/ / Hartley Oscillator และทฤษฎี Hartley Oscillator

Hartley Oscillator และทฤษฎี Hartley Oscillator

oscillator

หนึ่งในข้อเสียเปรียบหลักของ LC พื้นฐานวงจรออสซิลเลเตอร์ที่เราดูในบทช่วยสอนก่อนหน้านี้คือพวกมันไม่มีวิธีควบคุมแอมพลิจูดของออสซิลเลชันและมันก็ยากที่จะปรับออสซิลเลเตอร์ให้เป็นความถี่ ถ้าคลัปแม่เหล็กไฟฟ้าสะสมระหว่าง L1 และแอล2 มีขนาดเล็กเกินไปก็จะมีข้อเสนอแนะไม่เพียงพอและในที่สุดความผันผวนก็จะหายไปเป็นศูนย์

ในทำนองเดียวกันถ้าข้อเสนอแนะที่แข็งแกร่งเกินไปการแกว่งจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะถูก จำกัด โดยเงื่อนไขวงจรทำให้เกิดการบิดเบือนสัญญาณ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะ "จูน" ออสซิลเลเตอร์

อย่างไรก็ตามมันเป็นไปได้ที่จะดึงกลับอย่างแน่นอนปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการแกว่งของแอมพลิจูดแบบคงที่ หากเราป้อนกลับเกินความจำเป็นแอมพลิจูดของการแกว่งสามารถควบคุมได้โดย biasing แอมป์ในลักษณะที่ถ้าออสซิลเลชันเพิ่มขึ้นในแอมพลิจูดอคติจะเพิ่มขึ้น

หากความกว้างของการแกว่งลดลงอคติจะลดลงและการขยายของแอมป์จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความคิดเห็น ด้วยวิธีนี้แอมพลิจูดของการแกว่งจะคงที่โดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า ฐานอคติอัตโนมัติ.

ข้อดีอย่างหนึ่งของอคติฐานอัตโนมัติในออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าคือออสซิลเลเตอร์สามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการให้คลาส B-Bias หรือแม้แต่สภาพ C-Class Bias ของทรานซิสเตอร์ สิ่งนี้มีความได้เปรียบที่ตัวรวบรวมกระแสไหลเฉพาะในช่วงส่วนหนึ่งของวงจรการแกว่งดังนั้นกระแสตัวเก็บรวบรวมแบบนิ่งจึงมีขนาดเล็กมาก จากนั้นวงจรออสซิลเลเตอร์พื้นฐาน "ปรับตัวเอง" นี้เป็นหนึ่งในประเภททั่วไปของ LC ออสซิลเลเตอร์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์แบบขนานที่เรียกว่า Hartley Oscillator วงจรไฟฟ้า

วงจรถัง hartley oscillator
</ p>

วงจรรถถัง Hartley Oscillator

ใน Hartley Oscillator วงจร LC ที่ปรับไว้นั้นเชื่อมต่อระหว่างสะสมและฐานของเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ เท่าที่เกี่ยวข้องกับแรงดันออสซิลเลเตอร์นั้นอีซีแอลจะเชื่อมต่อกับจุดต๊าปบนคอยล์วงจร

ส่วนคำติชมของวงจรถัง LC ที่ปรับแล้วนำมาจากก๊อกกลางของขดลวดเหนี่ยวนำหรือแม้กระทั่งขดลวดแยกสองชุดในชุดซึ่งขนานกับตัวเก็บประจุตัวแปร C ดังที่แสดง

วงจรฮาร์ทลี่ย์มักถูกเรียกว่าออสซิลเลเตอร์แยกความเหนี่ยวนำเนื่องจากขดลวด L เป็นเกลียวตรงกลาง ผลเหนี่ยวนำ L ทำหน้าที่คล้ายกับขดลวดสองแยกที่อยู่ใกล้กันมากกับกระแสที่ไหลผ่านส่วนขดลวด XY ทำให้เกิดสัญญาณในส่วนขดลวด YZ ด้านล่าง

วงจร Hartley Oscillator สามารถสร้างได้จากการกำหนดค่าใด ๆ ที่ใช้ขดลวดเคาะเดี่ยว (คล้ายกับหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ) หรือคู่ของขดลวดเชื่อมต่ออนุกรมในแบบคู่ขนานกับตัวเก็บประจุเดียวที่แสดงด้านล่าง

การออกแบบออสซิลเลเตอร์พื้นฐานของ Hartley

วงจร artillator ฮาร์ทลี่

เมื่อวงจรสั่นความต่างศักย์ที่จุด X (ตัวสะสม) สัมพันธ์กับจุด Y (ตัวส่ง) เป็น 180โอ ออกจากเฟสด้วยแรงดันไฟฟ้าที่จุด Z (ฐาน)สัมพันธ์กับจุด Y ที่ความถี่ของการแกว่งความต้านทานของโหลด Collector มีความต้านทานและการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานทำให้แรงดันไฟฟ้าสะสมลดลง

จากนั้นมี 180โอ การเปลี่ยนเฟสของแรงดันไฟฟ้าระหว่างฐานและตัวสะสมและสิ่งนี้พร้อมกับค่าเดิม 180โอ การเปลี่ยนเฟสในลูปข้อเสนอแนะให้ความสัมพันธ์เฟสที่ถูกต้องของข้อเสนอแนะในเชิงบวกสำหรับความผันผวนที่จะรักษา

จำนวนข้อเสนอแนะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ "จุดแตะ" ของตัวเหนี่ยวนำ หากสิ่งนี้ถูกย้ายเข้าไปใกล้นักสะสมจำนวนความคิดเห็นจะเพิ่มขึ้น แต่ผลลัพธ์ที่ได้ระหว่างนักสะสมและโลกจะลดลงและในทางกลับกัน ตัวต้านทาน R1 และ R2 ให้ความเสถียรอคติ DC ปกติสำหรับทรานซิสเตอร์ในลักษณะปกติในขณะที่ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุ DC- บล็อก

ในเรื่องนี้ Hartley Oscillator วงจรกระแส DC Collector ไหลผ่านส่วนหนึ่งของขดลวดและด้วยเหตุนี้วงจรจึงถูกกล่าวว่าเป็น“ ซีรีย์ป้อนอาหาร” ด้วยความถี่ของการสั่นของ Hartley Oscillator ที่ได้รับ

สมการความถี่ออสซิลเลเตอร์ hartley

หมายเหตุ: LT คือการเหนี่ยวนำคู่ควบรวมกันทั้งหมดถ้าใช้ขดลวดสองอันแยกกันรวมถึงตัวเหนี่ยวนำร่วมซึ่งกันและกันเอ็ม

ความถี่ของการแกว่งสามารถปรับได้โดยการปรับตัวเก็บประจุ "จูน", C หรือโดยการเปลี่ยนตำแหน่งของแกนเหล็กฝุ่นภายในขดลวด (การจูนแบบเหนี่ยวนำ) ให้เอาต์พุตในช่วงความถี่ที่กว้างทำให้ง่ายต่อการปรับ ยังเป็น Hartley Oscillator สร้างแอมพลิจูดเอาท์พุทซึ่งคงที่ตลอดช่วงความถี่

เช่นเดียวกับ Hartley Oscillator แบบซีรีส์ข้างต้นก็เป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อวงจรถังที่ปรับจูนผ่านเครื่องขยายเสียงเป็นออสซิลเลเตอร์ที่แบ่งตามที่แสดงด้านล่าง

วงจร Shunt-fed Hartley Oscillator

วงจรออสซิลเลเตอร์ของฮาร์ทลี่ที่ป้อนแล้ว

ในวงจรออสซิลเลเตอร์ของ Hartley ที่สับเปลี่ยนทั้งคู่ส่วนประกอบ AC และ DC ของกระแส Collector มีเส้นทางแยกรอบวงจร เนื่องจากส่วนประกอบ DC ถูกบล็อกโดยตัวเก็บประจุ C2 ไม่มี DC ไหลผ่านขดลวดเหนี่ยวนำ L และพลังงานน้อยกว่าจะสูญเปล่าในวงจรปรับ

Radio Frequency Coil (RFC), L2 เป็นคลื่นความถี่ RFซึ่งมีค่ารีแอกแตนซ์สูงที่ความถี่ของการแกว่งเพื่อให้กระแส RF ส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้กับวงจร LC จูนถังผ่านตัวเก็บประจุ C2 เมื่อส่วนประกอบ DC ผ่าน L2 ไปยังแหล่งจ่ายไฟ ตัวต้านทานสามารถใช้แทนขดลวด RFC, L2 แต่ประสิทธิภาพจะลดลง

Hartley Oscillator ตัวอย่างที่ 1

เป็ Hartley Oscillator วงจรมีตัวเหนี่ยวนำสองตัวเป็น 05mH แต่ละอันได้รับการออกแบบมาเพื่อสะท้อนเสียงขนานพร้อมกับตัวเก็บประจุแบบผันแปรที่สามารถปรับได้ระหว่าง 100pF และ 500pF กำหนดความถี่บนและล่างของการแกว่งและแบนด์วิดท์ออสซิลเลเตอร์ Hartley

จากด้านบนเราสามารถคำนวณความถี่ของการแกว่งสำหรับ Hartley Oscillator เป็น:

ความถี่การสั่น

วงจรประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำสองชุดในชุดดังนั้นตัวเหนี่ยวนำทั้งหมดจะได้รับเป็น:

hartley oscillator ตัวเหนี่ยวนำ

ความถี่สูง Hartley Oscillator

ฮาร์ตลีย์ oscillator ความถี่สูง

ความถี่ต่ำของ Hartley Oscillator

Hartley oscillator ความถี่ต่ำ

Hartley Oscillator Bandwidth

hartley oscillator แบนด์วิดท์

Hartley Oscillator ใช้ Op-amp

เช่นเดียวกับการใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก(BJT) เป็นแอมพลิฟายเออร์แอคทีฟของ Hartley oscillator เรายังสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ฟิลด์ (FET) หรือแอมป์ปฏิบัติการ (op-amp) การดำเนินงานของ Op-amp Hartley Oscillator เหมือนกับเวอร์ชั่นของทรานซิสเตอร์ที่มีความถี่ของการทำงานที่คำนวณในลักษณะเดียวกัน พิจารณาวงจรด้านล่าง

Hartley Oscillator Op-amp Circuit

การออกแบบ op-amp ของ hartley oscillator

ข้อดีของการสร้าง Hartley Oscillator การใช้แอมพลิฟายเออร์แบบแอปพลิเคชั่นเป็นแอ็คทีฟสเตจคือการที่กำไรของ op-amp สามารถปรับได้ง่ายมากโดยใช้ตัวต้านทานป้อนกลับ R1 และ R2 เช่นเดียวกับออสซิลเลเตอร์ทรานซิสเตเตอร์ด้านบนอัตราการขยายตัวของวงจรจะต้องเท่ากันหรือมากกว่าอัตราส่วน L1 / L2 เล็กน้อย หากขดลวดเหนี่ยวนำทั้งสองมีบาดแผลบนแกนกลางทั่วไปและการเหนี่ยวนำร่วมกัน M นั้นมีอยู่อัตราส่วนจะกลายเป็น (L1 + M) / (L2 + M)

สรุป Oscillator Hartley

จากนั้นก็สรุป Hartley Oscillator ประกอบด้วยวงจรถัง resonator LC แบบขนานซึ่งข้อเสนอแนะสามารถทำได้โดยวิธีการของการแบ่งอุปนัย เหมือนกับวงจรออสซิลเลเตอร์ส่วนใหญ่ฮาร์ทลี่ย์ออสซิลเลเตอร์มีหลายรูปแบบโดยทั่วไปจะเป็นวงจรทรานซิสเตอร์ด้านบน

นี้ Hartley Oscillator การกำหนดค่ามีวงจรถังปรับแต่งด้วยขดลวดเรโซแนนต์แตะเพื่อป้อนเศษเสี้ยวของสัญญาณเอาต์พุตกลับไปที่ตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ เนื่องจากเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ emitter นั้น“ อยู่ในเฟส” เสมอกับเอาต์พุตที่ตัวสะสมสัญญาณความคิดเห็นนี้จึงเป็นค่าบวก ความถี่การสั่นซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าไซน์จะถูกกำหนดโดยความถี่การสั่นพ้องของวงจรถัง

ในบทช่วยสอนถัดไปเกี่ยวกับ Oscillators เราจะดูวงจร LC oscillator อีกประเภทที่อยู่ตรงข้ามกับ Hartley oscillator ที่เรียกว่า Colpitts Oscillator The Colpitts oscillator ใช้ตัวเก็บประจุสองตัวในซีรีย์เพื่อสร้างความจุของเกลียวที่ศูนย์กลางพร้อมกับการเหนี่ยวนำเดี่ยวภายในวงจรของถัง

ความเห็น (0)
เพิ่มความคิดเห็น