ה מעגל חשמלי המפיק אות אלקטרוני מתנדנד מעת לעת כגון גל סינוס, גל מרובע או כל גל אחר מכונה מתנד אלקטרוני. ניתן לסווג מתנדים לסוגים שונים על פי תדירות הפלט שלהם. ניתן לכנות מתנדים אלקטרוניים כ- מתנדים מבוקרי מתח שכן ניתן לשלוט על תדירות התנודות שלהם על ידי מתח הכניסה שלהם. בראש ובראשונה מתנדים מבוקרי מתח אלקטרוניים יכולים להיחשב כשני סוגים: מתנד לינארי ומתנד לא לינארי.

מתנד אלקטרוני

מתנדים לא לינאריים משמשים לייצור צורות גל פלט לא סינוסי. מתנדים ליניאריים משמשים לייצור צורות גל תפוקה סינוסואליות ומסווגים עוד לסוגים רבים, כגון מתנד הזנה חוזרת, מתנד התנגדות שלילי, מתנד קולפיטס, מתנד הרטלי, מתנד ארמסטרונג, מתנד העברת פאזה, מתנד קלאפ, מתנד קו עיכוב, מתנד פירס, מתנד גשר וינה, מתנד רובינסון וכן הלאה. במאמר מסוים זה, אנו דנים באחד מסוגי המעגלים הרבים המתנדים, כלומר מתנד קולפיטס.

מתנד קולפיטס

מתנד הוא מגבר עם משוב חיובי והוא ממיר אות כניסה DC לצורת גל פלט AC בוודאות כונן בתדרים משתנים וצורה מסוימת של צורת גל הפלט (כמו גל סינוס או גל מרובע וכו ') באמצעות משוב חיובי במקום אות קלט. מתנדים המשתמשים במשרן L ובקבל C במעגל שלהם נקראים מתנד LC שהוא סוג של מתנד לינארי.

מתנד קולפיטס

ניתן לתכנן מתנדים LC בשיטות שונות. מתנדים LC ידועים הם מתנד הרטלי ומתנד קולפיט. בין שני אלה, התכנון הנפוץ הוא מתנד קולפיטס שתוכנן על ידי המהנדס האמריקאי אדווין ה 'קולפיטץ ושמו נקרא בשנת 1918.

תורת המתנדים של קולפיטס

הוא מורכב ממעגל טנקים שהוא מעגל משנה תהודה LC העשוי משני קבלים מסדרה המחוברים במקביל למשרן ותדירות התנודות יכולה להיקבע על ידי שימוש בערכי הקבלים והמשרן של מעגל הטנק.

מתנד זה כמעט דומה למתנד הרטלי בכל ההיבטים ולכן הוא נקרא ככפול חשמלי של מתנד הרטלי והוא מיועד לייצור תנודות סינוסואליות בתדר גבוה עם תדרי הרדיו הנעות בדרך כלל בין 10 קילוהרץ ל -300 מגה-הרץ. ההבדל העיקרי בין שני מתנדים אלה הוא בכך שהוא משתמש בקיבול טפח, ואילו מתנד הרטלי משתמש בהשראות טפח.

מעגל המתנד של קולפיטס

כל מעגל מתנד אחר שמייצר צורות גל סינוסואליות משתמש במעגל התהודה LC למעט כמה מעגלים אלקטרוניים כגון מתנדים RC, מתנד ווין-רובינסון וכמה מתנדים גבישים שאינם דורשים אינדוקציות נוספות למטרה זו.

תרשים מעגל של מתנד קולפיטס

ניתן לממש אותו באמצעות מכשיר רווח כגון טרנזיסטור צומת דו קוטבי (BJT) , מגבר תפעולי ו טרנזיסטור אפקט שדה (FET) כמו דומים גם במתנדים אחרים של LC. הקבלים C1 & C2 יוצרים מחלק פוטנציאלי וקיבול זה טפח במעגל הטנק יכול לשמש כמקור למשוב וניתן להשתמש בהגדרה זו כדי לספק יציבות תדרים טובה יותר בהשוואה למתנד הרטלי שבו משמש השראות טפח לצורך הגדרת משוב.

הנגד במעגל הנ'ל מספק ייצוב למעגל כנגד שינויים בטמפרטורה. הקבל Ce המחובר במעגל המקביל ל- Re, מספק נתיב תגובתי נמוך לאות ה- AC המוגבר הפועל כ קבלים עוקפים . ה נגדים R1 ו- R2 טופס מחלק מתח למעגל ומספק הטיה לטרנזיסטור. המעגל מורכב מ- מגבר מצויד RC עם טרנזיסטור תצורת פולט נפוץ. הקבל צימוד Coutblocks DC על ידי מתן נתיב AC מהקולט למעגל הטנק.

מתנד קולפיטס עובד

בכל פעם שמפעילים את אספקת החשמל, הקבלים C1 ו- C2 המוצגים במעגל שלעיל מתחילים להיטען ולאחר שהקבלים נטענים לחלוטין, הקבלים מתחילים להתפרק דרך המשרן L1 במעגל הגורם לתנודות הרמוניות דעכות במעגל המיכל.

מעגל טנקים עם קבלים ומשרנים

לפיכך, מתח AC מופק על פני C1 & C2 על ידי הזרם התנודתי במעגל הטנק. בעוד שקבלים אלה מתרוקנים לחלוטין, האנרגיה האלקטרוסטטית המאוחסנת בקבלים מועברת בצורה של שטף מגנטי למשרן וכך המשרן נטען.

באופן דומה, כאשר המשרן מתחיל להתפרק, הקבלים מתחילים להיטען ותהליך זה של טעינת אנרגיה ופריקת קבלים ומשרן ממשיך וגורם ליצירת תנודות וניתן לקבוע את תדירות התנודות הללו באמצעות תדר התהודה של מעגל הטנק המורכב מ משרן וקבלים. מעגל מיכל זה נחשב למאגר האנרגיה או לאגירת אנרגיה. הסיבה לכך היא טעינת אנרגיה ופריקה תכופים של המשרן, הקבלים שחלק מרשת LC היוצרים את מעגל הטנקים.

את התנודות הרציפות הלא-מושפעות ניתן להשיג מקריטריון ברקהאוזן. עבור תנודות מתמשכות, תזוזת הפאזות הכוללת חייבת להיות 3600 או 00. במעגל הנ'ל כששני קבלים C1 ו- C2 מוקלטים ומקורקעים, המתח על פני הקבל C2 (מתח משוב) הוא 1800 כאשר המתח על פני הקבל C1 (מתח יציאה ). הטרנזיסטור הנפלט הנפוץ מייצר מעבר של שלב 1800 בין מתח הכניסה למוצא. לפיכך, מקריטריון ברקהאוזן אנו יכולים לקבל תנודות רציפות לא מושפעות.
תדר התהודה ניתן על ידי

ƒr = 1 / (2П√ (L1 * C))

“מה עושה מגבר דיפרנציאלי ”

איפה ƒr הוא תדר התהודה

C הוא הקיבול המקביל לשילוב סדרות של C1 ו- C2 במעגל הטנק

זה ניתן כ

C = (C1 * C2) / ((C1 + C2))

L1 מייצג את ההשראות העצמיות של הסליל.

יישומים של מתנד קולפיטס

הוא משמש לייצור אותות פלט סינוסי עם תדרים גבוהים מאוד.
מתנד הקולפיטס באמצעות מכשיר SAW יכול לשמש כשונה סוג חיישנים כמו חיישן טמפרטורה . מכיוון שהמכשיר המשמש במעגל זה רגיש מאוד להפרעות, הוא חש ישירות מפני השטח שלו.
זה משמש לעתים קרובות עבור יישומים שבהם מגוון רחב מאוד של תדרים מעורבים.
משמש ליישומים שבהם רצויים לתנודות לא מוטבעות ורציפות לתפקוד.
מתנד זה מועדף במצבים בהם הוא נועד לעמוד בטמפרטורות גבוהות ונמוכות לעיתים קרובות.
ניתן להשתמש בשילוב של מתנד זה עם מכשירים מסוימים (במקום מעגל מיכל) כדי להשיג יציבות טמפרטורה נהדרת ותדירות גבוהה.
הוא משמש לפיתוח מכשירים ניידים ו- תקשורת רדיו .
יש לו יישומים רבים המשמשים למטרות מסחריות.

לפיכך, מאמר זה דן בקצרה על מתנד קולפיטס, תיאוריה, עבודה ויישומים של מתנד קולפיט יחד עם מעגל הטנקים שלו בשימוש ב ערכות פרויקטים אלקטרוניים בחינם . לקבלת מידע נוסף אודות מתנד קולפיטס, אנא פרסם את שאילתותיך על ידי תגובה להלן.

נקודות זיכוי: