Hartleyev oscilator je elektronski oscilator pri katerem frekvenco nihanja določa uglašeno vezje, sestavljeno iz kondenzatorjev in induktorjev, to je LC oscilator. Hartleyjev oscilator je izumil Hartley, medtem ko je delal v raziskovalnem laboratoriju Western Electric Company. Vezje je leta 1915 izumil ameriški inženir Ralph Hartley. Osebna značilnost Hartleyjevega oscilatorja je, da je uglašeno vezje sestavljeno iz enega kondenzatorja, vzporedno z dvema induktorjema, ki sta zaporedoma, ali enojnega dovodnika, povratni signal, ki je potreben za nihanje, pa se vzame iz sredinske povezave obeh induktorjev.
Kaj so oscilatorji Hartley?
Hartleyev oscilator je induktivno povezan, oscilatorji s spremenljivo frekvenco, pri čemer je oscilator serijsko ali ranžiran. Hartley-jevi oscilatorji so prednost, da imajo en nastavitveni kondenzator in en sredinsko usmerjeni induktor. Ta procesor poenostavlja konstrukcijo Hartleyevega oscilatorja.
Oscilator Hartley
Hartleyjev oscilator in vezje
Shema vezja Hartleyjevega oscilatorja je prikazana na spodnji sliki. NPN tranzistor priključen v skupni konfiguraciji oddajnika deluje kot aktivna naprava v stopnji ojačevalnika. R1 in R2 sta pristranski upor in RFC je radijska frekvenčna dušilka, ki zagotavlja izolacijo med AC in DC delovanje .
Pri visokih frekvencah je reaktančna vrednost te dušilke zelo visoka, zato jo lahko obravnavamo kot odprt krog. Reaktanca je pri enosmernih pogojih enaka nič, zato za enosmerne kondenzatorje ne povzroča težav. CE je oddajalec obvodni kondenzator in RE je tudi pristranski upor. CC1 in CC2 sta sklopni kondenzatorja.
Hartleyjev oscilator
Ko se vezju dodeli enosmerni tok (Vcc), se kolektorski tok začne dvigovati in se začne s polnjenjem kondenzatorja C. Ko se kondenzator C popolnoma napolni, se začne prazniti skozi L1 in L2 in spet začne polniti.
Ta napetost nazaj in četrte napetosti je sinusni val, ki je majhen in vodi s svojo negativno spremembo. Sčasoma bo izumrl, če se ne ojača.
Zdaj je na sliki tranzistor. Sinusni val, ki ga ustvarja krogotok rezervoarja je preko kondenzatorja CC1 povezan z dnom tranzistorja.
Ker je tranzistor konfiguriran kot skupni oddajnik, vzame vhod iz tokokroga rezervoarja in ga pretvori v standardni sinusni val z vodilno pozitivno spremembo.
Tako tranzistor zagotavlja ojačanje skupaj z inverzijo, da ojača in popravi signal, ki ga ustvarja vezje rezervoarja. Medsebojna induktivnost med L1 in L2 zagotavlja povratne informacije o energiji iz vezja kolektor-oddajnik v vezje osnovnega oddajnika.
Frekvenca nihanj v tem vezju je
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Kjer je Leq skupna induktivnost tuljav v krogu rezervoarja, je podana kot
Leq = L1 + L2 + 2M
Če je L1 = L2 = L in medsebojna induktivnost zanemarjena, lahko za praktično vezje frekvenco nihanj poenostavimo kot
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Hartleyjev oscilator v vezju z uporabo op-ojačevalnika
Hartleyev oscilator lahko izvede z uporabo operacijskega ojačevalnika in njegova tipična razporeditev je prikazana na spodnji sliki. Ta vrsta vezja olajša nastavitev ojačitve z uporabo povratne odpornosti in vhodnega upora.
V tranzistoriziranem Hartleyevem oscilatorju je ojačanje, odvisno od elementov krogotoka rezervoarja, kot sta L1 in L2, medtem ko je ojačanje oscilatorja Op-amp manj odvisno od elementov krogotoka rezervoarja in s tem zagotavlja večjo frekvenčno stabilnost.
Hartleyjev oscilator z uporabo Op-Amp
Delovanje tega vezja je podobno tranzistorski različici Hartleyjevega oscilatorja. Sinusni val generira povratno vezje in je povezan z odsekom op-amp. Nato ojačevalec ta val stabilizira in obrne.
Frekvenca oscilatorja se spreminja z uporabo spremenljivega kondenzatorja v krogu rezervoarja, pri čemer je razmerje povratnih informacij in amplituda izhoda konstantna v celotnem frekvenčnem območju. Frekvenca nihanja za ta tip oscilatorja je enaka zgoraj omenjenemu oscilatorju in je podana kot
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Kje: Leq = L1 + L2 + 2M
Ali
Leq = L1 + L2
Za generiranje nihanja iz tega vezja je treba in mora biti ojačevalec ojačevalnika izbran večji ali vsaj enak razmerju med dvema induktivnostma.
Av = L1 / L2
Če med L1 in L2 obstaja vzajemna induktivnost, ker je skupno jedro teh dveh tuljav, potem dobiček postane
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Prednosti
- Namesto dveh ločenih tuljav L1 in L2 se lahko uporabi ena tuljava gole žice in tuljava je ozemljena na kateri koli želeni točki skupaj z njo.
- Z uporabo spremenljivega kondenzatorja ali s premikanjem jedra (spreminjanje induktivnosti) lahko spreminjamo frekvenco nihanja.
- Potrebno je zelo malo komponent, vključno z dvema fiksnima induktorjema ali navojno tuljavo.
- Amplituda izhoda ostane konstantna v delovnem frekvenčnem območju.
Slabosti
- Ni ga mogoče uporabiti kot nizkofrekvenčni oscilator, saj vrednost induktorjev postane velika, velikost induktorjev pa velika.
- Vsebnost harmonike v izhodu tega oscilatorja je zelo visoka in zato ni primerna za aplikacije, ki zahtevajo čisti sinusni val.
Aplikacije
- Hartleyev oscilator naj bi ustvaril sinusni val z želeno frekvenco
- Hartleyevi oscilatorji se v glavnem uporabljajo kot radijski sprejemniki. Upoštevajte tudi, da je zaradi širokega razpona frekvenc najbolj priljubljen oscilator
- Hartleyev oscilator je primeren za nihanja v radiofrekvenčnem območju (do 30 MHz)
To je torej vse o delu in aplikacijah teorije hartleyevih oscilatorjev. Upamo, da ste bolje razumeli ta koncept. Nadalje, kakršni koli dvomi glede tega koncepta oz električni in elektronski projekti , prosimo, dajte svoje dragocene predloge s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, katera je glavna funkcija oscilatorja Hartley?
Zasluge za fotografije:
