克拉泼振荡器（Clapp Oscillator）工作原理及应用电路图

Clapp振荡器由David E. Clapp在1920年代开发，如今用于各种工业和非商业应用。在处理无线电信号、计算机和科学实验的所有非商业应用中，使用该振荡器的原因是提供精细控制和稳定的信号，可用于监视和控制从小型电机到大型工业设备的任何事物。

Clapp振荡器技术自问世以来一直保持不变，但多年来进行了一些细微的改动，从而提高了性能。本文简单介绍下Clapp振荡器应用特点和工作原理。

基本概念

Clapp振荡器（中文名克拉泼振荡器）是一种LC振荡器，它使用一个电感器和三个电容器来设置振荡器的频率，是一种产生周期性输出信号的简单、有效和高效的电路。该电路基于反馈原理，是电子工程师用来生成周期性输出的最常用技术之一。该振荡器是Colpitts振荡器的高级版本，它是通过简单地向Colpitts振荡器添加一个额外的电容器而设计的。

与Colpitts振荡器相比，额外电容器的添加提供了更稳定的输出。Colpitts振荡器的相移网络包括一个电感器和两个电容器，而Clapp振荡器包括一个电感器和三个电容器。在Colpitts振荡器中，由于C1和C2两个电容器的电容值不同，反馈因子会受到影响，所以它会影响振荡电路的输出。因此，Clapp振荡器比Colpitts 振荡器更受欢迎。

框图

Clapp振荡器的框图如下所示。从这张图中可以清楚地看出，Clapp振荡器包括一个单级放大器和一个相移网络，而单级放大器包括分压器网络：

Clapp振荡器的工作原理是，该振荡器使用放大电路为移相网络提供放大信号，从而产生再生反馈给放大电路。因此，会产生持续振荡，可用于为放大器或其他电路供电。输出信号将从全正向全负变化，周期等于输入信号频率的一半。该输出信号的频率可以通过改变接地和v+之间的串联电容器C1和C2来调节。

振荡电路

Clapp振荡器电路图如下所示。该电路中使用的晶体管由Vcc电源供电。电源通过RFC线圈提供给晶体管的集电极端。其中，RFC线圈会阻止电源中可用的交流分量，并仅向晶体管电路提供直流电源。

晶体管电路通过CC2去耦电容 (CC2) 向移相网络供电，这样电源的交流分量仅提供给移相网络。在相移网络中，如果引入任何直流分量，则会导致线圈内部品质因数的降低。

三级管的发射极通过一个增强分压电路强度的RE电阻连接。在这里，电容器与发射极电阻并联，以避免电路内的交流。

放大器产生的放大功率将出现在电容器C1上，传递给晶体管电路的再生反馈将贯穿电容器C2。另外，还观察到两个电容器（如C1和C2）两端的电压将反相，因为这些电容器在整个公共端子上接地。

C1电容器两端的电压将与放大器电路产生的电压同相，而C2电容器两端的电压与放大器电路两端的电压相位完全相反。因此，可以将相反相位的电压提供给放大器电路，因为该电路提供了180度的相移。

因此，具有180度相移的反馈信号已经通过放大电路。之后，总相移将是360度，这是振荡电路产生振荡的必要条件。

振荡频率

可以使用相移网络的净电容计算Clapp振荡器频率。Clapp振荡器电路的操作类似于Colpitts振荡器。Clapp振荡器频率由以下关系给出：

fo = 1/2π√LC

其中：C = 1/C1 + 1/C2+1/C3

一般情况下，与C1和C2相比，C3值非常小。因此，“C”大约等同于“C3”。所以，振荡频率是：

fo = 1/2π√LC3

从上面的等式可以很清楚地看出，Clapp振荡器的频率主要取决于“C3”电容。这主要是因为Clapp振荡器内的C1和C2电容值保持固定，而电感器和电容器值发生变化以产生合成频率。

需要注意的是，与C1和C2电容值相比，C3电容值必须更小，因为如果C3电容值更小，则电容器尺寸会是更小，这样就无须使用大尺寸电感器。不过，在选择C3电容器时应格外谨慎。因为，如果选择了极小的电容器，则相移网络可能没有足够的感抗来产生持续振荡。因此，与C1和C2电容相比，它必须更小，但必须要保证电抗足以提供振荡。

主要优点

Clapp振荡器的优点包括以下内容。

• 与其它类型的振荡器相比，Clapp振荡器具有高频稳定性。此外，该振荡器内的晶体管参数影响极小。因此，Clapp振荡器内的杂散电容问题并不严重。
• 通过简单地将Clapp振荡器电路封装在稳定的温度区域内，可以提高该振荡器的频率稳定性。
• Clapp振荡器因其可靠性而备受青睐。

主要应用

Clapp振荡器的应用包括以下内容：

• Clapp振荡器用于程序中，只要不同的频率被设置为不同，就像接收器调谐电路中的频率调谐一样。
• 主要用于连续和无阻尼振荡有利于运行的封装。
• Clapp振荡器用于应该经常抵抗低温和高温的条件。

总结

从上面的介绍可以看出，Clapp振荡器主要用于固定频率或波段范围较窄的场合，例如用作接收器调谐电路中的频率振荡器，这是因为Clapp振荡器频率的改变是通过调整C3来实现的。