunas imágenes y capturas de pantalla del alcance. Házmelo saber.

    
pregunta jjstcool

2 respuestas

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Si modifica su diagrama para parecerse a esto, debería funcionar:

En su diagrama, en lugar de un divisor de voltaje y un capacitor, solo tiene una resistencia única. Esto no funcionará porque la salida del oscilador Colpitts cae por debajo de 0.6 voltios, y un transistor NPN no detectará nada inferior a ~ 0.6V.

En el diagrama, puedes ver que he acoplado la salida del oscilador con C2 a un divisor de voltaje, con R1 y R2. El divisor de voltaje agrega una compensación de CC de 9 V a la base de Q2. De esta manera, el voltaje en la base ahora varía de 3V a 15 voltios en lugar de -6V a 6V. Como la señal siempre está por encima de 0,6 V, Q2 la pasa.

La salida usa C1 para desacoplar la CC de la onda sinusoidal, dejándote con tu onda sinusoidal de amplitud de 6 V original, solo con la corriente amplificada.

Si lo desea, puede cambiar los valores de algunos de los componentes, pero C2 debería ser de manera óptima alrededor de 1 / (2 * pi * 500KHz * R2), y C1 alrededor de 1 / (2 * pi * 500KHz * R3) .

    
respondido por el Kevin Brant
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¿Cuál es la carga en la salida?

Eso afectará el valor si R2 - tiene que ser lo suficientemente bajo para impulsar la salida en el borde negativo.

Como lo menciona Kevin, necesita obtener las condiciones de polarización correctas para el transistor de búfer.

En lugar de alimentarlo desde el colector del oscilador, puede conectarlo al emisor, que es un punto de impedancia inferior. Podría ir aún más lejos y dividir c3 en 2 condensadores para reducir aún más la impedancia: cuanto más bajo, mejor a expensas de la oscilación del voltaje de salida. Por ejemplo, reemplace C3 con dos tapas de 200pF en serie con la unión que alimenta el búfer. Algo así como este circuito.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Para mejorar la estabilidad del oscilador, lo primero es darle una buena fuente de alimentación. Utilice una gran cantidad de desacoplamiento y sepárelo de otros circuitos probablemente con su propio regulador.

Otra mejora del oscilador de Colpitt es el oscilador de Clapp, que tiene un condensador adicional en serie con el inductor para hacer este aislamiento. Esto aísla el transistor del circuito resonante y evita que las variaciones de parámetros en el transistor afecten la frecuencia de oscilación.

(Los valores de los componentes en este esquema son solo un ejemplo; no los he calculado para satisfacer sus necesidades).

simular este circuito

Debería investigar los osciladores utilizados en las radios de radioaficionados, a menudo denominados VFO. Hay una serie de técnicas de circuito utilizadas para proporcionar una buena estabilidad.

Aquí hay un enlace a una descripción; Clapp Oscillator

    
respondido por el Kevin White

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