نوسان‌ساز کولپیتس

نوسان‌ساز کولپیتس، در سال ۱۹۱۸ توسط مهندس آمریکایی اختراع ادوین اچ کولپیتس،^[۱] یکی از تعدادی از طرح‌های است نوسان‌سازهای LC، اسیلاتورهای الکترونیکی که با استفاده از ترکیبی از سلف (L) و خازن (C) برای تولید نوسان در یک فرکانس خاص از ویژگی‌های بارز نوسان‌ساز کولپیتس است که بازخوردی برای قطعات فعال است که از یک مقسم ولتاژ ساخته شده از دو خازن سری دوسر سلف گرفته‌شده‌است.^[۲]^[۳]^[۴]^[۵]

بررسی اجمالی

فرکانس نوسان تقریباً فرکانس تشدید مدار LC است که ترکیبی سری دو خازن به‌طور موازی با سلف است:

f_{0}={\frac {1}{2\pi {\sqrt {L{\frac {C_{1}C_{2}}{C_{1}+C_{2}}}}}}}.

فرکانس واقعی نوسان به دلیل خازن‌های پیوند و بارگذاری مقاومت ترانزیستور کمی پایین‌تر خواهد بود.

مثال عملی

تئوری

تجزیه و تحلیل پیچیده‌تر از نوسان‌ساز بیس مشترک نشان می‌دهد که بهره ولتاژ تقویت‌کننده فرکانس پایین برای رسیدن به نوسان باید حداقل ۴ باشد.^[۶] بهره فرکانس پایین توسط

A_{v}=g_{m}R_{p}\geq 4.

دامنه نوسان

برای نوسان‌ساز بیس مشترک در شکل ۱، این روش که برای یک مدل ساده اعمال می‌شود دامنه ولتاژ خروجی (کلکتور) را با توجه به^[۷] پیش‌بینی می‌کند

V_{C}=2I_{C}R_{L}{\frac {C_{2}}{C_{1}+C_{2}}},

این نتیجه تقریبی همچنین برای نوسان‌سازهایی که از قطعات مختلف فعال مانند ماسفت و لامپ خلأ استفاده می‌کنند، به کار می‌رود.

منابع

↑ US 1624537, Colpitts, Edwin H., "Oscillation generator", published 1 February 1918, issued 12 April 1927
↑ Gottlieb, Irving Gottlieb (1997). Practical Oscillator Handbook. US: Elsevier. p. 151. ISBN 0-7506-3102-3.
↑ Carr, Joe (2002). RF Components and Circuits. US: Newnes. p. 127. ISBN 0-7506-4844-9.
↑ Basak, A. (1991). Analogue Electronic Circuits and Systems. UK: Cambridge University Press. p. 153. ISBN 0-521-36046-3.
↑ Rohde, Ulrich L.; Matthias Rudolph (2012). RF / Microwave Circuit Design for Wireless Applications, 2nd Ed. John Wiley & Sons. pp. 745–746. ISBN 978-1-118-43140-5.
↑ Razavi, B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill. 2001.
↑ Chris Toumazou, George S. Moschytz, Barrie Gilbert. Trade-Offs in Analog Circuit Design: The Designer's Companion, Part 1.

برای مطالعهٔ بیشتر

Lee, T. (December 2003). The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83539-8.
Rohde, Ulrich L.; Poddar, Ajay K.; Böck, Georg (May 2005). The Design of Modern Microwave Oscillators for Wireless Applications. New York, NY: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-72342-8..
Vendelin, George; Pavio, Anthony M.; Rohde, Ulrich L. (May 2005). Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques. New York, NY: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-41479-4..
Rohde, Ulrich L.; Apte, Anisha M. (August 2016). "Everything You Always Wanted to Know About Colpitts Oscillators". IEEE Microwave Magazine. 17 (6): 59–76. doi:10.1109/MMM.2016.2561498.
Apte, Anisha M.; Poddar, Ajay K.; Rohde, Ulrich L.; Rubiola, Enrico (2016). Colpitts oscillator: A new criterion of energy saving for high performance signal sources. IEEE International Frequency Control Symposium. doi:10.1109/FCS.2016.7546729.

[1] US 1624537, Colpitts, Edwin H., "Oscillation generator", published 1 February 1918, issued 12 April 1927

[Gottlieb-2] Gottlieb, Irving Gottlieb (1997). Practical Oscillator Handbook. US: Elsevier. p. 151. ISBN 0-7506-3102-3.

[Carr-3] Carr, Joe (2002). RF Components and Circuits. US: Newnes. p. 127. ISBN 0-7506-4844-9.

[Basak-4] Basak, A. (1991). Analogue Electronic Circuits and Systems. UK: Cambridge University Press. p. 153. ISBN 0-521-36046-3.

[Rohde-5] Rohde, Ulrich L.; Matthias Rudolph (2012). RF / Microwave Circuit Design for Wireless Applications, 2nd Ed. John Wiley & Sons. pp. 745–746. ISBN 978-1-118-43140-5.

[6] Razavi, B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill. 2001.

[7] Chris Toumazou, George S. Moschytz, Barrie Gilbert. Trade-Offs in Analog Circuit Design: The Designer's Companion, Part 1.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]