発振器回路
発振器回路は、発振を生成するのに役立つ回路のすべての部分の完全なセットです。これらの振動は持続する必要があり、前に説明したように減衰しない必要があります。発振器回路がどのように機能するかをよりよく理解するために、実際の発振器回路を分析してみましょう。
実用的な発振器回路
実用的な発振器回路は、タンク回路、トランジスタ増幅器、およびフィードバック回路で構成されています。次の回路図は、実際の発振器の配置を示しています。
ここで、この実用的な発振回路の部品について説明しましょう。
Tank Circuit −タンク回路は、コンデンサと並列に接続されたインダクタンスLで構成されています C。これらの2つの成分の値が発振回路の周波数を決定するため、これは次のように呼ばれます。Frequency determining circuit。
Transistor Amplifier−タンク回路の出力は増幅回路に接続されているため、タンク回路によって生成された発振はここで増幅されます。したがって、これらの振動の出力は増幅器によって増加します。
Feedback Circuit−フィードバック回路の機能は、出力エネルギーの一部を適切な位相でLC回路に転送することです。このフィードバックは、発振器では正であり、増幅器では負です。
発振器の周波数安定性
発振器の周波数安定性は、長い時間間隔にわたって一定の周波数を維持する能力の尺度です。長時間動作させた場合、発振器周波数は、増加または減少することにより、以前に設定された値からドリフトする可能性があります。
発振器周波数の変化は、以下の要因により発生する可能性があります。
使用するBJTやFETなどのアクティブデバイスの動作点は、アンプの線形領域にある必要があります。その偏差は発振器周波数に影響します。
回路部品の性能の温度依存性は、発振器の周波数に影響を与えます。
アクティブデバイスに印加されるDC電源電圧の変化により、発振器の周波数がシフトします。安定化電源を使用すると、これを回避できます。
出力負荷が変化すると、タンク回路のQ値が変化し、発振器の出力周波数が変化する場合があります。
エレメント間容量と浮遊容量の存在は、発振器の出力周波数に影響を与え、したがって周波数の安定性に影響を与えます。
バルクハウゼン基準
これまでの知識から、実用的な発振回路は、タンク回路、トランジスタ増幅回路、フィードバック回路で構成されていることがわかりました。それでは、フィードバックアンプの概念をブラッシュアップして、フィードバックアンプのゲインを導き出してみましょう。
フィードバックアンプの原理
フィードバックアンプは一般的に2つの部分で構成されています。彼らはamplifier そしてその feedback circuit。フィードバック回路は通常、抵抗で構成されています。フィードバックアンプの概念は、下の図から理解できます。
上記の図から、増幅器の利得がAと表される増幅器の利得は、入力電圧Vに対する出力電圧Voの比であるI。フィードバック回路網は、電圧V抽出F =βのV O、出力VからO増幅器のを。
この電圧は、信号電圧V sから、正のフィードバックの場合は加算され、負のフィードバックの場合は減算されます。
だから、正のフィードバックのために、
V i = V s + V f = V s + βVo
量β= V f / V oは、フィードバック比またはフィードバック分数と呼ばれます。
出力V Oは、入力電圧(Vに等しくなければならないS +βVのO増幅器のゲインAを乗じました)。
したがって、
$$(V_s + \ beta V_o)A = V_o $$
または
$$ AV_s + A \ beta V_o = V_o $$
または
$$ AV_s = V_o(1-A \ beta)$$
したがって、
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1-A \ beta} $$
A fをアンプの全体的なゲイン(フィードバックによるゲイン)とします。これは、出力電圧Vの比として定義されるO印加される信号電圧V S、すなわち、
$$ A_f = \ frac {出力\:電圧} {入力\:信号\:電圧} = \ frac {V_o} {V_s} $$
上記の2つの式から、正のフィードバックを持つフィードバックアンプのゲインの式は次の式で与えられることが理解できます。
$$ A_f = \ frac {A} {1-A \ beta} $$
どこ Aβ それは feedback factor または loop gain。
Aβ= 1の場合、A f =∞。したがって、ゲインは無限大になります。つまり、入力なしで出力されます。言い換えれば、アンプは発振器として機能します。
条件Aβ= 1は次のように呼ばれます Barkhausen Criterion of oscillations。これは、オシレーターの概念において常に心に留めておくべき非常に重要な要素です。