Colpitts振蕩器設計使用兩個與并聯電感串聯的中心抽頭電容來形成其諧振回路產生正弦振蕩

在許多方面，Colpitts振蕩器正好與我們在上一個教程中看過Hartley Oscillator。就像Hartley振蕩器一樣，調諧振蕩電路由一個LC諧振子電路組成，該諧振子電路連接在集電極和單級晶體管放大器的基極之間，產生正弦輸出波形。

<的基本配置b> Colpitts Oscillator 類似于 Hartley振蕩器，但這次的不同之處在于，現在在“電容分壓器”的連接處進行了油箱子電路的中心攻絲。網絡而不是Hartley振蕩器中的抽頭自耦變壓器型電感器。

Colpitts Oscillator
Tank Circuit

Colpitts振蕩器使用電容分壓網絡作為其反饋源。兩個電容 C1 和 C2 放置在單個公共電感上， L ，如圖所示。然后 C1 ， C2 和 L 形成調諧儲能電路，振蕩條件為： X C1 + X C2 = X L ，與Hartley振蕩器電路相同。

此類電容電路的優點配置是在諧振電路中具有較小的自感和互感，振蕩器的頻率穩定性得到改善，設計也更簡單。

與Hartley振蕩器一樣，Colpitts振蕩器使用單級雙極晶體管放大器作為增益元件，產生正弦輸出。考慮下面的電路。

基本Colpitts振蕩器電路

發射器端子晶體管有效地連接到兩個電容器的結點， C1 和 C2 ，它們串聯連接并用作簡單的分壓器。首次施加電源時，電容器 C1 和 C2 充電，然后通過線圈 L 放電。電容兩端的振蕩應用于基極 - 發射極結，并出現在集電極輸出端放大。

電阻， R1 和 R2 提供通常以正常方式穩定晶體管的DC偏置，而附加電容器用作DC阻塞旁路電容器。在集電極電路中使用射頻扼流圈（RFC），以振蕩頻率（?r）提供高電抗（理想情況下為開路），并在DC處提供低電阻以幫助啟動振蕩。

以與Hartley振蕩器電路中類似的方式獲得所需的外部相移，獲得對于持續的無阻尼振蕩所需的正反饋。反饋量由 C1 和 C2 的比率決定。這兩個電容通常被“聯合”在一起以提供恒定量的反饋，因此當一個被調整時，另一個自動跟隨。

Colpitts振蕩器的振蕩頻率由諧振頻率決定。 LC 坦克電路，如下：

其中 C T 是串聯連接的 C1 和 C2 的電容，給出如下：

晶體管放大器的配置是公共發射極放大器，輸出信號為180 o 關于輸入信號的異相。由于兩個電容器串聯連接在一起但與電感線圈并聯，導致電路的整體相移為零或360°，因此實現振蕩的附加180 o 相移要求。 sup> o 。

反饋量取決于 C1 和 C2 的值。我們可以看到 C1 上的電壓與振蕩器輸出電壓 Vout 相同，并且 C2 上的電壓是振蕩器反饋電壓。那么 C1 上的電壓將遠大于 C2 上的電壓。

因此，通過改變電容值， C1 和 C2 我們可以調整返回到儲能電路的反饋電壓量。然而，大量反饋可能導致輸出正弦波失真，而少量反饋可能不允許電路振蕩。

然后Colpitts振蕩器產生的反饋量基于電容比 C1 和 C2 是控制振蕩器激勵的因素。該比率稱為“反饋分數”，簡稱為：

Colpitts振蕩器示例No1

AColpitts Oscillator電路分別連接有兩個24nF和240nF的電容器與10mH的電感并聯。確定電路振蕩的頻率，反饋分數并繪制電路。

Colpitts振蕩器的振蕩頻率如下：

由于colpitts電路由兩個串聯電容組成，因此總電容為：

電感的電感為10mH，然后振蕩頻率為：

因此，Colpitts Oscillator的振蕩頻率 10.8kHz ，反饋分數如下：

Colpitts振蕩器電路

Colpitts Oscillator使用運算放大器

就像之前的 Hartley振蕩器一樣，以及使用雙極結型晶體管（BJT）作為振蕩器有源級，我們也可以使用運算放大器（op-amp）。運算放大器Colpitts振蕩器的操作與晶體管版本的操作完全相同，其操作頻率以相同方式計算。考慮下面的電路。

Colpitts振蕩器運算放大器電路

請注意反相放大器配置， R2 / R1 的比率設置放大器增益。啟動振蕩需要最小增益2.9。電阻 R3 為LC儲能電路提供所需的反饋。

Colpitts振蕩器優于Hartley振蕩器的優勢在于Colpitts振蕩器產生的由于高頻電容器的低阻抗路徑，更加更純凈的正弦波形。同樣由于這些容性電抗特性，基于FET的Colpitts振蕩器可以在非常高的頻率下工作。當然，任何用作放大器件的運算放大器或FET必須能夠在所需的高頻下工作。

Colpitts振蕩器摘要

然后總結一下，Colpitts振蕩器由并聯的 LC 諧振器振蕩電路組成，其反饋通過電容分壓器實現。與大多數振蕩器電路一樣，Colpitts振蕩器有多種形式，最常見的形式類似于上面的晶體管電路。

罐子電路的中心抽頭是在“電容分壓器“網絡將一小部分輸出信號反饋回晶體管的發射極。串聯的兩個電容器產生180° o 相移，其被另一個180 o 反轉以產生所需的正反饋。振蕩頻率是一個更純正的正弦波電壓，由諧振電路的諧振頻率決定。

在下一個關于振蕩器的教程中，我們將看一下使用電阻和電容作為其諧振電容的RC振蕩器。電路產生正弦波形。