Q2 und die ihn umgebende Schaltung bilden einen Colpitts-Oszillator . Dies macht sich die Tatsache zunutze, dass ein Transistor in der gemeinsamen Basiskonfiguration eine Spannungsverstärkung vom Emitter zum Kollektor aufweisen kann. Betrachten Sie diese einfache Schaltung:
Wenn IN so vorgespannt ist, dass OUT nahe der Mitte seines Bereichs liegt, verursachen kleine Spannungsänderungen in IN große Spannungsänderungen in OUT. Die Verstärkung ist teilweise proportional zu R1. Je höher R1 ist, desto größer ist die resultierende Spannungsänderung aus einer kleinen Stromänderung. Beachten Sie auch, dass die Polarität erhalten bleibt. Wenn IN ein wenig sinkt, sinkt OUT stark.
Ein Colpitts-Oszillator nutzt diese Verstärkung eines gemeinsamen Basisverstärkers, die größer als eins ist. Anstelle der Last R1 wird ein Parallelresonanztankkreis verwendet. Ein Parallelresonanztank hat eine niedrige Impedanz, außer an dem Resonanzpunkt, an dem er theoretisch eine unendliche Impedanz hat. Da die Verstärkung des Verstärkers von der an den Kollektor gebundenen Impedanz abhängt, hat sie bei der Resonanzfrequenz eine große Verstärkung, diese Verstärkung fällt jedoch außerhalb eines schmalen Bandes um diese Frequenz schnell unter 1.
Bisher erklärt dies Q2, C4 und L1. C5 speist einen kleinen Teil der Ausgangsspannung des gemeinsamen Basisverstärkers von OUT nach IN. Da die Verstärkung am Resonanzpunkt größer als eins ist, schwingt das System. Ein Teil der Änderung von OUT erscheint bei IN, das dann verstärkt wird, um eine größere Änderung von OUT vorzunehmen, die auf IN usw. zurückgeführt wird.
Jetzt kann ich Sie denken hören, aber die Basis von Q2 ist nicht wie im obigen Beispiel an eine feste Spannung gebunden . Was ich oben gezeigt habe, funktioniert bei DC, und ich habe DC verwendet, um es zu erklären, weil das leichter zu verstehen ist. In Ihrer Schaltung müssen Sie darüber nachdenken, was bei Wechselstrom passiert, insbesondere bei der Schwingfrequenz. Bei dieser Frequenz ist C3 ein Kurzschluss. Da es an eine feste Spannung gebunden ist, wird die Basis von Q2 im Hinblick auf die Schwingfrequenz im Wesentlichen auf einer festen Spannung gehalten . Beachten Sie, dass bei 100 MHz (in der Mitte des kommerziellen FM-Bandes) die Impedanz von C2 nur 160 mΩ beträgt. Dies ist die Impedanz, mit der die Basis von Q2 konstant gehalten wird.
R6 und R7 für ein grobes DC-Bias-Netzwerk, um Q2 nahe genug an der Mitte seines Betriebsbereichs zu halten, damit alle oben genannten Punkte gültig sind. Es ist nicht besonders clever oder robust, wird aber wahrscheinlich mit der richtigen Wahl von Q2 funktionieren. Es ist zu beachten, dass die Impedanzen von R6 und R7 um Größenordnungen höher sind als die Impedanz von C3 bei der Schwingungsfrequenz. Sie spielen für die Schwingungen überhaupt keine Rolle.
Der Rest der Schaltung ist nur ein gewöhnlicher und nicht besonders cleverer oder robuster Verstärker für das Mikrofonsignal. R1 spannt das (vermutlich) Elektretmikrofon vor. C1 koppelt das Mikrofonsignal in den Q1-Verstärker, während DC blockiert wird. Dadurch können die DC-Vorspannungspunkte von Mikrofon und Q1 unabhängig sein und sich nicht gegenseitig stören. Da selbst HiFi-Audio nur auf 20 Hz herunterfällt, können wir mit dem DC-Punkt machen, was wir wollen. R2, R3 und R5 bilden ein grobes Bias-Netzwerk, das gegen die Last von R4 arbeitet. Das Ergebnis ist, dass das Mikrofonsignal verstärkt wird, wobei das Ergebnis auf dem Kollektor von Q1 erscheint.
C2 koppelt dann dieses Audiosignal in den Oszillator. Da die Audiofrequenzen viel niedriger als die Oszillationsfrequenz sind, stört das durch C2 fließende Audiosignal den Vorspannungspunkt von Q2 ein wenig. Dies ändert die vom Tank gesehene Antriebsimpedanz geringfügig, wodurch sich die Resonanzfrequenz, mit der der Oszillator läuft, geringfügig ändert.
