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Oscillateur de Hartley et théorie de l'oscillateur de Hartley

Oscillateur

L'un des principaux inconvénients de la base LCLe circuit oscillateur que nous avons examiné dans le didacticiel précédent est qu’ils n’ont aucun moyen de contrôler l’amplitude des oscillations et qu’il est également difficile d’ajuster l’oscillateur à la fréquence requise. Si le couplage électromagnétique cumulé entre L1 et moi2 trop petite, le retour d’information serait insuffisant et les oscillations finiraient par disparaître.

De même, si le retour était trop fort, leles oscillations continueraient d'augmenter en amplitude jusqu'à ce qu'elles soient limitées par les conditions de circuit produisant une distorsion du signal. Il devient donc très difficile d’ajuster l’oscillateur.

Cependant, il est possible de restituer exactement lebonne quantité de tension pour les oscillations d'amplitude constante. Si nous renvoyons plus que nécessaire, l’amplitude des oscillations peut être contrôlée en polarisant l’amplificateur de telle sorte que si les oscillations augmentent en amplitude, la polarisation est augmentée et le gain de l’amplificateur réduit.

Si l'amplitude des oscillations diminuela polarisation diminue et le gain de l'amplificateur augmente, augmentant ainsi le retour. De cette façon, l’amplitude des oscillations est maintenue constante en utilisant un processus appelé Biais de base automatique.

Un gros avantage du biais de base automatique dans unL’oscillateur contrôlé en tension permet d’optimiser l’efficacité de l’oscillateur en fournissant une condition de polarisation de classe B ou même de classe C du transistor. Cela présente l'avantage que le courant de collecteur ne circule que pendant une partie du cycle d'oscillation, de sorte que le courant de collecteur au repos est très faible. Ensuite, ce circuit d’oscillateur de base «à syntonisation automatique» constitue l’un des types les plus courants de configurations d’oscillateur à rétroaction résonante parallèle à Oscillateur Hartley circuit.

circuit de réservoir d'oscillateur hartley
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Circuit de réservoir d'oscillateur Hartley

dans le Oscillateur Hartley le circuit LC accordé est connecté entre lecollecteur et la base d'un amplificateur à transistor. En ce qui concerne la tension oscillatoire, l'émetteur est connecté à un point de dérivation situé sur la bobine du circuit accordé.

La partie rétroaction du circuit de réservoir LC accordé provient de la prise centrale de la bobine d'inductance ou même de deux bobines séparées en série qui sont en parallèle avec un condensateur variable, C, comme indiqué.

Le circuit de Hartley est souvent appelé unOscillateur à inductance divisée car la bobine L est taraudée au centre. En effet, l'inductance L agit comme deux bobines séparées très proches du courant circulant dans la section de bobine XY induisant un signal dans la section de bobine YZ située en dessous.

Un circuit oscillateur Hartley peut être fabriqué à partir detoute configuration utilisant une seule bobine à prise (semblable à un autotransformateur) ou une paire de bobines connectées en série en parallèle avec un seul condensateur, comme indiqué ci-dessous.

Conception de base des oscillateurs Hartley

circuit oscillateur hartley

Lorsque le circuit oscille, la tension au point X (collecteur), par rapport au point Y (émetteur), est de 180o déphasé avec la tension au point Z (base)par rapport au point Y. À la fréquence d'oscillation, l'impédance de la charge du collecteur est résistive et une augmentation de la tension de base entraîne une diminution de la tension du collecteur.

Puis il y a un 180o changement de phase dans la tension entre la base et le collecteur et ce avec le 180 d'origineo le déphasage dans la boucle de retour fournit la relation de phase correcte du retour positif pour le maintien des oscillations.

La quantité de retour dépend de la positiondu "point de taraudage" de l'inducteur. Si cela est déplacé plus près du collecteur, la quantité de retour est augmentée, mais la sortie prise entre le collecteur et la terre est réduite et inversement. Les résistances R1 et R2 fournissent la polarisation CC stabilisante habituelle pour le transistor de la manière habituelle, tandis que les condensateurs agissent comme des condensateurs bloquant le courant continu.

Dans ce Oscillateur Hartley circuit, le courant du collecteur CC circule dans une partie de la bobine et c’est pour cette raison que le circuit est dit «alimenté en série», la fréquence d’oscillation de l’oscillateur de Hartley étant définie par.

équation de fréquence d'oscillateur de hartley

Note: LT est l'inductance totale couplée cumulativement si deux bobines distinctes sont utilisées, y compris leur inductance mutuelle, M.

La fréquence des oscillations peut être ajustée paren faisant varier le condensateur «d'accord» C ou en faisant varier la position du noyau de poussière de fer à l'intérieur de la bobine (accord inductif), ce qui permet d'obtenir une sortie sur une large plage de fréquences, ce qui facilite grandement l'accord. Également Oscillateur Hartley produit une amplitude de sortie constante sur toute la plage de fréquences.

En plus de l'oscillateur Hartley alimenté en série ci-dessus, il est également possible de connecter le circuit de réservoir accordé à l'amplificateur en tant qu'oscillateur alimenté en dérivation, comme indiqué ci-dessous.

Circuit oscillateur Hartley alimenté par shunt

circuit oscillateur hartley alimenté par shunt

Dans le circuit oscillateur Hartley alimenté par shunt, les deuxles composants CA et CC du courant du collecteur ont des chemins distincts autour du circuit. Étant donné que la composante continue est bloquée par le condensateur, C2 n’entre pas de courant continu dans la bobine inductive, une perte de L et moins est gaspillée dans le circuit accordé.

La bobine de radiofréquence (RFC), L2, est un starter RFqui a une réactance élevée à la fréquence des oscillations, de sorte que la majeure partie du courant RF est appliquée au circuit de réservoir d’accord LC via un condensateur, C2 lorsque la composante continue passe par L2 jusqu’à l’alimentation. Une résistance pourrait être utilisée à la place de la bobine RFC, L2, mais l'efficacité serait moindre.

Hartley Oscillator Exemple N ° 1

UNE Oscillateur Hartley circuit ayant deux inducteurs individuels de 0.5 mH chacun sont conçus pour résonner en parallèle avec un condensateur variable ajustable entre 100 pF et 500 pF. Déterminez les fréquences d’oscillation supérieure et inférieure ainsi que la largeur de bande des oscillateurs Hartley.

Ci-dessus, nous pouvons calculer la fréquence des oscillations pour un oscillateur Hartley comme suit:

fréquence d'oscillation

Le circuit se compose de deux bobines inductives en série, ainsi l'inductance totale est donnée comme suit:

inductance d'oscillateur de hartley

Hartley Oscillator Fréquence supérieure

fréquence supérieure de l'oscillateur hartley

Hartley Oscillator Basse Fréquence

fréquence d'oscillateur hartley

Bande passante oscillateur Hartley

largeur de bande de l'oscillateur hartley

Hartley Oscillator utilisant un ampli-op

En plus d'utiliser un transistor à jonction bipolaire(BJT) en tant qu’étage actif des amplificateurs de l’oscillateur Hartley, nous pouvons également utiliser un transistor à effet de champ (FET) ou un amplificateur opérationnel (op-amp). Le fonctionnement d'un Oscillateur Hartley est exactement le même que pour la version transistorisée avec une fréquence de fonctionnement calculée de la même manière. Considérez le circuit ci-dessous.

Circuit amplificateur opérationnel oscillateur Hartley

conception d'ampli-oscillateur hartley

L’avantage de construire un Oscillateur Hartley en utilisant un amplificateur opérationnel comme actifl’étage est que le gain de l’op-amp peut être très facilement ajusté à l’aide des résistances de contre-réaction R1 et R2. Comme avec l'oscillateur à transistor ci-dessus, le gain du circuit doit être égal ou légèrement supérieur au rapport L1 / L2. Si les deux bobines inductives sont enroulées sur un noyau commun et qu'il existe une inductance mutuelle M, le rapport devient (L1 + M) / (L2 + M).

Résumé de l'oscillateur Hartley

Ensuite, pour résumer, le Oscillateur Hartley se compose d'un circuit de réservoir résonateur LC parallèledont la rétroaction est obtenue au moyen d’un diviseur inductif. Comme la plupart des circuits oscillateurs, l'oscillateur Hartley existe sous plusieurs formes, la forme la plus courante étant le circuit à transistor ci-dessus.

Ce Oscillateur Hartley la configuration a un circuit de réservoir accordé avec sonbobine résonnante engagée pour renvoyer une fraction du signal de sortie à l'émetteur du transistor. La sortie de l'émetteur des transistors étant toujours "en phase" avec la sortie du collecteur, ce signal de retour est positif. La fréquence d'oscillation qui est une tension sinusoïdale est déterminée par la fréquence de résonance du circuit de réservoir.

Dans le prochain tutoriel sur les oscillateurs, nous allonsRegardez un autre type de circuit d'oscillateur LC qui est l'opposé de l'oscillateur de Hartley appelé Oscillateur de Colpitts. L'oscillateur Colpitts utilise deux condensateurs en série pour former une capacité à prise centrale en parallèle avec une seule inductance au sein de son circuit de réservoir résonant.

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