Hartley-oscillatoren er en elektronisk oscillatorkredsløb hvor oscillationsfrekvensen bestemmes af det indstillede kredsløb bestående af kondensatorer og induktorer, det vil sige en LC-oscillator. Hartley-oscillatoren blev opfundet af Hartley, mens han arbejdede i Western Electric Company's forskningslaboratorium. Kredsløbet blev opfundet i 1915 af den amerikanske ingeniør Ralph Hartley. Det personlige træk ved Hartley-oscillatoren er, at det indstillede kredsløb består af en enkelt kondensator parallelt med to induktorer, der er i serie eller en enkelt tappet induktor, og det tilbagekoblingssignal, der er nødvendigt til svingning, er taget fra midterforbindelsen af de to induktorer.
Hvad er Hartley Oscillators?
Hartley-oscillator er induktivt koblede oscillatorer med variabel frekvens, hvor oscillatoren kan være en serie eller shuntfødt. Hartley-oscillatorer er fordelen ved at have en tuningkondensator og en center-tappet induktor. Denne processor forenkler konstruktionen af et Hartley-oscillatorkredsløb.
Hartley Oscillator
Hartley Oscillator Circuit and Working
Kredsløbsdiagrammet for en Hartley-oscillator er vist i nedenstående figur. En NPN-transistor tilsluttet i en fælles emitterkonfiguration fungerer som den aktive enhed i forstærkerfasen. R1 og R2 er forspændende modstande, og RFC er radiofrekvent choker, som giver isolationen imellem AC- og DC-drift .
Ved høje frekvenser er reaktansværdien af denne choker meget høj, hvorfor den kan behandles som et åbent kredsløb. Reaktansen er nul for jævnstrømsbetingelse, hvilket derfor ikke medfører noget problem for jævnstrømskondensatorer. CE er emitteren bypass kondensator og RE er også en forspændende modstand. CC1 og CC2 er koblingskondensatorerne.
Hartley Oscillator Circuit
Når jævnstrømsforsyningen (Vcc) gives til kredsløbet, begynder kollektorstrømmen at stige og begynder med opladningen af kondensatoren C. Når kondensator C er fuldt opladet, begynder den at aflade gennem L1 og L2 og igen begynder at oplade.
Denne tilbage-og-fjerde spændingsbølgeform er en sinusbølge, som er en lille og fører med sin negative ændring. Det vil til sidst dø ud, medmindre det forstærkes.
Nu kommer transistoren ind i billedet. Sinusbølgen genereret af tank kredsløbet er koblet til bunden af transistoren gennem kondensatoren CC1.
Da transistoren er konfigureret som fælles-emitter, tager den input fra tank kredsløb og inverterer den til en standard sinusbølge med en førende positiv ændring.
Transistoren tilvejebringer således forstærkning sammen med inversion for at forstærke og korrigere det signal, der genereres af tankkredsløbet. Den gensidige induktans mellem L1 og L2 tilvejebringer feedback fra energi fra kollektor-emitter kredsløb til basis-emitter kredsløb.
Frekvensen af svingninger i dette kredsløb er
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Hvor Leq er den samlede induktans af spoler i tankens kredsløb er angivet som
Leq = L1 + L2 + 2M
For et praktisk kredsløb, hvis L1 = L2 = L og den gensidige induktans overses, så kan svingningsfrekvensen forenkles som
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Hartley Oscillator Circuit ved hjælp af Op-Amp
Hartley-oscillatoren kan implementeres af ved hjælp af en operationsforstærker og dets typiske arrangement er vist i nedenstående figur. Denne type kredsløb letter forstærkningsjusteringen ved hjælp af feedbackmodstand og inputmodstand.
I transistoriseret Hartley-oscillator afhænger forstærkningen op af tankkredsløbselementerne som L1 og L2, mens i Op-amp-oscillatorforstærkning er mindre afhænger af tankkredsløbselementerne og giver dermed større frekvensstabilitet.
Hartley Oscillator ved hjælp af Op-Amp
Driften af dette kredsløb svarer til transistorversionen af Hartley-oscillatoren. Sinusbølgen genereres af feedback-kredsløbet, og den er koblet til op-amp sektionen. Derefter stabiliseres denne bølge og inverteres af forstærkeren.
Frekvensen af en oscillator varieres ved hjælp af en variabel kondensator i tankkredsløbet, idet feedback-forholdet holdes, og amplituden af output er konstant over et frekvensområde. Frekvensen af oscillationer for denne type oscillator er den samme som den ovennævnte oscillator og er angivet som
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Hvor: Leq = L1 + L2 + 2M
Eller
Leq = L1 + L2
For at generere svingningen fra dette kredsløb skal forstærkerforstærkningen vælges større end eller mindst lig med forholdet mellem to induktanser.
Av = L1 / L2
Hvis den gensidige induktans eksisterer mellem L1 og L2, fordi den fælles kerne af disse to spoler, bliver gevinsten
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Fordele
- I stedet for to separate spoler L1 og L2 kan der bruges en enkelt spole med blottet ledning, og spolen jordes på et hvilket som helst ønsket sted sammen med den.
- Ved at bruge en variabel kondensator eller ved at gøre kernen bevægelig (varierende induktansen) kan svingningsfrekvensen varieres.
- Meget få komponenter er nødvendige, inklusive enten to faste induktorer eller en tappet spole.
- Udgangens amplitude forbliver konstant over arbejdsfrekvensområdet.
Ulemper
- Den kan ikke bruges som en lavfrekvent oscillator, da induktorernes værdi bliver stor, og induktorernes størrelse bliver stor.
- Det harmoniske indhold i output fra denne oscillator er meget højt, og det er derfor ikke egnet til applikationer, der kræver en ren sinusbølge.
Ansøgninger
- Hartley-oscillatoren skal fremstille en sinusbølge med den ønskede frekvens
- Hartley-oscillatorer bruges hovedsageligt som radiomodtagere. Bemærk også, at det på grund af dets brede frekvensområde er den mest populære oscillator
- Hartley-oscillatoren er velegnet til svingninger inden for RF (radiofrekvens), op til 30 MHz
Således handler det hele om Hartley-oscillatorkredsløbsteoriens arbejde og applikationer. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept. Desuden er enhver tvivl om dette koncept eller elektriske og elektroniske projekter , bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er Hartley Oscillators hovedfunktion?
Fotokreditter:
