/ / / Hartley Oscillator και Hartley Oscillator Theory

Hartley Oscillator και Hartley Oscillator Θεωρία

Ταλαντωτής

Ένα από τα κύρια μειονεκτήματα της βασικής LCΚύκλωμα ταλαντωτών που εξετάσαμε στο προηγούμενο εκπαιδευτικό είναι ότι δεν έχουν κανένα μέσο για τον έλεγχο του εύρους των ταλαντώσεων και επίσης, είναι δύσκολο να συντονιστεί ο ταλαντωτής στην απαιτούμενη συχνότητα. Εάν η σωρευτική ηλεκτρομαγνητική ζεύξη μεταξύ L1 και εγώ2 είναι πολύ μικρό θα υπήρχε ανεπαρκής ανάδραση και οι ταλαντώσεις τελικά θα πεθάνουν στο μηδέν.

Ομοίως αν η ανατροφοδότηση ήταν πολύ ισχυρήοι ταλαντώσεις θα συνεχίσουν να αυξάνονται σε πλάτος έως ότου περιορίζονται από τις συνθήκες κυκλώματος που προκαλούν παραμόρφωση σήματος. Έτσι γίνεται πολύ δύσκολο να "συντονιστείτε" ο ταλαντωτής.

Ωστόσο, είναι δυνατό να τροφοδοτήσετε ακριβώς τοσωστή ποσότητα τάσης για ταλαντώσεις σταθερού εύρους. Αν τροφοδοτούμε περισσότερο από το αναγκαίο, το πλάτος των ταλαντώσεων μπορεί να ελεγχθεί με την πόλωση του ενισχυτή με τέτοιο τρόπο ώστε αν οι ταλαντώσεις αυξάνονται στο πλάτος, η κλίση αυξάνεται και το κέρδος του ενισχυτή μειώνεται.

Αν το πλάτος των ταλαντώσεων μειωθείη μεροληψία μειώνεται και το κέρδος του ενισχυτή αυξάνεται, αυξάνοντας έτσι την ανατροφοδότηση. Με τον τρόπο αυτό το εύρος των ταλαντώσεων διατηρείται σταθερό χρησιμοποιώντας μια διαδικασία γνωστή ως Αυτόματη παρεμβολή βάσης.

Ένα μεγάλο πλεονέκτημα της αυτόματης μεροληψίας βάσης σε έναείναι ότι ο ταλαντωτής μπορεί να γίνει πιο αποδοτικός παρέχοντας μια τάση-Β μεροληψία ή ακόμα και μια τάξη-C προκατάληψη του τρανζίστορ. Αυτό έχει το πλεονέκτημα ότι το ρεύμα συλλέκτη ρέει μόνο κατά τη διάρκεια ενός μέρους του κύκλου ταλάντωσης, έτσι ώστε το ρεύμα συλλογής που βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας να είναι πολύ μικρό. Στη συνέχεια, αυτό το κύκλωμα ταλαντωτή βάσης "αυτόματης ρύθμισης" αποτελεί έναν από τους συνηθέστερους τύπους παραλλαγών ταλαντωτή ανάδρασης με παράλληλη LC, που ονομάζεται Hartley Oscillator κύκλωμα.

κύκλωμα δεξαμενής ταλαντωτή hartley
</ p>

Κύκλωμα δεξαμενής ταλαντωτή Hartley

Στο Hartley Oscillator το συντονισμένο κύκλωμα LC συνδέεται μεταξύ τουσυλλέκτη και τη βάση ενός ενισχυτή τρανζίστορ. Όσον αφορά την τάση ταλαντώσεων, ο πομπός συνδέεται με ένα σημείο βρύσης στο συντονισμένο πηνίο κυκλώματος.

Το τμήμα ανατροφοδότησης του συντονισμένου κυκλώματος δεξαμενής LC λαμβάνεται από την κεντρική βρύση του πηνίου επαγωγής ή ακόμη και από δύο ξεχωριστά πηνία σε σειρά τα οποία είναι παράλληλα με έναν μεταβλητό πυκνωτή C όπως φαίνεται.

Το κύκλωμα Hartley αναφέρεται συχνά ως αsplit-inductance oscillator επειδή το πηνίο L είναι κεντραρισμένο. Στην πραγματικότητα, η αυτεπαγωγή L δρα σαν δύο χωριστά πηνία σε πολύ στενή γειτνίαση με το ρεύμα που ρέει διαμέσου του τμήματος σπειρών XY προκαλεί ένα σήμα στο τμήμα πηνίου YZ παρακάτω.

Μπορεί να κατασκευαστεί κύκλωμα ταλαντωτή Hartleyκάθε διαμόρφωση που χρησιμοποιεί είτε ένα απλό πηνίο (παρόμοιο με αυτόματη μετασχηματιστή) είτε ένα ζεύγος σειριακά συνδεδεμένων πηνίων παράλληλα με έναν μόνο πυκνωτή όπως φαίνεται παρακάτω.

Βασικός σχεδιασμός ταλαντωτή Hartley

hartley κύκλωμα ταλαντωτή

Όταν το κύκλωμα ταλαντεύεται, η τάση στο σημείο Χ (συλλέκτης), σε σχέση με το σημείο Υ (πομπός), είναι 180o εκτός φάσης με την τάση στο σημείο Ζ (βάση)σε σχέση με το σημείο Υ. Στη συχνότητα ταλάντωσης, η αντίσταση του φορτίου του συλλέκτη είναι αντίσταση και μια αύξηση στην τάση βάσης προκαλεί μείωση της τάσης του συλλέκτη.

Έπειτα, υπάρχει 180o αλλαγή φάσης στην τάση μεταξύ της Βάσης και του Συλλέκτη και αυτό μαζί με το πρωτότυπο 180o η μετατόπιση φάσης στον βρόχο ανατροφοδότησης παρέχει τη σωστή σχέση φάσης θετικής ανατροφοδότησης για τη διατήρηση των ταλαντώσεων.

Το ποσό της ανάδρασης εξαρτάται από τη θέσητου "σημείου πρόσκρουσης" του επαγωγέα. Αν αυτό κινείται πλησιέστερα στον συλλέκτη, αυξάνεται η ποσότητα της ανατροφοδότησης, αλλά μειώνεται η έξοδος που λαμβάνεται μεταξύ του συλλέκτη και της γης και αντίστροφα. Οι αντιστάτες R1 και R2 παρέχουν τη συνήθη σταθεροποιητική τάση DC για το τρανζίστορ με τον κανονικό τρόπο, ενώ οι πυκνωτές δρουν ως πυκνωτές μπλοκαρίσματος DC.

Σε αυτό Hartley Oscillator κύκλωμα, το ρεύμα συλλεκτών συνεχούς ρεύματος ρέει μέσω ενός τμήματος του πηνίου και για αυτό το λόγο το κύκλωμα λέγεται ότι είναι "τροφοδοτούμενο από σειρά" με τη συχνότητα ταλάντωσης του ταλαντωτή Hartley να δίνεται ως.

hartley εξίσωση συχνότητας ταλαντωτή

Σημείωση: LΤ είναι η συνολική αθροιστικά συζευγμένη αυτεπαγωγή αν χρησιμοποιούνται δύο ξεχωριστά πηνία συμπεριλαμβανομένης της αμοιβαίας τους επαγωγής, Μ.

Η συχνότητα των ταλαντώσεων μπορεί να ρυθμιστεί μεμεταβάλλοντας τον πυκνωτή "συντονισμού", C ή μεταβάλλοντας τη θέση του πυρήνα σκονής σιδήρου μέσα στο πηνίο (επαγωγικός συντονισμός) δίνοντας μια έξοδο σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, καθιστώντας τον πολύ εύκολο να συντονιστείτε. Επίσης το Hartley Oscillator παράγει πλάτος εξόδου το οποίο είναι σταθερό σε ολόκληρη την περιοχή συχνοτήτων.

Εκτός από τον ταλαντωτή Hartley που τροφοδοτείται με Σειρά παραπάνω, είναι επίσης δυνατή η σύνδεση του συντονισμένου κυκλώματος δεξαμενής στον ενισχυτή ως ταλαντωτής με τροφοδοσία διανομής όπως φαίνεται παρακάτω.

Συγχρονισμένο κύκλωμα ταλαντωτή Hartley

παράκαμψη-τροφοδοτημένο κύκλωμα ταλαντωτή hartley

Στο κύκλωμα ταλαντωτή Hartley, που τροφοδοτήσαμε μαζί, και τα δύοτα στοιχεία AC και DC του ρεύματος του Συλλέκτη έχουν ξεχωριστές διαδρομές γύρω από το κύκλωμα. Δεδομένου ότι το στοιχείο DC είναι μπλοκαρισμένο από τον πυκνωτή, το C2 δεν διέρχεται DC μέσω του επαγωγικού πηνίου, L και λιγότερη ισχύς χάνεται στο συντονισμένο κύκλωμα.

Το πηνίο ραδιοσυχνοτήτων (RFC), το L2 είναι ένα RF chokeη οποία έχει υψηλή αντίδραση στην συχνότητα των ταλαντώσεων έτσι ώστε το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος RF να εφαρμόζεται στο κύκλωμα της δεξαμενής συντονισμού LC μέσω του πυκνωτή C2, καθώς η συνιστώσα συνεχούς ρεύματος διαπερνά το L2 στην τροφοδοσία ρεύματος. Μια αντίσταση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη θέση του πηνίου RFC, L2 αλλά η απόδοση θα ήταν μικρότερη.

Hartley Oscillator Παράδειγμα Νο1

ΕΝΑ Hartley Oscillator κύκλωμα που έχει δύο μεμονωμένους επαγωγείς 0.5mH το καθένα, έχουν σχεδιαστεί για να συντονίζονται παράλληλα με μεταβλητό πυκνωτή που μπορεί να ρυθμιστεί μεταξύ 100pF και 500pF. Καθορίστε τις ανώτερες και τις κατώτερες συχνότητες ταλάντωσης καθώς και το εύρος ζώνης ταλαντωτών Hartley.

Από τα παραπάνω μπορούμε να υπολογίσουμε τη συχνότητα των ταλαντώσεων για έναν ταλαντωτή Hartley όπως:

συχνότητα ταλάντωσης

Το κύκλωμα αποτελείται από δύο επαγωγικά πηνία σε σειρά, έτσι ώστε η συνολική επαγωγή δίδεται ως:

hartley ταλαντωτή επαγωγή

Hartley Oscillator Upper Frequency

hartley ταλαντωτή ανώτερη συχνότητα

Hartley Oscillator Χαμηλή συχνότητα

Χαμηλή συχνότητα ταλαντωτή hartley

Hartley Oscillator Bandwidth

hartley εύρος ζώνης ταλαντωτή

Hartley Oscillator χρησιμοποιώντας ένα Op-amp

Εκτός από τη χρήση ενός διπολικού τρανζίστορ διασταύρωσης(BJT) ως το ενεργό στάδιο των ενισχυτών του ταλαντωτή Hartley, μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε είτε ένα τρανζίστορ πεδίου φαινόμενου, είτε ένα λειτουργικό ενισχυτή (op-amp). Η λειτουργία ενός Οπ-ενισχυτής Hartley ταλαντωτής είναι ακριβώς το ίδιο όπως για την τρανσιστορισμένη έκδοση με τη συχνότητα λειτουργίας που υπολογίζεται με τον ίδιο τρόπο. Εξετάστε το παρακάτω κύκλωμα.

Κύκλωμα Op-amp του Hartley Oscillator

hartley ταλαντωτή op-ενισχυτή σχεδιασμού

Το πλεονέκτημα της κατασκευής ενός Hartley Oscillator χρησιμοποιώντας έναν ενεργό ενισχυτή ως ενεργόστάδιο είναι ότι το κέρδος του op-amp μπορεί να ρυθμιστεί πολύ εύκολα χρησιμοποιώντας τις αντιστάσεις ανατροφοδότησης R1 και R2. Όπως και με τον ταλαντωτή με τρανζίστορ παραπάνω, το κέρδος του κυκλώματος πρέπει να είναι ίσο ή ελαφρώς μεγαλύτερο από το λόγο L1 / L2. Αν τα δύο επαγωγικά πηνία τυλιχθούν σε ένα κοινό πυρήνα και υπάρχει αμοιβαία επαγωγή M τότε ο λόγος γίνεται (L1 + M) / (L2 + M).

Η σύνοψη του Hartley Oscillator

Στη συνέχεια, για να συνοψίσω, το Hartley Oscillator αποτελείται από ένα παράλληλο κύκλωμα δεξαμενής συντονισμού LCτων οποίων η ανατροφοδότηση επιτυγχάνεται μέσω ενός επαγωγικού διαχωριστή. Όπως και τα περισσότερα κυκλώματα ταλαντωτών, ο ταλαντωτής Hartley υπάρχει σε διάφορες μορφές, με την πιο κοινή μορφή να είναι το κύκλωμα του τρανζίστορ παραπάνω.

Αυτό Hartley Oscillator η διαμόρφωση έχει ένα συντονισμένο κύκλωμα δεξαμενής με τοσυντονισμένο πηνίο για να τροφοδοτήσει ένα κλάσμα του σήματος εξόδου πίσω στον εκπομπό του τρανζίστορ. Δεδομένου ότι η έξοδος του εκπομπού των τρανζίστορ είναι πάντοτε "σε φάση" με την έξοδο του συλλέκτη, αυτό το σήμα ανάδρασης είναι θετικό. Η ταλαντούμενη συχνότητα που είναι τάση ημιτονοειδούς κύματος καθορίζεται από τη συχνότητα συντονισμού του κυκλώματος δεξαμενής.

Στο επόμενο φροντιστήριο για τους Ταλαντωτές, θα το κάνουμεκοιτάξτε έναν άλλο τύπο κύκλωμα ταλαντωτή LC που είναι το αντίθετο από τον ταλαντωτή Hartley που ονομάζεται Colpitts Oscillator. Ο ταλαντωτής Colpitts χρησιμοποιεί δύο πυκνωτές σε σειρά για να σχηματίσει μια κεντρική χωρητική χωρητικότητα παράλληλα με μία απλή επαγωγή μέσα στο κυκλωματικό κύκλωμα της δεξαμενής.

Σχόλια (0)
Πρόσθεσε ένα σχόλιο