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Oscilador de Hartley y Teoría del oscilador de Hartley

Oscilador

Una de las principales desventajas de la LC básica.El circuito del oscilador que vimos en el tutorial anterior es que no tienen medios para controlar la amplitud de las oscilaciones y, además, es difícil sintonizar el oscilador a la frecuencia requerida. Si el acoplamiento electromagnético acumulativo entre L1 y yo2 es demasiado pequeño, la retroalimentación sería insuficiente y las oscilaciones eventualmente desaparecerían hasta cero.

Del mismo modo, si la respuesta fue demasiado fuerte, elLas oscilaciones continuarían aumentando en amplitud hasta que estuvieran limitadas por las condiciones del circuito que producen la distorsión de la señal. Así que se vuelve muy difícil "sintonizar" el oscilador.

Sin embargo, es posible retroalimentar exactamente laCantidad correcta de voltaje para oscilaciones de amplitud constante. Si retroalimentamos más de lo necesario, la amplitud de las oscilaciones se puede controlar presionando el amplificador de tal manera que si las oscilaciones aumentan en amplitud, la polarización aumenta y la ganancia del amplificador se reduce.

Si la amplitud de las oscilaciones disminuye.el sesgo disminuye y la ganancia del amplificador aumenta, lo que aumenta la retroalimentación. De esta manera, la amplitud de las oscilaciones se mantiene constante utilizando un proceso conocido como Sesgo base automatico.

Una gran ventaja del sesgo de base automático en unEl oscilador controlado por voltaje es que el oscilador puede ser más eficiente al proporcionar una polarización de Clase B o incluso una condición de polarización de Clase C del transistor. Esto tiene la ventaja de que la corriente del colector solo fluye durante parte del ciclo de oscilación, por lo que la corriente del colector inactivo es muy pequeña. Luego, este circuito de oscilador de base de "autoajuste" forma uno de los tipos más comunes de configuraciones de oscilador de realimentación resonante paralela LC llamadas Oscilador de Hartley circuito.

circuito del tanque del oscilador hartley
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Hartley Oscillator Tank Circuit

En el Oscilador de Hartley El circuito LC sintonizado está conectado entre elColector y la base de un amplificador de transistor. En lo que se refiere al voltaje oscilatorio, el emisor está conectado a un punto de toma en la bobina del circuito sintonizado.

La parte de realimentación del circuito del tanque LC sintonizado se toma de la toma central de la bobina del inductor o incluso de dos bobinas separadas en serie que están en paralelo con un capacitor variable, C como se muestra.

El circuito de Hartley a menudo se conoce comoOscilador de inductancia dividida porque la bobina L está centrada. En efecto, la inductancia L actúa como dos bobinas separadas muy cerca de la corriente que fluye a través de la sección de bobina XY induce una señal en la sección de bobina YZ a continuación.

Un circuito de oscilador Hartley se puede hacer decualquier configuración que use una sola bobina con derivación (similar a un autotransformador) o un par de bobinas conectadas en serie en paralelo con un solo condensador como se muestra a continuación.

Diseño básico del oscilador Hartley

circuito oscilador de hartley

Cuando el circuito está oscilando, la tensión en el punto X (colector), relativa al punto Y (emisor), es 180o desfasado con la tensión en el punto Z (base)en relación con el punto Y. En la frecuencia de oscilación, la impedancia de la carga del colector es resistiva y un aumento en la tensión de la base provoca una disminución en la tensión del colector.

Luego hay un 180o cambio de fase en el voltaje entre la base y el colector y esto junto con el original 180o El cambio de fase en el bucle de realimentación proporciona la relación de fase correcta de la retroalimentación positiva para mantener las oscilaciones.

La cantidad de comentarios depende de la posicióndel "punto de toma" del inductor. Si se mueve más cerca del colector, la cantidad de retroalimentación aumenta, pero la salida tomada entre el colector y la tierra se reduce y viceversa. Los resistores, R1 y R2 proporcionan la polarización de CC de estabilización habitual para el transistor de manera normal, mientras que los condensadores actúan como condensadores de bloqueo de CC.

En esto Oscilador de Hartley En el circuito, la corriente del colector de CC fluye a través de parte de la bobina y, por esta razón, se dice que el circuito se alimenta en serie con la frecuencia de oscilación del oscilador de Hartley.

ecuación de frecuencia del oscilador de hartley

Nota: LT es la inductancia total acumulada acumulada si se utilizan dos bobinas separadas, incluida su inductancia mutua, M.

La frecuencia de oscilaciones puede ser ajustada porvariando el capacitor de “sintonización”, C o variando la posición del núcleo de polvo de hierro dentro de la bobina (sintonización inductiva) que proporciona una salida en una amplia gama de frecuencias, lo que hace que sea muy fácil de sintonizar. También el Oscilador de Hartley produce una amplitud de salida que es constante en todo el rango de frecuencia.

Además del Hartley Oscillator alimentado por la serie, también es posible conectar el circuito del tanque sintonizado a través del amplificador como un oscilador alimentado por derivación, como se muestra a continuación.

Circuito de oscilación Hartley de derivación

circuito de oscilador hartley alimentado por derivación

En el circuito oscilador de Hartley alimentado por derivación, ambosLos componentes de CA y CC de la corriente del colector tienen trayectorias separadas alrededor del circuito. Dado que el componente de CC está bloqueado por el capacitor, C2 no fluye CC a través de la bobina inductiva, L y menos energía se desperdicia en el circuito sintonizado.

La bobina de radiofrecuencia (RFC), L2 es un estrangulador de RFque tiene una alta reactancia a la frecuencia de las oscilaciones, de modo que la mayor parte de la corriente de RF se aplica al circuito del tanque de sintonización LC a través del condensador, C2 cuando el componente de CC pasa a través de L2 a la fuente de alimentación. Se podría usar una resistencia en lugar de la bobina RFC, L2, pero la eficiencia sería menor.

Oscilador de Hartley Ejemplo No1

UNA Oscilador de Hartley Circuito que tiene dos inductores individuales de 0.5 mH cada uno, están diseñados para resonar en paralelo con un condensador variable que se puede ajustar entre 100 pF y 500 pF. Determine las frecuencias superiores e inferiores de oscilación y también el ancho de banda de los osciladores Hartley.

Desde arriba podemos calcular la frecuencia de las oscilaciones para un oscilador Hartley como:

frecuencia de oscilación

El circuito consta de dos bobinas inductivas en serie, por lo que la inductancia total se da como:

inductancia del oscilador de hartley

Oscilador superior de Hartley

frecuencia superior del oscilador hartley

Hartley Oscillator Lower Frequency

hartley oscilador de baja frecuencia

Ancho de banda del oscilador Hartley

ancho de banda del oscilador hartley

Hartley Oscillator usando un amplificador operacional

Además de utilizar un transistor de unión bipolar.(BJT) como etapa activa de los amplificadores del oscilador Hartley, también podemos usar un transistor de efecto de campo (FET) o un amplificador operacional, (op-amp). El funcionamiento de un Op-amp Hartley Oscillator es exactamente el mismo que para la versión transistorizada con la frecuencia de operación calculada de la misma manera. Considera el circuito de abajo.

Hartley Oscillator Op-amp Circuit

oscilador de hartley de diseño de amplificador operacional

La ventaja de construir un Oscilador de Hartley utilizando un amplificador operacional como su activoLa etapa es que la ganancia del amplificador operacional se puede ajustar muy fácilmente usando las resistencias de realimentación R1 y R2. Al igual que con el oscilador transistorizado de arriba, la ganancia del circuito debe ser igual o ligeramente mayor que la relación L1 / L2. Si las dos bobinas inductivas se enrollan en un núcleo común y existe una inductancia mutua M, la relación se convierte en (L1 + M) / (L2 + M).

El resumen del oscilador de Hartley

Luego para resumir, el Oscilador de Hartley consiste en un circuito de tanque de resonador LC paralelocuya retroalimentación se logra a través de un divisor inductivo. Como la mayoría de los circuitos de osciladores, el oscilador de Hartley existe en varias formas, siendo la forma más común el circuito de transistores anterior.

Esta Oscilador de Hartley La configuración tiene un circuito de tanque sintonizado con subobina resonante girada para alimentar una fracción de la señal de salida al emisor del transistor. Dado que la salida del emisor de transistores está siempre "en fase" con la salida en el colector, esta señal de realimentación es positiva. La frecuencia de oscilación que es un voltaje de onda sinusoidal está determinada por la frecuencia de resonancia del circuito del tanque.

En el próximo tutorial sobre Osciladores, lo haremosmire otro tipo de circuito de oscilador LC que es opuesto al oscilador de Hartley llamado Colpitts Oscillator. El oscilador Colpitts usa dos condensadores en serie para formar una capacitancia con toma de centro en paralelo con una inductancia única dentro de su circuito de tanque resonante.

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