/ / Hartley Oscillator och Hartley Oscillator Theory

Hartley Oscillator och Hartley Oscillator Theory

Oscillator

En av de största nackdelarna med den grundläggande LCOscillatorkretsen vi tittade på i den tidigare handledningen är att de inte har något sätt att styra amplituden hos oscillationerna och det är också svårt att ställa in oscillatorn till önskad frekvens. Om den kumulativa elektromagnetiska kopplingen mellan L1 och jag2 är för liten skulle det vara otillräckligt återkoppling och oscillationerna skulle så småningom dö bort till noll.

På samma sätt om feedbacken var för starkoscillationer skulle fortsätta öka i amplitud tills de var begränsade av kretsbetingelserna som alstrar signalförvrängning. Så blir det väldigt svårt att "ställa in" oscillatorn.

Det är dock möjligt att mata tillbaka exakt denrätt mängd spänning för konstanta amplitudoscillationer. Om vi ​​matar tillbaka mer än vad som är nödvändigt kan amplituden hos oscillationerna styras genom att förspänningsförstärkaren på ett sådant sätt att om oscillationerna ökar i amplituden ökas förspänningen och förstärkarens förstärkning minskar.

Om oscillationsens amplitud minskarförspänningen minskar och förstärkarens förstärkning ökar, vilket ökar återkopplingen. På så sätt hålls oscillationernas amplitud konstant under användning av en process som kallas Automatiska basförskjutningar.

En stor fördel med automatisk basförspänning i aspänningsstyrd oscillator är att oscillatorn kan bli effektivare genom att tillhandahålla en klass-B-bias eller till och med ett klass-C-biasförhållande hos transistorn. Detta har fördelen att kollektorströmmen endast strömmar under en del av oscillationscykeln så att den uppehållande kollektorströmmen är mycket liten. Då bildar denna "självstämmande" basoscillatorkrets en av de vanligaste typerna av LC-parallella resonansåterkopplingsoscillatorkonfigurationer som kallas Hartley Oscillator krets.

hartley oscillatortank krets
</ P>

Hartley Oscillator Tank Circuit

I Hartley Oscillator Den inställda LC-kretsen är ansluten mellansamlare och basen av en transistorförstärkare. När det gäller oscillerande spänning är emitteren ansluten till en tappningspunkt på den inställda kretsspolen.

Återkopplingsdelen av den inställda LC-tankkretsen är hämtad från induktanspoleens mitttapp eller till och med två separata spolar i serie som är parallella med en variabel kondensator, C som visat.

Hartley-kretsen kallas ofta som asplit-induktansoscillatorn eftersom spolen L är centrerad. I själva verket verkar induktans L som två separata spolar i mycket nära närhet med strömmen som strömmar genom spiralsektion XY inducerar en signal i spolsektion YZ nedan.

En Hartley Oscillator-krets kan tillverkas frånvilken konfiguration som helst som använder antingen en enda tappad spole (liknande en autotransformator) eller ett par seriekopplade spolar parallellt med en enda kondensator som visas nedan.

Grundläggande Hartley Oscillator Design

hartley oscillator krets

När kretsen är oscillerande är spänningen vid punkt X (kollektor) i förhållande till punkten Y (emitter) 180o out-of-phase med spänningen vid punkt Z (bas)i förhållande till punkten Y. Vid oscillationsfrekvensen är impedansen hos kollektorbelastningen resistiv och en ökning i basspänning orsakar en minskning av kollektorns spänning.

Sedan är det en 180o fasförändring i spänningen mellan basen och samlaren och detta tillsammans med originalet 180o fasskift i återkopplingsslingan ger det korrekta fasförhållandet med positiv återkoppling för att oscillationer skall bibehållas.

Mängden återkoppling beror på positionenav induktorens "tappningspunkt". Om detta flyttas närmare samlaren ökar återkopplingsmängden, men utmatningen som tas mellan samlaren och jorden minskar och vice versa. Resistorer, Rl och R2 ger den vanliga stabiliserande DC-biasen för transistorn på normalt sätt medan kondensatorerna fungerar som DC-blockeringskondensatorer.

I denna Hartley Oscillator krets, strömmar DC-kollektorströmmen genom en del av spolen och av detta skäl sägs kretsen vara "seriematad" med svängningsfrekvensen hos Hartley Oscillator som ges som.

Hartley-oscillatorns frekvensekvation

Anm .: LT är den totala kumulativt kopplade induktansen om två separata spolar används inklusive deras ömsesidiga induktans, M.

Oscillationsfrekvensen kan justeras medvariera "tuning" kondensatorn, C eller genom att variera järn-dammkärnans position inuti spolen (induktiv tuning) vilket ger en effekt över ett brett spektrum av frekvenser vilket gör det mycket enkelt att ställa in. Även Hartley Oscillator producerar en utgångs-amplitud som är konstant över hela frekvensområdet.

Förutom den seriematade Hartley Oscillatorn ovan är det också möjligt att ansluta den inställda tankkretsen över förstärkaren som en shuntmatad oscillator som visas nedan.

Shunt-matad Hartley Oscillator Circuit

shuntmatad Hartley-oscillatorkrets

I den shuntmatade Hartley-oscillatorkretsen, bådaAC- och DC-komponenterna i kollektorströmmen har separata vägar runt kretsen. Eftersom DC-komponenten blockeras av kondensatorn, strömmar C2 ingen DC genom den induktiva spolen, L och mindre ström slösas bort i den inställda kretsen.

Radiofrekvensspolen (RFC), L2 är en RF-chokevilken har en hög reaktans vid frekvensen av oscillationer så att det mesta av RF-strömmen appliceras på LC-tuningstankkretsen via kondensatorn, C2 då likströmskomponenten passerar genom L2 till strömförsörjningen. Ett motstånd kan användas i stället för RFC-spolen, L2 men effektiviteten skulle vara mindre.

Hartley Oscillator Exempel No1

en Hartley Oscillator krets med två individuella induktorer av 0.5mH vardera, är konstruerade för att resonans parallellt med en variabel kondensator som kan justeras mellan 100pF och 500pF. Bestäm oscillationens övre och nedre frekvens och även Hartley-oscillatorns bandbredd.

Ovanifrån kan vi beräkna frekvensen för svängningar för en Hartley Oscillator som:

oscillationsfrekvens

Kretsen består av två induktiva spolar i serie, så den totala induktansen ges som:

hartley oscillator induktans

Hartley Oscillator Upper Frequency

hartley oscillator övre frekvens

Hartley Oscillator Lower Frequency

hartley oscillator lägre frekvens

Hartley Oscillator Bandwidth

hartley oscillator bandbredd

Hartley Oscillator använder en Op-amp

Förutom att använda en bipolär övergångstransistor(BJT) som Hartley-oscillatorns aktiva steg, kan vi också använda antingen en fälteffekttransistor, (FET) eller en operationsförstärkare (op-amp). Operationen av en Op-amp Hartley Oscillator är exakt densamma som för den transistoriserade versionen med arbetsfrekvensen beräknad på samma sätt. Tänk på kretsen nedan.

Hartley Oscillator Op-amp Circuit

Hartley Oscillator Op Amp-design

Fördelen med att bygga en Hartley Oscillator använder en operationsförstärkare som aktivscenen är att förstärkningen av op-amp kan mycket enkelt justeras med hjälp av återkopplingsmotstånden R1 och R2. Liksom med den transistoriserade oscillatorn ovan måste förstärkningen av kretsen vara lika för eller något större än förhållandet L1 / L2. Om de två induktiva spolarna är lindade på en gemensam kärna och gemensam induktans M existerar förhållandet (L1 + M) / (L2 + M).

Hartley Oscillator Sammanfattning

Sedan sammanfattar, Hartley Oscillator består av en parallell LC resonatortank kretsvars återkoppling uppnås genom en induktiv delare. Liksom de flesta oscillatorkretsar finns Hartley-oscillatorn i flera former, med den vanligaste formen som transistorkretsen ovan.

Detta Hartley Oscillator konfigurationen har en inställd tankkrets med dessresonansspolen tappade för att mata en fraktion av utsignalen tillbaka till transistorns emitter. Eftersom utsignalen från transistorsemitorn alltid är "i fas" med utgången vid kollektorn är denna återkopplingssignal positiv. Den oscillerande frekvensen som är en sinusvågspänning bestäms av tankkretsens resonansfrekvens.

I nästa handledning om Oscillatorer kommer vi atttitta på en annan typ av LC-oscillatorkrets som är motsatt till Hartley-oscillatorn kallad Colpitts Oscillator. Colpittsoscillatorn använder två kondensatorer i serie för att bilda en centrerad kapacitans parallellt med en enda induktans inom sin resonanttankkrets.

Kommentarer (0)
Lägg till en kommentar