Armstrongův oscilátor, Colpitts, Clapp, Hartley a krystalem řízené oscilátory jsou několik typů rezonančních LC zpětnovazebních oscilátorů (LC elektronický oscilátor). Armstrongův oscilátor (také známý jako Meissnerův oscilátor) je ve skutečnosti LC zpětnovazební oscilátor, který ve své zpětnovazební síti používá kondenzátory a induktory. Obvod oscilátoru Armstrong může být sestaven z tranzistoru, operačního zesilovače, elektronky nebo jiných aktivních (zesilovacích) zařízení. Obecně se oscilátory skládají ze tří základních částí:
- Zesilovač Obvykle to bude napěťový zesilovač a může být předpjatý třída A, B nebo C.
- Síť formující vlny Skládá se z pasivních součástí, jako jsou filtrační obvody, které jsou zodpovědné za tvarování vln a frekvenci vytvářených vln.
- POZITIVNÍ cesta zpětné vazby Část výstupního signálu je přiváděna zpět na vstup zesilovače takovým způsobem, že je zpětnovazební signál regenerován a znovu zesílen. Tento signál se znovu přivádí zpět, aby se udržel konstantní výstupní signál bez potřeby externího vstupního signálu.
Níže jsou uvedeny dvě podmínky pro oscilaci. Každý oscilátor musí splňovat tyto podmínky, aby mohl správně kmitat.
- Oscilace by měly probíhat na jedné konkrétní frekvenci. Frekvence oscilace f je určena obvodem nádrže (L a C) a je přibližně dána
Frekvence oscilace
- Amplituda oscilací by měla být konstantní.
Armstrongův oscilátorový obvod a jeho fungování
Oscilátor Armstrong se používá k produkci výstupu sinusových vln s konstantní amplitudou a poměrně konstantní frekvencí v daném vysokofrekvenčním rozsahu. Obvykle se používá jako lokální oscilátor v přijímačích, lze jej použít jako zdroj v generátorech signálu a jako vysokofrekvenční oscilátor ve středofrekvenčním a vysokofrekvenčním rozsahu.
Identifikační charakteristiky oscilátoru Armstrong
- Využívá LC laděný obvod stanovit frekvenci kmitání.
- Zpětné vazby je dosaženo vzájemnou indukční vazbou mezi cívkou tickler a LC laděným obvodem.
- Jeho frekvence je poměrně stabilní a výstupní amplituda je relativně konstantní.
Armstrongův oscilátorový obvod a jeho fungování
Výše uvedený obrázek ukazuje typický Armstrongův obvod využívající NPN BJT tranzistor. Induktor L2 se nazývá Tricklerova cívka, což poskytne zpětnou vazbu (regeneraci) ke vstupu BJT individuálním spojením s L1. Některé ze signálů ve výstupním obvodu jsou indukčně spojeny se vstupním obvodem pomocí L2. Základní obvod tranzistoru obsahuje paralelně laděný obvod nádrže s L1 a C1. Tento obvod nádrže určuje kmitočet kmitání obvodu oscilátoru.
Zde C1 je proměnný kondenzátor pro změnu frekvence oscilace. Rezistor Rb poskytuje foe = r správné množství zkresleného proudu. Stejnosměrný zkreslený proud proudí ze země do emitoru přes Re, ze základny, přes Rb a poté zpět na kladný. Hodnota Rb a Re určuje míru zkreslení proudu (obvykle Rb> Re). Rezistor Re poskytuje stabilizaci emitoru, aby se zabránilo tepelnému úniku, a kondenzátor CE je obtokový kondenzátor emitoru.
Armstrongův oscilátorový obvod a jeho fungování
Z výše uvedeného obvodu - obr. (A) je množství stejnosměrného předpjatého proudu určeno hodnotou odporu Rb. Kondenzátor C v sérii se základnou (B) je DC blokovací kondenzátor. Tím se zablokuje stejnosměrný zkreslený proud protékající do L1, ale umožňuje to, aby signál přicházející z L1-C1 procházel do základny. Obrázek (b) ukazuje stejnosměrný výstupní proud emitor-kolektor.
Zde je tranzistor ve svém obvodu emitorové základny předpjatý. Poté ním protéká proud emitor-kolektor. Takže z výše uvedených obvodů obr. (A & b) dochází k signálnímu proudu, když obvod osciluje. Pokud by tedy oscilace byly zastaveny, to znamená otevřením cívky tickleru, pak bychom měli pouze právě popsané stejnosměrné proudy.
Výše uvedený obrázek (b) ukazuje stejnosměrný výstupní proud emitor-kolektor. Zde je tranzistor ve svém obvodu emitorové základny předpjatý. Poté ním protéká proud emitor-kolektor. Takže z výše uvedených obvodů obr. (A & b) dochází k signálnímu proudu, když obvod osciluje. Pokud by tedy oscilace byly zastaveny, to znamená otevřením cívky tickleru, pak bychom měli pouze právě popsané stejnosměrné proudy.
Armstrongův oscilátorový obvod a jeho fungování
Výše uvedené schéma ukazuje, kde by signály proudily v tomto oscilátoru. Předpokládejme, že oscilátor má produkovat sinusovou vlnu na 1MHz. Bude to sinusová vlna měnící DC, nikoli AC. Protože většina aktivních zařízení nefunguje na AC. Když je oscilátor Armstrong zapnutý, L1 a C1 začnou produkovat oscilace na 1MHz. Tato oscilace by normálně klesala kvůli ztrátám v okruhu nádrže (L1 a C1). Oscilační napětí mezi L1 a C1 je navrstveno na horní část stejnosměrného předpjatého proudu v základním obvodu. Takže v základním obvodu proudí signální proud 1MHz, jak je znázorněno výše (v zelené linii).
Zde je proud přes odpor Re zanedbatelný (kapacitní odpor CE při 1MHz by byl 1/10 hodnoty RE). Nyní tento 1MHz signál v základním obvodu způsobí 1MHz signál v kolektorovém obvodu (aqua blue). Kondenzátor přes baterii obchází signál kolem napájení. Zesílený signál proudí v cívce tickleru. Cívka tickleru (L2) je indukčně spojena s L1 a L3 současně. Takže můžeme vzít zesílený výstupní signál z L3.
Výhody a nevýhody
- Hlavní výhodou je, že konstrukce trubicových oscilátorů typu Armstrong pomocí ladicího kondenzátoru, kde je jedna strana uzemněna. Produkuje stabilní frekvenci a stabilně zesílenou výstupní křivku.
- Hlavní nevýhodou tohoto obvodu je, že výsledné elektromagnetické vibrace mohou obsahovat rušivé harmonické velmi světlé, což je ve většině případů nežádoucí.
Aplikace Armstrongova oscilátoru
- Používá se ke generování sinusových výstupních signálů s velmi vysokou frekvencí.
- Obvykle se používá jako lokální oscilátor v přijímačích.
- Používá se v rádiová a mobilní komunikace.
- Používá se jako zdroj v generátorech signálu a jako vysokofrekvenční oscilátor ve středofrekvenčním rozsahu.
Jedná se tedy o oscilátory An Armstrong a jejich aplikace. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Jakékoli pochybnosti týkající se tohoto konceptu nebo implementace projektů v oblasti elektrotechniky a elektroniky, prosím, uveďte své cenné návrhy komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka pro vás, Jaké jsou podmínky pro oscilaci?
