/ / Hartley Oscillator og Hartley Oscillator Theory

Hartley Oscillator og Hartley Oscillator Theory

oscillator

En av de største ulempene ved grunnleggende LCOscillatorkretsen vi så på i den forrige opplæringen er at de ikke har noen mulighet til å kontrollere amplitude av svingningene, og det er også vanskelig å stille oscillatoren til ønsket frekvens. Hvis den kumulative elektromagnetiske koblingen mellom L1 og jeg2 er for liten vil det være utilstrekkelig tilbakemelding og svingningene vil til slutt dø til null.

På samme måte hvis tilbakemeldingen var for sterk,oscillasjoner ville fortsette å øke i amplitude til de var begrenset av kretsbetingelsene som forårsaker signalforvrengning. Så blir det veldig vanskelig å "tune" oscillatoren.

Imidlertid er det mulig å mate tilbake nøyaktigriktig mengde spenning for konstant amplitude oscillasjoner. Hvis vi matrer tilbake mer enn nødvendig, kan amplitude av oscillasjonene styres ved å forspenne forsterkeren på en slik måte at hvis oscillasjonene øker i amplitude, blir forspenningen økt og forsterkerens forsterkning reduseres.

Hvis amplituden til svingningene minkerforspenningen reduseres og forsterkerens forsterkning øker, og dermed øker tilbakemeldingen. På denne måten holdes oscillasjonens amplitude konstant ved bruk av en prosess kjent som Automatisk basebias.

En stor fordel med automatisk base bias i aspenningsstyrt oscillator, er at oscillatoren kan gjøres mer effektiv ved å gi en klasse B-bias eller til og med en klasse-C-bias-tilstand for transistoren. Dette har fordelen at samlerstrømmen bare strømmer i løpet av en del av svingningscyklusen, slik at hvilestrømmen er meget liten. Da danner denne "self-tuning" base oscillator kretsen en av de vanligste typer LC parallelle resonant tilbakemelding oscillator konfigurasjoner kalt Hartley Oscillator krets.

Hartley oscillator tank krets
</ P>

Hartley Oscillator Tank Circuit

I Hartley Oscillator Den innstilte LC-kretsen er koblet mellomsamler og base av en transistorforsterker. Når det gjelder oscillerende spenning, er emitteren koblet til et tappepunkt på den innstilte kretsspolen.

Tilbakemeldingsdelen av den innstilte LC-tankkretsen er tatt fra sentrertrykket til induktorspolen eller til og med to separate spoler i serie som er parallelle med en variabel kondensator, C som vist.

Hartley-kretsen er ofte referert til som asplitt-induktansoscillator fordi spolen L er sentrert. I virkeligheten virker induktans L som to separate spoler i umiddelbar nærhet av strømmen som strømmer gjennom spolen. XY induserer et signal inn i spoleseksjonen YZ nedenfor.

En Hartley Oscillator krets kan gjøres frahvilken som helst konfigurasjon som bruker enten en enkelt tappespole (lik en autotransformer) eller et par seriekoblede spoler parallelt med en enkelt kondensator som vist nedenfor.

Grunnleggende Hartley Oscillator Design

Hartley oscillator krets

Når kretsen er oscillerende, er spenningen ved punkt X (kollektor), i forhold til punktet Y (emitter), 180o ute av fase med spenningen ved punkt Z (base)i forhold til punkt Y. Ved svingningsfrekvensen er impedansen til kollektorbelastningen resistiv og en økning i basisspenningen fører til en reduksjon i kollektor spenningen.

Så er det en 180o Faseendring i spenningen mellom Base og Collector og dette sammen med den opprinnelige 180o Faseforskyvning i tilbakekoblingssløyfen gir det korrekte faseforholdet mellom positiv tilbakemelding for oscillasjoner som skal opprettholdes.

Mengden av tilbakemelding avhenger av stillingenav "spolepunktet" for induktoren. Hvis dette flyttes nærmere til kollektoren, økes mengden tilbakemelding, men utgangen som tas mellom samler og jord er redusert og omvendt. Motstandere, R1 og R2 gir den vanlige stabiliserende DC-bias for transistoren på vanlig måte mens kondensatorene fungerer som DC-blokkeringskondensatorer.

I dette Hartley Oscillator krets, strømmer DC-kollektorstrømmen gjennom en del av spolen og av denne grunn er kretsen sies å være "seriematet" med hyppigheten av svingning av Hartley Oscillator som er gitt som.

Hartley-oscillatorfrekvensligning

Merk: LT er den totale kumulativt koplede induktansen dersom to separate spoler benyttes, inkludert deres gjensidige induktans, M.

Oscillasjonsfrekvensen kan justeres avvariere "tuning" kondensatoren, C eller ved å variere posisjonen til jernstøvkjernen inne i spolen (induktiv tuning) gir en utgang over et bredt spekter av frekvenser som gjør det veldig enkelt å stille inn. Også Hartley Oscillator produserer en utgangsamplitude som er konstant over hele frekvensområdet.

I tillegg til den seriefylte Hartley Oscillator ovenfor, er det også mulig å koble den tunede tankkretsen over forsterkeren som en shunt-matet oscillator som vist nedenfor.

Shunt-matet Hartley Oscillator Circuit

shunt-matet Hartley oscillator krets

I den shunt-matede Hartley oscillator kretsen, beggeAC- og DC-komponentene i kollektorstrømmen har separate baner rundt kretsen. Siden DC-komponenten er blokkert av kondensatoren, strømmer C2 ingen DC gjennom den induktive spolen, L, og mindre strøm blir bortkastet i den innstilte kretsen.

Radiofrekvensspolen (RFC), L2 er en RF-chokesom har en høy reaktans ved frekvensen av svingninger, slik at det meste av RF-strømmen blir påført LC-tuningstankkretsen via kondensator, C2 når DC-komponenten passerer gjennom L2 til strømforsyningen. En motstand kan brukes i stedet for RFC-spolen, L2, men effektiviteten vil være mindre.

Hartley Oscillator Eksempel No1

EN Hartley Oscillator krets med to individuelle induktorer på 0.5mH hver, er utformet for å resonere parallelt med en variabel kondensator som kan justeres mellom 100pF og 500pF. Bestem øvre og nedre frekvensene av svingning og også Hartley oscillatorens båndbredde.

Fra oven kan vi beregne frekvensen av svingninger for en Hartley Oscillator som:

oscillasjonsfrekvens

Kretsen består av to induktive spoler i serie, så den totale induktansen er gitt som:

Hartley oscillator induktans

Hartley Oscillator Øvre Frekvens

Hartley oscillator øvre frekvens

Hartley Oscillator Lower Frequency

Hartley oscillator lavere frekvens

Hartley Oscillator Bandwidth

hartley oscillator båndbredde

Hartley Oscillator bruker en Op-amp

I tillegg til å bruke en bipolar veikryss transistor(BJT) som forsterkerens aktive fase av Hartley-oscillatoren, kan vi også bruke enten en felt-effekt-transistor, (FET) eller en operasjonsforsterker (op-amp). Operasjonen av en Op-amp Hartley Oscillator er nøyaktig den samme som for den transistoriserte versjonen med operasjonsfrekvensen beregnet på samme måte. Tenk på kretsen nedenfor.

Hartley Oscillator Op-amp Circuit

hartley oscillator op-amp design

Fordelen med å bygge en Hartley Oscillator bruker en operasjonsforsterker som aktivscenen er at forsterkningen av op-amp kan enkelt justeres ved hjelp av tilbakemotstandsresistansene R1 og R2. Som med den transistoriserte oscillatoren ovenfor må forsterkningen av kretsen være lik for eller litt større enn forholdet mellom L1 / L2. Hvis de to induktive spolene er viklet på en felles kjerne og gjensidig induktans M eksisterer blir forholdet (L1 + M) / (L2 + M).

Hartley Oscillator Sammendrag

Så for å oppsummere, Hartley Oscillator består av en parallell LC resonator tankkretshvis tilbakemelding er oppnådd ved hjelp av en induktiv divider. Som de fleste oscillatorkretser finnes Hartley-oscillatoren i flere former, med den vanligste formen som transistorkretsen ovenfor.

Dette Hartley Oscillator konfigurasjonen har en tunet tankkrets med sinresonansspolen tappet for å mate en brøkdel av utgangssignalet tilbake til emitteren til transistoren. Siden utgangen fra transistorens emitter alltid er "i fase" med utgangen på oppsamleren, er dette tilbakemeldingssignalet positivt. Den oscillerende frekvens som er en sinusbølge spenning bestemmes av tankens kretsens resonansfrekvens.

I neste veiledning om oscillatorer vil vise på en annen type LC oscillator krets som er motsatt til Hartley oscillatoren kalt Colpitts Oscillator. Colpitts-oscillatoren bruker to kondensatorer i serie for å danne en midtkapslet kapasitans parallelt med en enkelt induktans innenfor sin resonanttankkrets.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar