Bộ tạo dao động Clapp được phát triển bởi David E. Clapp vào những năm 1920 và ngày nay được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và phi thương mại. Trong tất cả các ứng dụng phi thương mại liên quan đến tín hiệu vô tuyến, máy tính và thí nghiệm khoa học – lý do sử dụng bộ tạo dao động này là để cung cấp tín hiệu ổn định và được kiểm soát tốt, có thể được sử dụng để giám sát và điều khiển mọi thứ từ động cơ nhỏ đến thiết bị công nghiệp lớn. Công nghệ đằng sau bộ tạo dao động này vẫn không thay đổi kể từ khi thành lập nhưng qua nhiều năm, một số thay đổi nhỏ đã được thực hiện dẫn đến hiệu suất được cải thiện. Hãy thảo luận thêm về một Bộ tạo dao động vỗ tay - làm việc với các ứng dụng.
Bộ tạo dao động Clapp là gì?
Bộ tạo dao động Clapp là một bộ dao động LC sử dụng một cuộn cảm & ba tụ điện để thiết lập tần số của bộ dao động. Nó là một mạch đơn giản, hiệu quả và hiệu quả để tạo ra tín hiệu đầu ra định kỳ. Mạch dựa trên nguyên tắc phản hồi và đây là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất được các kỹ sư sử dụng để tạo ra các đầu ra định kỳ. Nó còn được gọi là bộ dao động Gouriet. Bộ tạo dao động này là phiên bản nâng cao của bộ tạo dao động Colpitts được thiết kế bằng cách thêm một tụ điện phụ vào Bộ tạo dao động Colpitts .
Việc bổ sung thêm tụ điện cung cấp đầu ra ổn định hơn khi so sánh với Bộ tạo dao động Colpitts. Mạng dịch pha của bộ tạo dao động Colpitts bao gồm một cuộn cảm & hai tụ điện trong khi bộ tạo dao động Clapp bao gồm một cuộn cảm & ba tụ điện. Trong bộ tạo dao động Colpitts, hệ số phản hồi sẽ bị ảnh hưởng do sự khác biệt về điện dung của hai tụ điện như C1 và C2. Vì vậy, nó ảnh hưởng đến đầu ra của mạch dao động. Vì vậy, bộ tạo dao động Clapp được sử dụng ưu tiên hơn so với bộ tạo dao động Colpitts.
Sơ đồ khối
Các sơ đồ khối của bộ tạo dao động Clapp được hiển thị bên dưới. Từ sơ đồ này, có thể thấy rất rõ ràng rằng bộ tạo dao động vỗ tay bao gồm bộ khuếch đại một tầng & mạng dịch pha trong khi bộ khuếch đại một tầng bao gồm mạng phân áp.
Nguyên tắc làm việc của bộ tạo dao động Clapp là; bộ tạo dao động này sử dụng mạch khuếch đại để cung cấp tín hiệu khuếch đại cho mạng dịch pha để nó tạo phản hồi tái tạo cho mạch khuếch đại. Do đó, các dao động duy trì được tạo ra có thể được sử dụng để cấp nguồn cho bộ khuếch đại hoặc mạch điện khác. Tín hiệu đầu ra sẽ thay đổi từ hoàn toàn dương sang hoàn toàn âm với chu kỳ bằng một nửa tần số của tín hiệu đầu vào. Tần số của tín hiệu đầu ra này có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các tụ điện C1 và C2 nối tiếp giữa đất và v+.
Sơ đồ mạch dao động Clapp
Sơ đồ mạch dao động Clapp được hiển thị bên dưới. Bóng bán dẫn được sử dụng trong mạch này được cung cấp bởi nguồn điện Vcc. Nguồn điện được cung cấp cho cực thu của bóng bán dẫn thông qua cuộn RFC. Ở đây, cuộn dây RFC chặn thành phần AC có sẵn trong nguồn điện và chỉ cung cấp nguồn DC cho mạch bóng bán dẫn.
Mạch bán dẫn cung cấp năng lượng cho mạng dịch pha thông qua tụ tách rời CC2 (CC2) sao cho thành phần AC của nguồn chỉ được cung cấp cho mạng dịch pha. Trong mạng dịch pha, nếu bất kỳ thành phần DC nào được đưa vào thì nó sẽ dẫn đến việc giảm hệ số Q của cuộn dây.
Cực phát của bóng bán dẫn được kết nối thông qua một điện trở RE giúp tăng cường độ mạnh của mạch phân áp. Ở đây, tụ điện được kết nối song song với điện trở bộ phát để tránh dòng điện xoay chiều trong mạch.
Công suất khuếch đại được tạo ra bởi bộ khuếch đại sẽ xuất hiện trên tụ điện C1 và phản hồi tái tạo được truyền tới mạch bóng bán dẫn sẽ xuyên qua tụ điện C2. Ở đây, người ta cũng quan sát thấy rằng điện áp trên hai tụ điện như C1 & C2 sẽ ngược pha vì các tụ điện này được nối đất trên khắp các cực chung.
Điện áp trên tụ C1 sẽ cùng pha với điện áp do mạch khuếch đại tạo ra và điện áp trên tụ C2 ngược pha với điện áp trên mạch khuếch đại. Vì vậy, điện áp ngược pha có thể được cung cấp cho mạch khuếch đại vì mạch này cung cấp dịch pha 180 độ.
Do đó, tín hiệu phản hồi đã lệch pha 180 độ đã được đưa qua mạch khuếch đại. Sau đó, tổng độ lệch pha sẽ là 360 độ, đây là điều kiện cần thiết để mạch dao động tạo ra dao động.
Tần số dao động vỗ tay
Tần số bộ tạo dao động Clapp có thể được tính bằng cách sử dụng điện dung ròng của mạng dịch pha. Hoạt động của mạch tạo dao động Clapp tương tự như mạch tạo dao động Colpitts. Tần số dao động vỗ tay được cho bởi mối quan hệ sau.
fo = 1/2π√LC
Ở đâu,
C = 1/1/C1 + 1/C2+1/C3
Nói chung, giá trị C3 rất nhỏ so với cả C1 & C2. Do đó, 'C' gần tương đương với 'C3'. Vậy tần số dao động là;
fo = 1/2π√LC3
Từ các phương trình trên, rất rõ ràng rằng tần số của bộ tạo dao động Clapp chủ yếu phụ thuộc vào điện dung 'C3'. Vì vậy, điều này chủ yếu xảy ra do các giá trị điện dung C1 & C2 trong bộ tạo dao động Clapp được giữ cố định trong khi các giá trị cuộn cảm & tụ điện thay đổi để tạo ra tần số kết quả.
Ở đây cần lưu ý rằng giá trị điện dung C3 phải nhỏ hơn so với giá trị điện dung C1 & C2 vì nếu giá trị điện dung C3 càng nhỏ thì kích thước tụ điện sẽ càng nhỏ. Vì vậy, điều này dẫn đến việc sử dụng cuộn cảm kích thước lớn. Vì vậy, điện dung đi lạc trong mạch sẽ không đáng kể vì C3.
Tuy nhiên, người ta phải cực kỳ thận trọng khi chọn tụ điện C3. Bởi vì, nếu chọn một tụ điện cực nhỏ, thì mạng dịch pha có thể không có đủ điện kháng cảm ứng để tạo ra các dao động duy trì. Vì vậy, nó phải nhỏ hơn so với điện dung C1 & C2. Vì vậy, nó phải đủ để có một phản ứng vừa phải để cung cấp dao động.
Thuận lợi
Ưu điểm của bộ tạo dao động vỗ tay bao gồm những điều sau đây.
- So với các loại bộ tạo dao động khác, bộ tạo dao động Clapp có độ ổn định tần số cao. Ngoài ra, hiệu ứng tham số bóng bán dẫn trong bộ tạo dao động này là cực kỳ ít. Vì vậy, vấn đề điện dung đi lạc không nghiêm trọng trong bộ tạo dao động Clapp.
- Độ ổn định tần số có thể được tăng cường trong bộ tạo dao động này bằng cách đặt mạch dao động trong một vùng nhiệt độ ổn định.
- Những bộ tạo dao động này cực kỳ được ưa chuộng do độ tin cậy của chúng.
Các ứng dụng
Các các ứng dụng của bộ tạo dao động vỗ tay bao gồm những điều sau đây.
- Bộ tạo dao động vỗ tay được sử dụng trong các chương trình ở bất kỳ nơi nào các tần số khác nhau được đặt thành khác nhau giống như điều chỉnh tần số trong các mạch điều chỉnh máy thu.
- Nó được sử dụng chủ yếu cho các gói có dao động liên tục và không bị cản trở thuận lợi cho hoạt động.
- Loại bộ tạo dao động này được sử dụng trong các điều kiện mà nó được cho là thường xuyên chống lại nhiệt độ thấp và cao.
Như vậy, đây là tổng quan về bộ tạo dao động Clapp - làm việc với các ứng dụng. Các bộ tạo dao động này chủ yếu được sử dụng như bộ tạo dao động tần số trong các mạch điều chỉnh máy thu. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, bộ tạo dao động Colpitts là gì?
