Oscilador Colpitts es un tipo de LC oscilador que entra en la categoría de oscilador armónico y fue inventado por Edwin Colpitts en 1918. La figura 1 muestra un oscilador Colpitts típico con un circuito tanque en el que un inductor L está conectada en paralelo a la combinación en serie de condensadores C1 y C2 (mostrado por el recinto rojo).
Otros componentes del circuito son los mismos que se encuentran en el caso de emisor común CE que está sesgada usando un divisor de voltaje red i.e. RC es la resistencia colectora, RE es la resistencia emisora que se utiliza para estabilizar el circuito y la resistencias R1 y R2 forman la red de polarización del divisor de voltaje. Además, los condensadores Ci y Co son los condensadores de desacoplamiento de entrada y salida mientras que el condensador emisor CE es el condensador de derivación usado para evitar las señales de CA amplificadas.
Aquí, cuando la fuente de alimentación se enciende, el transistor comienza a conducir, aumentando la corriente colectora IC debido a que los condensadores C1 y C2 …se le acusará. Al adquirir la máxima carga posible, comienzan a descargarse a través del inductor L. Durante este proceso, la energía electrostática almacenada en el condensador se convierte en flujo magnético que a su vez se almacena dentro del inductor en forma de energía electromagnética. A continuación, el inductor comienza a descargar que carga los condensadores una vez más. Asimismo, continúa el ciclo que da lugar a las oscilaciones en el circuito del tanque.
Además, la figura muestra que la salida del amplificador aparece a través de C1 y por lo tanto está en fase con el voltaje de los circuitos del tanque y compensa la energía perdida al reabastecerlo. Por otro lado, el voltaje La retroalimentación al transistor es la que se obtiene a través del condensador C2lo que significa que la señal de retroalimentación está desfasada con el voltaje en el transistor en 180o. Esto se debe al hecho de que los voltajes desarrollados a través de los condensadores C1 y C2 son opuestos en polaridad ya que el punto donde se unen está conectado a tierra. Además, esta señal se proporciona con un desplazamiento de fase adicional de 180o por el transistor que resulta en un cambio de fase neto de 360o alrededor del bucle, satisfaciendo el criterio de cambio de fase del principio de Barkhausen.
En este estado, el circuito puede actuar efectivamente como un oscilador produciendo oscilaciones sostenidas mediante una cuidadosa vigilancia de la relación de retroalimentación dada por (C1 / C2). La frecuencia de tal Oscilador Colpitts depende de los componentes de su circuito de tanques y viene dado por
Donde, la Ceff es la capacitancia efectiva de los condensadores expresada como
Como resultado, estos osciladores pueden ser ajustados variando su inductancia o el capacitancia. Sin embargo, la variación de L no produce una variación suave. Por lo tanto, normalmente se sintonizan variando las capacitancias que generalmente se agrupan, debido a lo cual un cambio en cualquiera de ellas cambia ambas. Sin embargo, el proceso es tedioso y requiere un condensador especial de gran valor. Así pues, los osciladores Colpitts rara vez se prefieren en las aplicaciones en que varía la frecuencia, pero son más populares como osciladores de frecuencia fija debido a su sencillo diseño. Además, ofrecen una mejor estabilidad en comparación con los Osciladores Hartley ya que están exentos de la inducción mutua efecto presente entre los dos inductores del último caso.
Aparte de la BJT-…basado en el Oscilador Colpitts, también son realizables usando válvulas o… FET (Transistor de efecto de campo) o Op-Amp. La figura 2 muestra tal El oscilador de Colpitts que utiliza un Op-Amp en configuración inversa en su sección de amplificador mientras que el circuito del tanque permanece similar al de la figura 1. Este tipo de circuito funciona de forma casi análoga al explicado anteriormente. Sin embargo, aquí la ganancia del oscilador puede ser ajustada individualmente sólo usando la resistencia de retroalimentación Rfcomo la ganancia de la amplificador inversor se da como -Rf / R1. De esto se desprende que, en este caso, la ganancia del circuito depende menos de los elementos del circuito del tanque.
Típicamente, la frecuencia de funcionamiento de la Osciladores Colpitts …va de 20 KHz a 300 MHz. Sin embargo, pueden ser usados incluso para aplicaciones de microondas ya que sus condensadores proporcionan una baja reactancia para las señales de alta frecuencia. Esto da como resultado una mejor estabilidad de frecuencia así como una mejor forma de onda de salida sinusoidal. Además, también se utilizan ampliamente como resonadores de ondas acústicas de superficie (SAW), Sensores y en los sistemas móviles y de comunicación.
