Генератор Колпитца

Генератор Колпитца

Чтобы описать генератор Колпитца или генератор Хартли, зачастую используется одна и та же схема (рис. 8.16), где Z₁, Z₂ и Z₃ представляют собой полные сопротивления. Условие установления колебаний при этом задается уравнением

Z₁ + Z₂ + Z₃ = 0.

Рис. 8.16. Базовая схема для резонансных генераторов

В качестве полных сопротивлений обычно принимаются чисто реактивные сопротивления Х₁ и Х₂ одного типа и реактивное сопротивление Х₃ противоположного типа. В генераторе Колпитца сопротивления Х₁ и Х₂ емкостного характера, а Х₃ — индуктивного. Установим значения емкостей С₁=С₂=0,005 мкФ и значение индуктивности L=5 мГн.

Частота колебаний может быть найдена из уравнения

которое дает f₀=33.38 кГц. Схема для этого случая показана ранее на рис. 8.4. Параметры других компонентов: R=1 кОм, R₁=10 кОм и R₂=20 кОм.

Схема, имеющая разрыв для включения измерительной цепи, показана на рис. 8.17. Входной файл при этом приобретает вид:

Colpitts Oscillator

.subckt colpitts i i

x 2 1a 3 iop

vi 1a 0 0V

r1 i 2 10k

r2 2 3 20k

r 3 4 1k

c1 i 0 0.005uF

c2 4 0 0.05uF

L i 4 5mH

.ends

.subckt iop m p vo

rin m p 1E6

e vo 0 p m E5

.ends

X TVi TVo colpitts

V TVo TVi а.с 1

EVi Vi 0 0 TVi 1

R1 Vi 0 1E6

EVo Vo 0 TVo 0 1

R2 Vo 0 1E6

.ac DEC 1000 1kHz 100kHz

.PROBE

.END

Рис. 8.17. Измерительная цепь для генератора Колпитца

Выполните анализ и получите график, подобный показанному на рис. 8.18. Обратите внимание, что имеется точка резонанса при частоте f=33,3 кГц, которая близка к предсказанной частоте колебаний. Получите график фазового сдвига между входным и выходным напряжениями и проверьте, что сдвиг фазы достигает -180° при f=33,4 кГц.

Рис. 8.18. ЛАЧХ для схемы на рис. 8.17