考畢茲(Colpitts)振盪電路 原理圖

常用公式

1. Colpitts振盪器的振盪頻率計算公式 CT = C1 // C2 並聯值

   上圖(例子電路圖)的振盪頻率就是 10.8KHz

2. 電感感抗計算公式 $X_L=2\pi fL$

3. 電容容抗計算公式

   $X_L=\dfrac{1}{2\pi fC}$

4. Colpitts振盪器,振盪條件 $X_{C1}+X_{C2} = X_L$ 也就是,總容抗要 = (或者接近)感抗

5. 反饋係數 $反饋率 = \dfrac{C_1}{C_2}$

   反饋率=C2​C1​​

設計路線

1. 確定電路工作電壓---- 12V

2. 選擇合適的三極體---- 2N2222(S8050, 9014, 3904)

3. 確定所需要的振盪頻率---- 1.2MHz

4. 確定三級管直流工作點 1).設定集電極—>發射極電流—>得到發射極電阻—>得出射極電壓(1mA --> 10mA 只要在三級管功率範圍內都可以,從功耗和穩定性上選個折中的值就可以) 2).檢視三極體放大倍數,得到相應的基極所需要的工作電流,通過射極電壓+0.7V 和 基極電流 得出基極分壓電阻. 3).選擇合適的集電極負載電感 L2 — 5mH,根據感抗計算公式可以算出,當頻率為 1.2MHz 時感抗為: $X_{}$

   L=2πfL=2∗3.14∗1200000∗0.005=75360=75KΩX_L=2{\pi}fL=2*3.14*1200000*0.005=75360=75K_Ω

5. 選擇合適的電感 L 我這裡選擇身邊有的電感 470uH,根據感抗計算公式得到感抗 XL $X_L = 2{\pi}fL = 2*3.14*1200000*0.00047 = 3541.92 = 3.54K_Ω$ 通過振盪條件公式(容抗 = 感抗)和容抗計算出電容 $C_L=\frac{1}{2\pi }$

   fC=3541C_L = \dfrac{1}{2{\pi}fC} = 3541 $C = \dfrac{1}{2{\pi}fC_L} = 0.000 000 000 0374 = 37.4pF$

6. 計算對應的電容 $C_T = C1//C2 = \dfrac{C1*C2}{C1+C2} = 37.4pF$ 設反饋率為 10% 則可得到 C1 約等於 41pF, C2 約等於 410pF $\dfrac{41*410}{41+410}=37.27pF$ 約等於計算出的感抗 37.41pF

7. 微調 因為元器件差異,可能與實際計算有出入,但差異不是很大,可以通過調節 C1,C2 微調至需要的工作頻率,C3,C4 是耦合電容(也可以說是隔直電容)

模擬動圖 顯示頻率為 1.11MHz, 差異很小 模擬檔案下載 Multisim 14.0 模擬檔案