/ / Hartley Oscillator e Hartley Oscillator Theory

Hartley Oscillator e Hartley Oscillator Theory

Oscillatore

Uno dei principali svantaggi della LC di baseIl circuito dell'oscillatore che abbiamo visto nel tutorial precedente è che non hanno modo di controllare l'ampiezza delle oscillazioni e inoltre è difficile sintonizzare l'oscillatore sulla frequenza richiesta. Se l'accoppiamento elettromagnetico cumulativo tra L1 e io2 è troppo piccolo, non ci sarebbe un feedback sufficiente e le oscillazioni alla fine moriranno a zero.

Allo stesso modo se il feedback fosse troppo fortele oscillazioni continuerebbero ad aumentare di ampiezza fino a quando non fossero limitate dalle condizioni del circuito che producono la distorsione del segnale. Quindi diventa molto difficile "sintonizzare" l'oscillatore.

Tuttavia, è possibile alimentare esattamente ilgiusta quantità di tensione per oscillazioni di ampiezza costante. Se torniamo indietro di più del necessario l'ampiezza delle oscillazioni può essere controllata polarizzando l'amplificatore in modo tale che se le oscillazioni aumentano di ampiezza, il bias viene aumentato e il guadagno dell'amplificatore viene ridotto.

Se l'ampiezza delle oscillazioni diminuisceil bias diminuisce e il guadagno dell'amplificatore aumenta, aumentando così il feedback. In questo modo l'ampiezza delle oscillazioni viene mantenuta costante usando un processo noto come Bias di base automatico.

Un grande vantaggio del bias di base automatico in al'oscillatore controllato in tensione, è che l'oscillatore può essere reso più efficiente fornendo una polarizzazione di Classe B o anche una condizione di polarizzazione di Classe C del transistor. Ciò ha il vantaggio che la corrente del collettore scorre solo durante una parte del ciclo di oscillazione, quindi la corrente di collettore di riposo è molto piccola. Quindi questo circuito di oscillazione di base "auto-tuning" forma uno dei tipi più comuni di configurazioni di oscillatori di feedback a risonanza paralleli LC chiamati Hartley Oscillator circuito.

circuito del serbatoio dell'oscillatore di hartley
</ P>

Hartley Oscillator Tank Circuit

Nel Hartley Oscillator il circuito LC accordato è collegato tra ilcollettore e base di un amplificatore a transistor. Per quanto riguarda la tensione oscillatoria, l'emettitore è collegato a un punto di contatto sulla bobina del circuito sintonizzato.

La parte di feedback del circuito del serbatoio LC sintonizzato viene presa dal rubinetto centrale della bobina dell'induttore o anche due bobine separate in serie che sono in parallelo con un condensatore variabile, C come mostrato.

Il circuito di Hartley è spesso chiamato aoscillatore a induttanza divisa perché la bobina L è centrata. In effetti, l'induttanza L agisce come due bobine separate molto vicine alla corrente che attraversa la sezione di bobina XY induce un segnale nella sezione di bobina YZ sotto.

È possibile creare un circuito Oscillator Hartleyqualsiasi configurazione che utilizza una singola bobina maschiata (simile a un autotrasformatore) o una coppia di bobine collegate in serie in parallelo con un singolo condensatore come mostrato di seguito.

Hartley Oscillator Design di base

circuito dell'oscillatore di hartley

Quando il circuito è oscillante, la tensione al punto X (collettore), rispetto al punto Y (emettitore), è 180o sfasato con la tensione nel punto Z (base)relativo al punto Y. Alla frequenza di oscillazione, l'impedenza del carico del collettore è resistiva e un aumento della tensione di base provoca una diminuzione della tensione del collettore.

Poi c'è un 180o cambiamento di fase nella tensione tra Base e Collector e questo insieme all'originale 180o lo sfasamento nel circuito di retroazione fornisce la corretta relazione di fase del feedback positivo per le oscillazioni da mantenere.

La quantità di feedback dipende dalla posizionedel "punto di presa" dell'induttore. Se questo viene spostato più vicino al collettore, viene aumentata la quantità di feedback, ma l'uscita tra il Collector e la terra viene ridotta e viceversa. I resistori, R1 e R2 forniscono la consueta polarizzazione DC stabilizzante per il transistor nel modo normale mentre i condensatori agiscono come condensatori di blocco DC.

In questo Hartley Oscillator circuito, la corrente DC Collector scorre attraverso una parte della bobina e per questo motivo si dice che il circuito è "alimentato in serie" con la frequenza di oscillazione dell'Hardley Oscillator dato come.

equazione di frequenza dell'oscillatore di hartley

Nota: LT è l'induttanza cumulata totale se vengono utilizzate due bobine separate compresa la loro induttanza reciproca, M.

La frequenza delle oscillazioni può essere regolata davariando il condensatore "tuning", C o variando la posizione del nucleo di polvere di ferro all'interno della bobina (sintonizzazione induttiva) dando un'uscita su un'ampia gamma di frequenze che lo rende molto facile da sintonizzare. Anche il Hartley Oscillator produce un'ampiezza di uscita che è costante per l'intera gamma di frequenze.

Oltre all'Hardley Oscillator alimentato in serie sopra, è anche possibile collegare il circuito del serbatoio sintonizzato attraverso l'amplificatore come un oscillatore alimentato a shunt come mostrato di seguito.

Hartley Oscillator Circuit alimentato a shunt

circuito oscillatore hartley alimentato a shunt

Nel circuito dell'oscillatore Hartley alimentato a shunt, entrambii componenti CA e CC della corrente del collettore hanno percorsi separati attorno al circuito. Poiché il componente CC è bloccato dal condensatore, C2 non passa attraverso la bobina induttiva, L e meno energia viene sprecata nel circuito sintonizzato.

La Radio Frequency Coil (RFC), L2 è un induttanza RFche ha un'alta reattanza alla frequenza delle oscillazioni in modo tale che la maggior parte della corrente RF venga applicata al circuito del serbatoio di sintonizzazione LC tramite il condensatore, C2 mentre il componente CC passa attraverso L2 all'alimentatore. Un resistore potrebbe essere utilizzato al posto della bobina RFC, L2 ma l'efficienza sarebbe inferiore.

Hartley Oscillator Esempio n

UN Hartley Oscillator circuito con due singoli induttori di 0.5mH ciascuno, sono progettati per risuonare in parallelo con un condensatore variabile che può essere regolato tra 100pF e 500pF. Determina le frequenze superiori e inferiori dell'oscillazione e anche la larghezza di banda degli oscillatori Hartley.

Da sopra possiamo calcolare la frequenza delle oscillazioni per un oscillatore Hartley come:

frequenza di oscillazione

Il circuito consiste di due bobine induttive in serie, quindi l'induttanza totale è data come:

induttanza dell'oscillatore hartley

Hartley Oscillator Upper Frequency

oscillatore hartley frequenza superiore

Hartley Oscillator Lower Frequency

oscillatore hartley a bassa frequenza

Hartley Oscillator Bandwidth

larghezza di banda dell'oscillatore di hartley

Hartley Oscillator che usa un amplificatore operazionale

Oltre a utilizzare un transistor a giunzione bipolare(BJT) come stadio attivo degli amplificatori dell'oscillatore Hartley, possiamo anche usare un transistor ad effetto di campo, (FET) o un amplificatore operazionale, (amplificatore operazionale). L'operazione di un Op-amp Hartley Oscillator è esattamente la stessa della versione transistorizzata con la frequenza di funzionamento calcolata nello stesso modo. Considera il circuito qui sotto.

Circuito Op-amp Oscillatore Hartley

design op-amp dell'oscillatore hartley

Il vantaggio di costruire a Hartley Oscillator utilizzando un amplificatore operazionale come attivolo stadio è che il guadagno dell'amplificatore operazionale può essere facilmente regolato usando i resistori di retroazione R1 e R2. Come per l'oscillatore transistorizzato di cui sopra, il guadagno del circuito deve essere uguale o leggermente superiore al rapporto di L1 / L2. Se le due bobine induttive sono avvolte su un nucleo comune e l'induttanza mutua M esiste, allora il rapporto diventa (L1 + M) / (L2 + M).

Riassunto dell'oscillatore Hartley

Quindi per riassumere, il Hartley Oscillator consiste in un circuito parallelo del serbatoio risonatore LCil cui feedback è ottenuto attraverso un divisore induttivo. Come la maggior parte dei circuiti dell'oscillatore, l'oscillatore Hartley esiste in varie forme, con la forma più comune essendo il circuito a transistor sopra.

Questo Hartley Oscillator configurazione ha un circuito serbatoio sintonizzato con il suobobina risonante tappata per alimentare una frazione del segnale di uscita all'emettitore del transistor. Poiché l'uscita dell'emettitore di transistor è sempre "in fase" con l'uscita sul collettore, questo segnale di retroazione è positivo. La frequenza di oscillazione che è una tensione sinusoidale è determinata dalla frequenza di risonanza del circuito del serbatoio.

Nel prossimo tutorial sugli Oscillatori, lo faremoguarda un altro tipo di circuito dell'oscillatore LC che è l'opposto dell'oscillatore Hartley chiamato Colpitts Oscillator. L'oscillatore Colpitts utilizza due condensatori in serie per formare una capacità tappata centrale in parallelo con una singola induttanza all'interno del suo circuito del serbatoio di risonanza.

Commenti (0)
Aggiungi un commento