Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es un oscilador Colpitts?
Un oscilador de Colpitts es un tipo de oscilador LC . Los osciladores Colpitts fueron inventados por el ingeniero estadounidense Edwin H. Colpitts en 1918. Al igual que otros osciladores LC, los osciladores Colpitts utilizan una combinación de inductores (L) y condensadores (C) para producir una oscilación a una determinada frecuencia. La característica distintiva del oscilador Colpitts es que la retroalimentación para el dispositivo activo se toma de un divisor de voltaje hecho de dos capacitores en serie a través del inductor.
Eso suena … algo confuso.
Así que veamos un circuito de oscilador de Colpitts para entender cómo funciona esto.
Circuito del oscilador de Colpitts
La Figura 1 muestra un oscilador típico de Colpitts con un circuito de tanque. Un inductor L está conectado en paralelo a la combinación en serie de condensadores C 1 y C 2 (mostrados por la caja roja).
Otros componentes en el circuito son los mismos que se encuentran en el caso del emisor común CE, que está polarizado usando una red divisora de voltaje , es decir, R C es la resistencia del colector, R E es la resistencia del emisor que se usa para estabilizar la circuito, y las resistencias R 1 y R 2 forman la red de polarización del divisor de voltaje.
Además, los condensadores C i y C o son los condensadores de desacoplamiento de entrada y salida, mientras que el condensador emisor C E es el condensador de derivación utilizado para omitir las señales de CA amplificadas.
Aquí, cuando se enciende la fuente de alimentación, el transistor comienza a conducir, aumentando la corriente de colector I C debido a la cual los condensadores C 1 y C 2 se cargan. Al adquirir la carga máxima factible, comienzan a descargar a través del inductor L.
Durante este proceso, la energía electrostática almacenada en el condensador se convierte en flujo magnético , que se almacena dentro del inductor en forma de energía electromagnética.
A continuación, el inductor comienza a descargarse, lo que vuelve a cargar los condensadores . Asimismo, el ciclo continúa, lo que da lugar a las oscilaciones en el circuito del tanque.
Además, la figura muestra que la salida del amplificador aparece a través de C 1 y, por lo tanto, está en fase con el voltaje del circuito del tanque y compensa la energía perdida al reabastecerlo.
Por otro lado, la retroalimentación de voltaje al transistor se obtiene a través del condensador C 2 , lo que significa que la señal de retroalimentación está desfasada con el voltaje en el transistor en 180 o .
Esto se debe al hecho de que los voltajes desarrollados a través de los condensadores C 1 y C 2 son opuestos en polaridad ya que el punto donde se unen está conectado a tierra.
Además, el transistor proporciona a esta señal un cambio de fase adicional de 180 °, lo que da como resultado un cambio de fase neto de 360 ° alrededor del bucle, lo que satisface el criterio de cambio de fase del principio de Barkhausen.
Frecuencia del oscilador de Colpitts
En esta etapa, el circuito puede actuar efectivamente como un oscilador produciendo oscilaciones sostenidas al monitorear cuidadosamente la relación de retroalimentación dada por (C 1 / C 2 ). La frecuencia de dicho oscilador de Colpitts depende de los componentes de su circuito de tanque y está dada por 
Donde el C eff es la capacitancia efectiva de los capacitores expresada como
Como resultado, estos osciladores se pueden sintonizar variando su inductancia o capacitancia . Sin embargo, la variación de L no produce una variación uniforme.
Por lo tanto, generalmente se sintonizan variando las capacitancias que generalmente están agrupadas, por lo que un cambio en cualquiera de ellos cambia a ambos. Sin embargo, el proceso es tedioso y requiere un condensador especial de gran valor.
Por lo tanto, los osciladores Colpitts rara vez se prefieren en aplicaciones en las que la frecuencia varía, pero son más populares como osciladores de frecuencia fija debido a su diseño simple.
Además, ofrecen una mejor estabilidad que los osciladores Hartley, ya que están exentos del efecto de inductancia mutua presente entre los dos inductores del último caso. 
Además del oscilador Colpitts basado en BJT que se muestra, también se pueden realizar utilizando válvulas o FET (transistor de efecto de campo) o amplificador operacional.
La Figura 2 muestra un oscilador Colpitts de este tipo que utiliza un amplificador operacional en configuración inversora en su sección de amplificador. Al mismo tiempo, el circuito del tanque sigue siendo similar al del caso de la Figura 1.
Este tipo de circuito funciona casi de manera análoga al explicado anteriormente. Sin embargo, aquí la ganancia del oscilador se puede ajustar individualmente simplemente usando la resistencia de retroalimentación R f , ya que la ganancia del amplificador inversor se da como -R f / R 1 .
A partir de esto, se puede observar que, en este caso, la ganancia del circuito depende menos de los elementos del circuito del circuito del tanque.
Normalmente, la frecuencia de funcionamiento de los osciladores Colpitts varía entre 20 kHz y 300 MHz. Sin embargo, incluso se pueden utilizar para aplicaciones de microondas, ya que sus condensadores proporcionan una ruta de baja reactancia para señales de alta frecuencia.
Esto da como resultado una mejor estabilidad de frecuencia y una mejor forma de onda de salida sinusoidal. Además, también se utilizan ampliamente como resonadores de ondas acústicas de superficie (SAW), sensores y en sistemas móviles y de comunicación.
