Colpitts振荡器是什么

Colpitts振荡器又叫Colbitz振荡器，电容三点振荡器，电容反馈振荡器。科尔皮茨振荡器的特点是有源器件的反馈来自一个分压器，该分压器与电感串联，由两个电容组成。

科尔皮兹振荡器(英文:Colpitts oscillator)，又名科尔皮兹振荡器、电容三点振荡器、电容反馈振荡器，是美国电气工程师埃德温·科尔皮兹(Edwin Colpitts)于1918年发明的LC振荡器。科尔皮茨振荡器的特点是有源器件的反馈来自一个分压器，该分压器由两个电容与一个电感串联而成。

总结

与其他LC振荡器一样，Colpitts电路通过增益器件(如双极结型晶体管、场效应晶体管、运算放大器或true 空晶体管)的输出连接到其输入端，反馈环路包含一个LC并联电路(调谐电路)，作为带通滤波器来固定振荡频率。科尔皮茨振荡器可视为哈特利振荡器的对偶，其中反馈信号来自两个串联线圈(或抽头线圈)组成的“感性”分压器。由L和C1、C2串联组成的并联谐振电路决定了振荡器的频率。C2两端的电压作为反馈施加到晶体管的基极-发射极结，以产生振荡。这里，C1两端的电压提供反馈。振荡频率大约是LC电路的谐振频率(即两个电容器和电感器的串联组合)，

和任何振荡器一样，为了稳定工作，有源元件的放大倍数要略大于电容分压器的衰减。因此，当使用可变电感可变频率振荡器进行调谐时，与调节两个电容器中的一个相比，科尔皮茨振荡器可以获得最佳性能。如果需要可变电容调谐，第三个电容应与电感并联(或与Clapp振荡器一样串联)。

例子

基极电容为寄生电感提供了交流接地路径，寄生电感可能会产生不想要的频率。基极偏置电阻的选择并不简单。当达到临界偏置电流时，开始周期性振荡，并随着偏置电流变化到更高的值，会观察到混沌振荡。

理论

分析振荡器的方法之一是在忽略反馈效应的情况下，计算其中一个输入端对应的输入阻抗。如果计算的输入阻抗为负，可能会发生振荡。下面用这种方法确定振荡条件和振荡频率。

右边是理想模型。该模型使用上一节提到的公共集电极放大器。首先忽略寄生电容或其他非线性元件的影响，然后经过分析后替换这些项进行更精确的计算。虽然似乎忽略了很多东西，但是计算出来的解与实验结果相比还是可以接受的。

忽略电感，输入阻抗可以写成:

以前面的振荡器为例，发射极电流约为1 mA。跨导约为40毫西门子。代入上式，输入阻抗约为:

有趣的是，上述分析也可以描述皮尔斯振子的行为。皮尔斯振荡器，两个电容一个电感，相当于科尔皮茨振荡器。可以通过设置两个电容之间的接地点来证明。使用两个电感器和一个电容器的标准皮尔斯振荡器的电对偶性相当于哈特利振荡器。

振幅

振荡幅度一般很难预测，但可以通过描述函数法精确估计。

对于普通参考振荡器，该方法可应用于简化模型，以预测输出(集电极)的电压幅度:

其间

假设晶体管不饱和，集电极电流在窄脉冲内流动，输出电压为正弦曲线(低失真)。

近似结果也适用于不同有源器件的振荡器，如MOSFET和true 空晶体管。