/ / Hartley Oscillator en Hartley Oscillator Theory

Hartley Oscillator en Hartley Oscillator Theory

Oscillator

Een van de belangrijkste nadelen van de basis LCOscillatorcircuits waar we in de vorige tutorial naar keken, zijn dat ze geen middelen hebben om de amplitude van de oscillaties te regelen en ook, het is moeilijk om de oscillator op de gewenste frequentie af te stemmen. Als de cumulatieve elektromagnetische koppeling tussen L1 en ik2 is te klein, er zou onvoldoende feedback zijn en de oscillaties zouden uiteindelijk wegsterven naar nul.

Evenzo als de feedback te sterk was deoscillaties zouden in amplitude blijven toenemen totdat ze werden beperkt door de circuitomstandigheden die signaalvervorming produceren. Dus het wordt erg moeilijk om de oscillator "af te stemmen".

Het is echter mogelijk om exact dejuiste hoeveelheid spanning voor oscillaties met constante amplitude. Als we meer terugkoppelen dan nodig is, kan de amplitude van de oscillaties worden geregeld door de versterker op een zodanige manier te voorspannen dat als de oscillaties toenemen in amplitude, de voorspanning wordt verhoogd en de versterking van de versterker wordt verminderd.

Als de amplitude van de oscillaties afneemtde voorinstelling neemt af en de versterking van de versterker neemt toe, waardoor de terugkoppeling toeneemt. Op deze manier wordt de amplitude van de oscillaties constant gehouden met behulp van een proces dat bekend staat als Automatische basisvoorspelling.

Een groot voordeel van automatische basisbias in aeen spanningsgestuurde oscillator, is dat de oscillator efficiënter gemaakt kan worden door een Klasse-B voorspanning of zelfs een Klasse-C voorspanningstoestand van de transistor te verschaffen. Dit heeft het voordeel dat de collectorstroom slechts gedurende een deel van de oscillatiecyclus vloeit, zodat de ruststroom van de collector zeer klein is. Dan vormt deze "zelfafstemmende" basisoscillatorschakeling een van de meest voorkomende typen LC parallel resonerende terugkoppeloscillatorconfiguraties genaamd de Hartley Oscillator circuit.

hartley oscillator tankcircuit
</ P>

Hartley Oscillator tankcircuit

In de Hartley Oscillator het afgestemde LC-circuit is aangesloten tussen decollector en de basis van een transistorversterker. Wat de oscillatiespanning betreft, is de emitter verbonden met een tappunt op de afgestemde circuitspoel.

Het terugkoppelingsdeel van de afgestemde LC-tankcircuit wordt genomen uit de middenaftakking van de inductorspoel of zelfs twee afzonderlijke spoelen in serie die parallel zijn aan een variabele condensator, C zoals getoond.

Het Hartley-circuit wordt vaak aangeduid als eensplit-inductance oscillator omdat spoel L gecentreerd is. In feite werkt inductantie L als twee afzonderlijke spoelen in zeer nabije nabijheid, waarbij de stroom die door de spoelsectie XY vloeit een signaal in de spoelsectie YZ daaronder induceert.

Er kan een Hartley Oscillator-circuit worden gemaaktelke configuratie die ofwel een enkele aangetikte spiraal gebruikt (vergelijkbaar met een autotransformator) of een paar in serie geschakelde spoelen parallel met een enkele condensator zoals hieronder getoond.

Basic Hartley Oscillator Design

hartley oscillator circuit

Wanneer het circuit oscilleert, is de spanning op punt X (collector) ten opzichte van punt Y (emitter) 180O uit fase met de spanning op punt Z (basis)ten opzichte van punt Y. Bij de oscillatiefrequentie is de impedantie van de collectorbelasting resistief en veroorzaakt een toename van de basisspanning een afname van de collectorspanning.

Dan is er een 180O faseverandering in de spanning tussen de Base en Collector en dit samen met de originele 180O faseverschuiving in de terugkoppelingslus verschaft de juiste faserelatie van positieve terugkoppeling voor te handhaven oscillaties.

De hoeveelheid feedback hangt af van de positievan het "tappunt" van de inductor. Als dit dichter bij de collector wordt geplaatst, neemt de hoeveelheid feedback toe, maar de uitvoer tussen de collector en de aarde wordt verminderd en omgekeerd. Weerstanden, R1 en R2 verschaffen de gebruikelijke stabiliserende DC-voorspanning voor de transistor op de normale manier, terwijl de condensatoren werken als DC-blokkerende condensatoren.

In deze Hartley Oscillator circuit, de DC Collector stroom vloeit door een deel van de spoel en om deze reden wordt het circuit "Series-gevoed" genoemd, waarbij de oscillatiefrequentie van de Hartley Oscillator wordt gegeven als.

hartley oscillator frequentievergelijking

Opmerking: LT is de totale cumulatief gekoppelde inductie als twee afzonderlijke spoelen worden gebruikt, inclusief hun wederzijdse inductie, M.

De frequentie van oscillaties kan worden aangepast methet variëren van de "afstemcondensator", C of door de positie van de ijzerkernkern in de spoel te variëren (inductieve afstemming), waardoor een output over een breed bereik van frequenties wordt verkregen, waardoor het zeer eenvoudig af te stemmen is. Ook de Hartley Oscillator produceert een uitvoeramplitude die constant is over het hele frequentiebereik.

Naast de hierboven door de Serie gevoede Hartley Oscillator is het ook mogelijk om het afgestemde tankcircuit over de versterker te verbinden als een shunt-gevoede oscillator zoals hieronder getoond.

Shunt-gevoed Hartley Oscillator Circuit

shunt-gevoede hartley-oscillatorschakeling

In het shunt-gevoede Hartley oscillatorcircuit, beidede AC- en DC-componenten van de Collectorstroom hebben afzonderlijke paden rond het circuit. Omdat de gelijkstroomcomponent wordt geblokkeerd door de condensator C2, vloeit er geen gelijkstroom door de inductieve spoel L en wordt er minder vermogen verspild in het afgestemde circuit.

De radiofrequentiespoel (RFC), L2 is een RF-smoorspoeldie een hoge reactantie heeft bij de frequentie van oscillaties, zodat het grootste deel van de RF-stroom wordt aangelegd aan het LC-afstemtankcircuit via condensator C2, wanneer de gelijkstroomcomponent door L2 naar de voeding gaat. Een weerstand zou kunnen worden gebruikt in plaats van de RFC-spoel L2, maar de efficiëntie zou minder zijn.

Hartley Oscillator Voorbeeld No1

EEN Hartley Oscillator circuit met twee individuele inductors van 0.Elk 5mH, zijn ontworpen om parallel te resoneren met een variabele condensator die kan worden aangepast tussen 100pF en 500pF. Bepaal de bovenste en onderste trillingsfrequenties en ook de Hartley oscillatoren bandbreedte.

Van boven kunnen we de frequentie van oscillaties voor een Hartley Oscillator berekenen als:

oscillatie frequentie

Het circuit bestaat uit twee inductieve spoelen in serie, dus de totale inductantie wordt gegeven als:

hartley oscillator inductie

Hartley Oscillator bovenste frequentie

hartley oscillator bovenste frequentie

Hartley Oscillator lagere frequentie

hartley oscillator lagere frequentie

Hartley Oscillator-bandbreedte

hartley oscillator bandbreedte

Hartley Oscillator met een Op-amp

Evenals het gebruik van een bipolaire junctie-transistor(BJT) als de versterker actieve fase van de Hartley oscillator, kunnen we ook een veldeffecttransistor (FET) of een operationele versterker (op-amp) gebruiken. De werking van een Op-amp Hartley Oscillator is precies hetzelfde als voor de getransistoriseerde versie met de bedrijfsfrequentie berekend op dezelfde manier. Beschouw het circuit hieronder.

Hartley Oscillator Op-amp Circuit

Hartley oscillator op-amp ontwerp

Het voordeel van het bouwen van een Hartley Oscillator met behulp van een operationele versterker als zijn actiefstadium is dat de versterking van de op-amp zeer eenvoudig kan worden aangepast met behulp van de feedback-weerstanden R1 en R2. Net als bij de hierboven getransistoriseerde oscillator, moet de versterking van het circuit ook gelijk of iets groter zijn dan de verhouding van L1 / L2. Als de twee inductieve spoelen worden gewikkeld op een gemeenschappelijke kern en wederzijdse inductie M bestaat, wordt de verhouding (L1 + M) / (L2 + M).

De Hartley Oscillator-samenvatting

Vervolgens om samen te vatten, de Hartley Oscillator bestaat uit een parallel LC-resonantietankcircuitwaarvan de terugkoppeling wordt bereikt door middel van een inductieve scheidingswand. Zoals de meeste oscillatorcircuits bestaat de Hartley-oscillator in verschillende vormen, waarbij de meest gebruikelijke vorm de transistorcircuit hierboven is.

Deze Hartley Oscillator configuratie heeft een afgestemd tankcircuit met zijnresonante spoel getapt om een ​​fractie van het uitgangssignaal terug te voeren naar de emitter van de transistor. Omdat de uitgang van de transistors-emitter altijd "in fase" is met de uitgang aan de collector, is dit feedbacksignaal positief. De oscillatiefrequentie die een sinusgolfspanning is, wordt bepaald door de resonantiefrequentie van het tankcircuit.

In de volgende tutorial over oscillators zullen we dat doenkijk naar een ander type LC-oscillatorcircuit dat het tegenovergestelde is van de Hartley-oscillator die de Colpitts-oscillator wordt genoemd. De Colpitts-oscillator gebruikt twee condensatoren in serie om een ​​in het midden afgetakte capaciteit te vormen parallel aan een enkele inductie binnen zijn resonantietankcircuit.

Reacties (0)
Voeg een reactie toe