Oscylator Hartley jest elektroniką obwód oscylatora w którym częstotliwość oscylacji jest określana przez strojony obwód składający się z kondensatorów i cewek, czyli oscylator LC. Oscylator Hartley został wynaleziony przez Hartleya, gdy pracował w laboratorium badawczym Western Electric Company. Tor został wynaleziony w 1915 roku przez amerykańskiego inżyniera Ralpha Hartleya. Osobistą cechą oscylatora Hartley jest to, że dostrojony obwód składa się z pojedynczego kondensatora równolegle z dwoma cewkami połączonymi szeregowo lub z pojedynczym cewką z zaczepem, a sygnał sprzężenia zwrotnego potrzebny do oscylacji jest pobierany ze środkowego połączenia dwóch cewek.
Co to są oscylatory Hartley?
Oscylator Hartley jest sprzężonym indukcyjnie oscylatorem o zmiennej częstotliwości, przy czym oscylator może być zasilany szeregowo lub bocznikowo. Zaletą oscylatorów Hartley jest posiadanie jednego kondensatora dostrajającego i jednej cewki indukcyjnej z odczepem centralnym. Ten procesor upraszcza konstrukcję obwodu oscylatora Hartley.
Oscylator Hartley
Obwód i działanie oscylatora Hartley
Schemat obwodu oscylatora Hartley pokazano na poniższym rysunku. Tranzystor NPN podłączony we wspólnej konfiguracji nadajnika działa jako urządzenie aktywne w stopniu wzmacniacza. R1 i R2 to rezystory polaryzujące, a RFC to dławik częstotliwości radiowej, który zapewnia izolację między nimi Praca AC i DC .
Przy wysokich częstotliwościach wartość reaktancji tego dławika jest bardzo duża, stąd można go traktować jako obwód otwarty. Reaktancja wynosi zero dla stanu DC, stąd nie powoduje problemu dla kondensatorów DC. CE jest emiterem kondensator obejściowy a RE jest również rezystorem polaryzującym. CC1 i CC2 to kondensatory sprzęgające.
Obwód oscylatora Hartley
Gdy do obwodu zostanie podane napięcie stałe (Vcc), prąd kolektora zaczyna wzrastać i zaczyna się od ładowania kondensatora C. Gdy kondensator C jest w pełni naładowany, zaczyna się rozładowywać przez L1 i L2 i ponownie rozpoczyna ładowanie.
Ten ostatni i czwarty przebieg napięcia jest falą sinusoidalną, która jest mała i prowadzi ze swoją ujemną zmianą. W końcu zaniknie, chyba że zostanie wzmocniony.
Teraz pojawia się tranzystor. Fala sinusoidalna wygenerowana przez obwód zbiornika jest połączony z podstawą tranzystora poprzez kondensator CC1.
Ponieważ tranzystor jest skonfigurowany jako wspólny emiter, pobiera sygnał wejściowy z obwodu zbiornika i przekształca go w standardową falę sinusoidalną z wiodącą zmianą dodatnią.
W ten sposób tranzystor zapewnia wzmocnienie wraz z odwróceniem w celu wzmocnienia i skorygowania sygnału generowanego przez obwód zbiornika. Wzajemna indukcyjność między L1 i L2 zapewnia sprzężenie zwrotne energii z obwodu kolektor-emiter do obwodu baza-emiter.
Częstotliwość oscylacji w tym obwodzie wynosi
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Gdzie Leq jest całkowitą indukcyjnością cewek w obwodzie zbiornika, podaje się jako
Leq = L1 + L2 + 2M
Dla praktycznego obwodu, jeśli L1 = L2 = L i wzajemna indukcyjność są zaniedbane, to częstotliwość oscylacji można uprościć jako
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Obwód oscylatora Hartley wykorzystujący wzmacniacz operacyjny
Oscylator Hartley może być zaimplementowany przez za pomocą wzmacniacza operacyjnego a jego typowe rozmieszczenie pokazano na poniższym rysunku. Ten typ obwodu ułatwia regulację wzmocnienia dzięki wykorzystaniu rezystancji sprzężenia zwrotnego i rezystancji wejściowej.
W tranzystorowym oscylatorze Hartley, wzmocnienie zależy od elementów obwodu zbiornika, takich jak L1 i L2, podczas gdy w wzmacniaczu operacyjnym wzmocnienie oscylatora jest mniejsze, zależy od elementów obwodu zbiornika, a zatem zapewnia większą stabilność częstotliwości.
Oscylator Hartley wykorzystujący wzmacniacz operacyjny
Działanie tego obwodu jest podobne do wersji tranzystorowej oscylatora Hartley. Fala sinusoidalna jest generowana przez obwód sprzężenia zwrotnego i jest sprzężona z sekcją wzmacniacza operacyjnego. Następnie fala ta jest stabilizowana i odwracana przez wzmacniacz.
Częstotliwość oscylatora zmienia się za pomocą zmiennego kondensatora w obwodzie zbiornika, utrzymując stosunek sprzężenia zwrotnego, a amplituda wyjścia jest stała w całym zakresie częstotliwości. Częstotliwość oscylacji dla tego typu oscylatora jest taka sama jak w omawianym powyżej oscylatorze i jest podana jako
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Gdzie: Leq = L1 + L2 + 2M
Lub
Leq = L1 + L2
Aby wygenerować oscylacje z tego obwodu, wzmocnienie wzmacniacza musi i powinno być wybrane jako większe lub co najmniej równe stosunkowi dwóch indukcyjności.
Av = L1 / L2
Jeśli wzajemna indukcyjność istnieje między L1 i L2, ponieważ wspólny rdzeń tych dwóch cewek, wówczas staje się wzmocnienie
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Zalety
- Zamiast dwóch oddzielnych cewek L1 i L2 można zastosować pojedynczą cewkę nieizolowanego drutu i uziemioną cewkę w dowolnym miejscu wraz z nią.
- Używając kondensatora o zmiennej pojemności lub wykonując ruchomy rdzeń (zmieniając indukcyjność), można zmieniać częstotliwość oscylacji.
- Potrzebnych jest bardzo niewiele elementów, w tym dwa stałe cewki indukcyjne lub cewka z gwintem.
- Amplituda sygnału wyjściowego pozostaje stała w roboczym zakresie częstotliwości.
Niedogodności
- Nie może być używany jako oscylator o niskiej częstotliwości, ponieważ wartość cewek staje się duża, a rozmiar cewek staje się duży.
- Zawartość harmonicznych na wyjściu tego oscylatora jest bardzo wysoka i dlatego nie nadaje się do zastosowań, które wymagają czystej fali sinusoidalnej.
Aplikacje
- Oscylator Hartley ma wytwarzać falę sinusoidalną o żądanej częstotliwości
- Oscylatory Hartley są używane głównie jako odbiorniki radiowe. Należy również pamiętać, że ze względu na szeroki zakres częstotliwości jest to najpopularniejszy oscylator
- Oscylator Hartley jest odpowiedni do oscylacji w zakresie RF (częstotliwości radiowej), do 30 MHz
Tak więc chodzi o działanie i zastosowania teorii obwodu oscylatora Hartleya. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie wątpliwości dotyczące tej koncepcji lub projekty elektryczne i elektroniczne , podaj cenne sugestie, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest główna funkcja oscylatora Hartley?
Kredyty fotograficzne:
