Oscilador Colpitts

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Oscilador Colpitts práctico.

El oscilador Colpitts es un circuito electrónico basado en un oscilador LC diseñado por Edwin H. Colpitts. Se trata de un oscilador de alta frecuencia que debe obtener a su salida una señal de frecuencia determinada sin que exista una entrada. Su estabilidad es superior a la del oscilador Hartley.

Para poder lograr la oscilación este circuito utiliza un divisor de tensión formado por dos condensadores: C1 y C2. De la unión de estos condensadores sale una conexión a tierra. De esta manera la tensión en los terminales superior de C1 e inferior de C2 tendrán tensiones opuestas. La realimentación positiva se obtiene del terminal inferior de C2 y es llevada a la base del transistor a través de una resistencia y un condensador. La bobina L1 (choke) se utiliza para evitar que la señal alterna pase a la fuente Vcc. Este oscilador se utiliza para bandas de VHF (Very High Frecuency), frecuencias que van de 30 Mhz a 300 Mhz. A estas frecuencias sería muy difícil utilizar el oscilador Hartley debido a que las bobinas a utilizar serían muy pequeñas. La frecuencia de oscilación de este tipo de oscilador está dada por:

f_o = \frac{1}{ 2\pi\sqrt{L C}}

donde:

C = \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}
L = L_1

Entonces el cálculo es:

f_o = \frac{1}{ 2\pi\sqrt{ L \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}}}


Notas:


Análisis[editar]

A partir de los criterios de Barkhausen y del modelo equivalente del transistor se pueden obtener las siguientes expresiones:

Frecuencia de oscilación:

w_o=\frac{1}{\sqrt{L (\frac{C_1 C_2}{C_1+C_2})}}

Condición arranque para que el circuito empiece a oscilar espontáneamente es la siguiente:

  • si el transistor utilizado es un BJT:
h_fe>\frac{C_2}{C_1}
  • si el transistor utilizado es un FET:
gm>0

Realización[editar]

En la práctica, para evitar derivas en frecuencia por el calentamiento de los componentes, los osciladores Colpitts son realizados con condensadores NP0, o sea, cuyos coeficientes de temperatura son prácticamente cero. Los condensadores cerámicos deben evitarse, porque su coeficiente de temperatura es sumamente elevado.

Por otro lado, la inductancia no debe ser muy pequeña. Valores prácticos de condensadores de osciladores Colpitts son del orden de los 560 pF.

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