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Der LC-Colpitts-Oszillator, Applikation und Berechnung

Die hier gezeigten Colpitts-Oszillatoren sind dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzbestimmenden Bauteile L1 und C1 einseitig auf Masse liegen. Diese Schaltungstechnik ist dann interessant, wenn ein solcher Oszillator zur messtechnischen Erfassung von kleinsten Kapazitätsänderungen eingesetzt werden soll.

Mit der in Bild 1 gezeigten Schaltung und einer zusätzlichen Auswertung, bestehend aus einer quarzstabilen Referenzfrequenz mit Differenzmessung, wurden Kapazitätswerte von wenigen femto-Farad gemessen.

Welchen Wert berechnen?:

Induktivität L1:
Kondensator C1:
Resonanzfrequenz:
Mit dem Luft-Trimmkondensator (Fa. Tronser) wurde der Oszillator mit der hier gezeigten Dimensionierung auf 10 MHz abgeglichen. Über eine Spannung an Vadj. erfolgte der Abgleich der Ausgangsdifferenzfrequenz auf 1000 Hz. Diese Niederfrequenz konnte problemlos mit einer MCU ausgewertet werden.

Prinzipiell ist der Colpitts-Oszillator für einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 200 MHz geeignet. Wird für diesen Oszillator eine andere Grundfrequenz als 10 MHz gewählt, so müssen folgende Bauteile angepasst werden: L1, C1, C2, C3, C4, L2 und L3.
L1 und C1 bilden einen Parallelschwingkreis und werden mit obiger Eingabemaske praxisgenau berechnet.
Die Kondensatoren C2, C3 und C4 müssen, je nach Frequenz, angepasst werden. Das Xc für C2 soll etwa 100 Ohm sein, das Xc für C3 und C4 etwa 50 Ohm. Die Induktivitäten L2 und L3 sollten ein XL von ca. 10 kOhm aufweisen.
Colpitts-Oszillator