[스크랩] 전자공학의 기초 - 발진회로

Ⅴ. 발진 회로

1. 발진 회로의 기초

 

(1) 가단한 발진 회로

① 발진 회로의 개념 : 되먹임 증폭회로에서 양되먹임이 되면 외부의 입력 없이 증폭작용이 계속되는데 이와 같은 증폭 작용을 이용하여 전기 진동을 발생시키는 회로(되먹임 발진 회로). 외부의 입력 없이 회로 자체에서 교류 파형(주파수)을 얻는 회로.

[1] 발진의 원리

① 발진 조건

a. 위상 조건 : 입력 V_i 와 출력 V_f가 동위상
b. 이득 조건
- 증폭도 : A_f=A/(1-βA)
- 바크하우젠(Barkhausen)의 발진 조건(발진 안정) :│Aβ│=1
- 발진의 성장 조건 : │Aβ│≥1
- 발진의 소멸 조건 : │Aβ│≤1

② 3 리액턴스 일반형

a. Z₁, Z₂, Z₃ : 리액턴스 소자
b. X₁+X₂+X₃=0 조건을 만족
c. 발진 조건 : X₃<0(용량성)일 때, X₁, X₂>0(유도성)
X₃>0(유도성)일 때, X₁, X₂<0(용량성)

[2] 발진기의 종류

발진기	정현파 발진기	LC 발진기	동조형 발진기
			하틀리 발진기
			콜피츠 발진기
		수정 발진기	피어스 BE형 발진기
			피어스 CB형 발진기
		RC 발진기	이상형 발진기
			비인 브리지
	비정현파 발진기	멀티바이브레이터
		블로킹 발진기
		톱니파 발진기

2. 사인파 발진 회로

 

(1) LC 발진 회로

 

[1] 동조형 발진 회로



① 공진 회로의 변성기에 의해 되먹임 회로가 만들어진 발진회로
② 발진 주파수 :

 

[2] 콜피츠와 하틀리 발진 회로

 



 

① 콜피츠(Colpitts) 발진 회로

a. 출력의 일부를 콘덴서에서 뽑아내어 입력으로 되돌리는 발진 회로
b. 발진 주파수 :
여기서, C₀=C₁C₂/(C₁+C₂)
c. 지속 발진을 위한 전류증폭율 : h_fe=ω²LC₂
d. 특징 : 높은 주파수의 발진이 용이, 단파대 이상에서 실용.

 

② 하틀리(Hartley) 발진 회로

a. 출력의 일부를 코일에서 뽑아내어 입력으로 되돌리는 회로
b. 발진 주파수 : , L ₀=L₁+L₂+2M[H]
(M는 L₁-L₂ 간의 상호 인덕턴스)
c. 지속 발진을 위한 전류증폭율 :


d. 특징 : C를 가변 용량을 사용하여 발진 주파수를 임의로 가변할 수 있으며, 주로 중파, 단파대에 많이 사용.

 

(2) RC 발진 회로

 

[1] 이상형 발진 회로



① 이상형 병렬 R형 발진 회로

a. 컬렉터측의 출력 전압의 위상을 180° 바꾸어 입력측 베이스에 양되먹임되어 발진하는 발진기.
b. 입력 임피던스는 크고, 출력 임피던스가 작은 증폭 회로
c. 발진 주파수 :
d. A_v≥29

② 이상형 병렬 C형 발진회로

a. 발진 주파수 :
b. A_v≥29

 

[2] 브리지형 RC 발진 회로



① 발진 주파수 : , R ₁=R₂=R, C₁=C₂=C 이면 f₀=1/(2πRC)
② A_v≥3

 

(3) 수정 발진 회로

 

[1] 수정 진동자

① 발진 원리 : 압전 효과(수정, 로셀염, 전기석, 티단산바륨 등의 결정에 압력을 가하면 표면에 전하가 나타나 기전력이 발생)
② 수정 진동자 : 얇은 수정편을 만들고 그 양면에 금속 전극을 부착한 것.


③ 직렬 공진 주파수 :
④ 병렬 공진 주파수 :
⑤ 수정 진동자가 발진 소자로 사용되는 이유 : 리액턴스가 유도성이 되는 범위, 즉 f0<f<fp인 주파수 범위가 좁아 수정 발진기의 발진 주파수가 매우 안정하기 때문.
⑥ 수정 발진기의 특징

a. 주파수 안정도가 좋다. (10^-6정도)
b. 수정진동자의 Q가 매우 높다.(10^-4∼10⁶)
c. 수정진동자는 기계적으로나 물리적으로 안정하다.
d. 발진조건을 만족하는 유도성 주파수 범위가 대단히 좁다.

 

[2] LC 발진 회로에 이용

① 하틀리 발진 회로에 이용
a. 하틀리 발진 회로의 코일 대신 수정 진동자를 이용.
b. 수정진동자가 에미터와 베이스 사이에 있다.
c. 피어스 BE형 발진 회로
 

② 콜피츠 발진 회로에 이용
a. 콜피츠 발진 회로에 수정 진동자를 이용.
b. 수정진동자가 콜렉터와 베이스 사이에 있다.
c. 피어스 BC형 발진 회로


(4) 발진회로의 주파수 변화

① 발진기가 갖추어야 할 조건 : 주파수의 안정도가 높아야 함.

② 발진기의 주파수가 변화하는 주된 요인

a. 부하의 변화
→ 방지책 : 발진부와 부하를 격리시키는 완충 증폭 회로를 사이에 넣는다.
b. 전원 전압의 변화
→ 방지책 : 전원에는 정전압 전원 회로를 사용.
c. 주위 온도의 변화
→ 방지책 : 온도 보상 회로나 항온조 등을 사용.
d. 능동 소자의 상수 변화
→ 방지책 : 대개 전원, 온도에 의한 변동이므로 b, c의 조치로 해결

 

 

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자료출처: http://blog.naver.com/han44444/23828234

출처 : OLD NEW RADIO

글쓴이 : bigbrother 원글보기

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