TEMA: Oscilador Colpitts

OBJETIVO GENERAL

Reconocer el funcionamiento de un Oscilador Colpitts

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar los distintos dispositivos que compone un oscilador Colpitts Comprobar el funcionamiento del relé de estado sólido mediante su

implementación

MARCO TEÓRICO

OSCILADOR COLPITTS

El oscilador Colpitts se caracteriza por utilizar un circuito LC en el que aparecen dos condensadores y una bobina.

La frecuencia de oscilación es:

El oscilador Colpitts se puede realizar con un amplificador inversor o con amplificador no inversor. En cualquier caso, la ganancia del lazo cerrado debe ser G=1.

Veamos un Colpitts con amplificador inversor.

Figura de un oscilador Colpitts genérico con amplificador inversor.

Utilizando un amplificador inversor, la realimentación viene dada por la relación de reactancias entre la entrada al amplificador y la salida:

El signo – indica un desfase de 180o.

Veamos un Colpitts con amplificador no inversor:

Figura de un oscilador Colpitts genérico con amplificador no inversor.

Utilizando un amplificador no inversor, la realimentación viene dada por la relación de reactancias entre la entrada al amplificador y la salida:

A continuación se muestra un oscilador Colpitts usando un amplificador no inversor (BJT base común). Intenta identificar cada elemento contrastando este circuito con el genérico.

Figura de un oscilador Colpitts.

La frecuencia de oscilación es:

 

 

fig 01. Oscilador Colpitts 

Con los dos capacitores en serie, los cuales actuarán como un solo capacitor en lo que se refiere al Cto. resonante LC, la derivación central (la conexión entre los dos capacitores) proporciona una rama de realimentación para el emisor del transistor.  Si los dos capacitores son de igual valor, la capacitancia efectiva total dentro del Cto. LC (determinante de la frecuencia de oscilación) será igual a la mitad del valor de cada capacitor por separado. Si fuesen desiguales, la capacitancia total se puede calcular usando la fórmula aplicable a capacitores en paralelo, es decir:

1 = 1 + 1CT   C1  C2

En los trabajos prácticos los dos capacitores habitualmente son de valores diferentes, porque la intensidad de la señal de retroalimentación depende de la relación entre

estas dos capacitancias. Al cambiar ambos capacitores en una forma inversa, el nivel de retroalimentación se puede modificar, en tanto que la frecuencia resonante permanecerá constante. Esto es, cuando C1 se incremente, C2 disminuirá en una cantidad equivalente, o viceversa.  Esto pone de relieve uno de los principales problemas del oscilador Colpitts. Cuando se cambie la frecuencia, no deseamos variación en la señal de retroalimentación o que el nivel de la señal de salida no sea constante, y que en consecuencia, las oscilaciones puedan no ser sostenidas. Esto significa que tenemos que cambiar ambas capacitancias simultáneamente.  Naturalmente, podriamos pensar en hacer ajustable la bobina en vez de los capacitores, pero esto sería poco práctico para la mayoría de las aplicaciones. Hablando en general, es preferible usar un capacitor variable que una bobina ajustable.  Una solución común a este problema con el oscilador Colpitts se ilustra en la fig.02. En este método, se mantiene constante la relación C1/C2, mientras que la frecuencia resonante es ajustada rápidamente.

 

Fig. 02.  Cto. tanque de frecuencia variable para un Oscilador Colpitts.

 

La capacitancia efectiva total en el circuito tanque se determina por la siguiente fórmula:

CT = C3 +   ____1____                      _1_  +  _1_                       C1        C2

  El oscilador Colpitts es un circuito muy popular, porque ofrece muy buena estabilidad de frecuencia a un costo razonable. Existen variantes del mismo.  Una variante común del oscilador Colpitts es el oscilador Ultra-Audión, el cual es muy propio para aplicaciones VHF (very high frecuency: muy alta frecuencia). Otra variante del Oscilador Colpitts, es el oscilador Clapp.  En la fig.03. se muestra un oscilador Colpitts Práctico que se puede utilizar como la fuente de frecuencia variable CA en los experimentos. La lista de partes se da más abajo.

 

Fig. 02.  Oscilador Colpitts Práctico.

 

C1                    capacitor  variable de 365 pF.C2, C3,C4        capacitor de 0.1 uF (experimente con otros valores).RFC                  reactor de radiofrecuencia.L1                     bobina de 0.1 uF.Q1                    casi cualquier transistor NPN (2N3904, 2N2222, etc...).R1, R2              en el experimento debe ser menos de 1000 ohms.

http://www.reocities.com/Paris/villa/4896/capit4/colpitts.htm

DISEÑO

CONCLUCIONES

El oscilador Colpitts es muy similar al oscilador Hartley, excepto en que es un dispositivo de capacitancia dividida en vez de inductancia dividida.

El oscilador Colpitts es un circuito muy popular, porque ofrece muy buena estabilidad de frecuencia a un costo razonable

BIBLIOGRAFÍA

http://www.unicrom.com/Tut_osc_colpits.asp http://www.monografias.com/trabajos90/tipos-osciladores/tipos-

osciladores.shtml