Oscilador Colpitts emisor común

C5 es relativamente grande, desacopla el emisor para mantener alta la ganancia de CA.

L2, C2, C3 forman un circuito resonante paralelo. L1 es simplemente un estrangulador de RF (alta impedancia a la frecuencia del oscilador).

C1 puede ser relativamente pequeño ya que proporciona retroalimentación positiva a la base del transistor, que es un nodo de impedancia relativamente alta; su valor real dependerá de Cbe y (Ccb * ganancia de voltaje), siendo esta última la capacitancia de Miller. Estos (capacitancia Cbe y Miller) están efectivamente en paralelo y atenuarán la señal base.

C1 también dependerá de la relación de C2 a C3 que proporciona la derivación a tierra en el circuito resonante: si C2 > C3 entonces X(C2) < X(C3) y la derivación está más cerca de L1, reduciendo el voltaje de retroalimentación positiva a través de C1 .

Mi interpretación/explicación es un poco diferente de la descripción de Brian Drummond. En mi opinión, no tenemos un "circuito resonante" (L1, C2, C3) porque esto no explicaría por qué tenemos una retroalimentación positiva. El nodo común entre C2 y C3 está conectado a tierra y, por lo tanto, el principio de funcionamiento es el siguiente:

• La ruta de retroalimentación se parece a un paso bajo de tercer orden que puede producir un cambio de fase de -180 grados en el nodo común entre L2 y C2 para la frecuencia de oscilación deseada. Junto con la característica inversora de una etapa de emisor común (entre B y C), tenemos un cambio de fase total de -360 grados (retroalimentación positiva).
• Lowpass : es una tarea simple ver que la función de paso bajo se realiza como un circuito de escalera clásico de 4 elementos: ro-C3 (conectado a tierra), L2-C2 (conectado a tierra). La resistencia ro es la resistencia de salida dinámica del transistor.
• La tarea de C1 es acoplar la señal de retroalimentación al nodo base y L1 desacopla el nodo de retroalimentación de Vcc; de lo contrario, no tendríamos ninguna retroalimentación. El capacitor C5 cancela el efecto de retroalimentación negativa de R3 para la frecuencia de oscilación (y, por lo tanto, permite una mayor ganancia).

EDIT1: teniendo en cuenta que ni L1 ni C1 (deberían) contribuir a la ruta de retroalimentación, se puede derivar la función de paso bajo entre la salida (colector) y el extremo superior de C2. Para ello, se supone que el transistor es una fuente de corriente I con una resistencia dinámica interna ro:

H(s)=Vsal/I=ro/[1 + s*(C2+C3)*ro + s²*L2*C2 + s³*C2*C3*L2*ro)

Se puede demostrar que este paso bajo tiene un pico de amplitud con un cambio de fase de exactamente -180 grados para w=1/SQRT(L2*Cp) con Cp=C2C3/(C2+C3).

EDIT2: con respecto al último comentario de Brian Drummond, estoy de acuerdo en que existen dos métodos alternativos para explicar el principio de funcionamiento del circuito; sin embargo, finalmente ambos enfoques se unen en una función de ganancia de bucle común. Dejame explicar:

En mi respuesta detallada, desde el principio y en base a una inspección visual, la ruta de retroalimentación se trata como un paso bajo de tercer orden. Esto puede explicar por qué dicha red produce un cambio de fase de 180 grados en una sola frecuencia.

Sin embargo, es posible otra vista , como la propuesta por Brian Drummond: la ruta del colector contiene un circuito de tanque LC paralelo. Es bien sabido que a la frecuencia resonante wo=1/SQRT(LC) el voltaje a través del circuito del tanque asume un máximo y la CORRIENTE a través de cada una de las ramas paralelas también está en su valor máximo. Si tratamos al transistor como una fuente de corriente no ideal (resistencia interna ro), la corriente a través de la rama capacitiva es

Ic=I*[sro*C2/D(s)] con denominador D(s) como se indica en la función H(s) anterior (EDIT1). Esta corriente se asemeja a una función de paso de banda.

La señal que se retroalimenta al nodo base es el voltaje V2 a través de C2. Este voltaje no es más que V2=Ic*(1/sC2) . Por tanto, llegamos de nuevo a la función de paso bajo H(s).

Resumen : El circuito del tanque contiene una función actual que tiene un carácter de paso de banda. Usando el voltaje a través de un capacitor como señal de retroalimentación, dividimos la función actual por sC2 y llegamos a una función de paso bajo con un pico y un cambio de fase de -180 grados en w = wo. Esta es la forma de explicar la relación entre las funciones de paso de banda y de paso bajo (y el papel de la frecuencia resonante wo) en el circuito mostrado.