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하틀리 발진기 및 하틀리 발진기 이론

발진기

기본 LC의 주요 단점 중 하나이전 튜토리얼에서 살펴본 발진기 회로는 발진의 진폭을 제어 할 수있는 수단이 없으며 필요한 주파수로 발진기를 튜닝하기도 힘듭니다. L 사이의 누적 전자기 커플 링1 그리고 나2 너무 작 으면 피드백이 충분하지 않고 진동은 결국 0으로 사라집니다.

마찬가지로 피드백이 너무 강하면발진은 신호 왜곡을 발생시키는 회로 조건에 의해 제한 될 때까지 진폭이 계속 증가합니다. 그래서 오실레이터를 "튜닝"하는 것은 매우 어려워집니다.

그러나 정확히 다시 피드 할 수 있습니다.일정한 진폭 진동을위한 적당한 양의 전압. 필요한 것 이상으로 피드백하면, 진동 진폭이 증가하면 바이어스가 증가하고 증폭기의 이득이 감소하는 방식으로 증폭기를 바이어 싱함으로써 진동 진폭을 제어 할 수 있습니다.

진동의 진폭이 감소하면바이어스가 감소하고 증폭기의 이득이 증가하여 피드백이 증가한다. 이러한 방식으로 진동의 진폭은 다음과 같은 프로세스를 사용하여 일정하게 유지됩니다. 자동베이스 바이어스.

자동베이스 바이어스의 큰 이점트랜지스터의 클래스 -B 바이어스 또는 클래스 -C 바이어스 조건을 제공함으로써 오실레이터가보다 효율적으로 만들어 질 수 있다는 점이다. 이것은 발진 사이클의 일부 동안 컬렉터 전류 만 흐르게함으로써 대기 컬렉터 전류가 매우 적다는 이점이 있습니다. 그런 다음이 "자체 조정"기본 오실레이터 회로는 가장 일반적인 유형의 LC 병렬 공진 피드백 오실레이터 구성을 형성합니다. 하틀리 발진기 회로.

하틀리 발진기 탱크 회로
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하틀리 발진기 탱크 회로

에서 하틀리 발진기 동조 된 LC 회로는컬렉터 및 트랜지스터 증폭기의베이스에 연결된다. 발진 전압에 관한 한 이미 터는 동조 회로 코일의 태핑 지점에 연결됩니다.

동조 된 LC 탱크 회로의 피드백 부분은 인덕터 코일의 중앙 탭 또는 그림과 같이 가변 커패시터 C와 병렬 인 두 개의 별도 코일을 직렬로 가져온 것입니다.

Hartley 회로는 종종 a인덕턴스 발진기는 코일 (L)이 센터 태핑 (center-tap)되기 때문에 발생한다. 사실상 인덕턴스 L은 코일 섹션 XY를 통해 흐르는 전류가 매우 근접한 두 개의 개별 코일처럼 작용하여 아래의 코일 섹션 YZ로 신호를 유도합니다.

Hartley 발진기 회로는아래 그림과 같이 단일 탭 코일 (자동 변압기와 유사) 또는 일련의 직렬 연결된 코일을 단일 커패시터와 병렬로 사용하는 모든 구성.

기본 Hartley 발진기 설계

하틀리 발진기 회로

회로가 진동 할 때 지점 Y (이미 터)에 대한 지점 X (컬렉터)의 전압은 180영형 Z상의 전압 (기저부)과 역 위상 (out-of-phase)발진 주파수에서 콜렉터 부하의 임피던스는 저항성이 있고베이스 전압이 증가하면 콜렉터 전압이 감소합니다.

그런 다음 180영형 Base와 Collector 사이의 전압의 위상 변화와 원래의 180영형 피드백 루프의 위상 시프트는 유지 될 진동에 대한 양의 피드백의 정확한 위상 관계를 제공합니다.

피드백의 양은 위치에 따라 다릅니다.인덕터의 "탭핑 포인트"의 이것이 콜렉터에 더 가깝게 이동하면 피드백 량이 증가하지만 콜렉터와 어스간에 취해진 출력은 줄어들고 그 반대도 마찬가지입니다. 저항기 R1과 R2는 정상적인 방식으로 트랜지스터에 일반적으로 안정화 DC 바이어스를 제공하는 반면 커패시터는 DC 블로킹 커패시터로 동작한다.

하틀리 발진기 회로에서 DC 콜렉터 전류가 코일의 일부를 통해 흐르고 이러한 이유로 회로는 Hartley Oscillator의 발진 주파수를 "직렬로 공급"한다고합니다.

하틀리 발진기 주파수 방정식

참고 : L 두 개의 개별 코일이 상호 인덕턴스, M을 포함하여 사용되는 경우 총 누적 결합 인덕턴스이다.

진동 횟수는 다음과 같이 조정할 수 있습니다."튜닝"커패시터를 변화 시키거나 코일 내부의 철분 - 먼지 코어의 위치를 ​​변화시킴으로써 (유도 성 튜닝) 광범위한 주파수 범위의 출력을 제공하여 튜닝이 매우 쉽습니다. 또한 하틀리 발진기 전체 주파수 범위에 걸쳐 일정한 출력 진폭을 생성합니다.

위의 시리즈 피드 Hartley 발진기뿐만 아니라 다음과 같이 션트 피드 오실레이터로 튜닝 된 탱크 회로를 앰프에 연결할 수도 있습니다.

션트 - 피드 Hartley 발진기 회로

분로 형 하틀리 발진 회로

션트 - 피드 Hartley 발진기 회로에서,컬렉터 전류의 AC 및 DC 구성 요소는 회로 주위에 별도의 경로를 가지고 있습니다. DC 성분은 커패시터에 의해 차단되기 때문에 C2는 유도 코일 L을 통해 DC가 흐르지 않고 동조 회로에서 더 적은 전력이 낭비된다.

RF (Radio Frequency Coil), L2는 RF 초크입니다.이는 발진 주파수에서 높은 리액턴스를 가지므로 대부분의 RF 전류는 DC 성분이 L2를 통해 전원으로 통과 할 때 커패시터 C2를 통해 LC 튜닝 탱크 회로에인가된다. RFC 코일 L2 대신에 저항을 사용할 수 있지만 효율성은 떨어집니다.

Hartley 발진기 예 1

에이 하틀리 발진기 0의 2 개의 개별 인덕터를 갖는 회로.각 5mH는 100pF와 500pF 사이에서 조정할 수있는 가변 커패시터와 병렬로 공진하도록 설계되었습니다. 발진의 위 / 아래 주파수와 하틀리 발진기 대역폭을 결정하십시오.

위에서 우리는 Hartley Oscillator의 진동 주파수를 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

발진 주파수

이 회로는 직렬로 연결된 두 개의 유도 코일로 구성되어 있으므로 총 인덕턴스는 다음과 같이 표시됩니다.

하틀리 오실레이터 인덕턴스

하틀리 발진기 상단 주파수

하틀리 발진기 상위 주파수

Hartley 발진기 저주파

하틀리 발진기 낮은 주파수

하틀리 발진기 대역폭

하틀리 발진기 대역폭

Op-amp를 사용하는 Hartley 발진기

뿐만 아니라 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 Hartley 오실레이터의 앰프 활성 스테이지로 사용하면 전계 효과 트랜지스터 (FET) 또는 연산 증폭기 (op 앰프)를 사용할 수도 있습니다. 의 작동 Op-amp Hartley 발진기 동일한 방식으로 계산 된 작동 주파수의 트랜지스터 화 된 버전과 동일합니다. 아래의 회로를 고려하십시오.

하틀리 오실레이터 OP ​​앰프 회로

하틀리 발진기 op 앰프 설계

건설의 이점 하틀리 발진기 연산 증폭기를 활성 상태로 사용피드백 저항 R1과 R2를 사용하여 연산 증폭기의 이득을 매우 쉽게 조정할 수 있다는 것이다. 위의 트랜지스터 발진기와 마찬가지로 회로의 게인은 L1 / L2의 비율과 같거나 약간 같아야합니다. 2 개의 유도 코일이 공통 코어 상에 권선되고 상호 인덕턴스 M이 존재하면 그 비는 (L1 + M) / (L2 + M)이된다.

Hartley 발진기 요약

그런 다음 요약하면 하틀리 발진기 병렬 LC 공진기 탱크 회로그의 피드백은 유도 성 분배기를 통해 달성된다. 대부분의 발진기 회로와 마찬가지로 Hartley 발진기는 여러 형태로 존재합니다. 가장 일반적인 형태는 위의 트랜지스터 회로입니다.

하틀리 발진기 구성에는 조정 된 탱크 회로가 있습니다.공진 코일은 출력 신호의 일부를 트랜지스터의 에미 터로 다시 공급하도록 탭핑된다. 트랜지스터 이미 터의 출력은 콜렉터에서 출력과 항상 "동상"이므로이 피드백 신호는 양수입니다. 사인파 전압 인 발진 주파수는 탱크 회로의 공진 주파수에 의해 결정됩니다.

오실레이터에 대한 다음 자습서에서는Colpitts 발진기라고하는 Hartley 발진기의 반대편 인 LC 발진기 회로의 다른 유형을 살펴보십시오. Colpitts 발진기는 2 개의 커패시터를 직렬로 사용하여 공진 형 탱크 회로 내의 단일 인덕턴스와 병렬로 중앙 탭 커패시턴스를 형성합니다.

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