De Hartley-oscillator is een elektronische oscillator circuit waarin de oscillatiefrequentie wordt bepaald door het afgestemde circuit bestaande uit condensatoren en inductoren, dat wil zeggen een LC-oscillator. De Hartley-oscillator is uitgevonden door Hartley terwijl hij werkte in het onderzoekslaboratorium van de Western Electric Company. Het circuit is in 1915 uitgevonden door de Amerikaanse ingenieur Ralph Hartley. Het persoonlijke kenmerk van de Hartley-oscillator is dat het afgestemde circuit bestaat uit een enkele condensator parallel met twee inductoren in serie of een enkele afgetakte inductor, en het terugkoppelingssignaal dat nodig is voor oscillatie, wordt afkomstig van de middenaansluiting van de twee inductoren.
Wat zijn Hartley-oscillatoren?
Hartley-oscillator is inductief gekoppelde oscillatoren met variabele frequentie waarbij de oscillator een serie- of shuntvoeding kan zijn. Hartley-oscillatoren hebben het voordeel dat ze één afstemcondensator en één in het midden afgetakte inductor hebben. Deze processor vereenvoudigt de constructie van een Hartley-oscillatorcircuit.
Hartley-oscillator
Hartley-oscillatorcircuit en werken
Het schakelschema van een Hartley-oscillator wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Een NPN-transistor aangesloten in een gemeenschappelijke emitterconfiguratie werkt als het actieve apparaat in versterkertrap. R1 en R2 zijn voorspanningsweerstanden en RFC is de radiofrequentiesmoorspoel, die de isolatie tussen AC- en DC-werking
Bij hoge frequenties is de reactantiewaarde van deze smoorspoel erg hoog, daarom kan deze worden behandeld als een open circuit. De reactantie is nul voor DC-toestand en veroorzaakt daarom geen probleem voor DC-condensatoren. De CE is de zender bypass-condensator en RE is ook een voorspanningsweerstand. De CC1 en CC2 zijn de koppelcondensatoren.
Hartley-oscillatorcircuit
Wanneer de DC-voeding (Vcc) aan het circuit wordt gegeven, begint de collectorstroom te stijgen en begint met het opladen van de condensator C. Zodra condensator C volledig is opgeladen, begint deze te ontladen via L1 en L2 en begint opnieuw met opladen.
Deze achter-en-vierde spanningsgolfvorm is een sinusgolf die klein is en leidt met zijn negatieve wijziging. Het zal uiteindelijk uitsterven, tenzij het wordt versterkt.
Nu komt de transistor in beeld. De sinusgolf die wordt gegenereerd door het tankcircuit is via de condensator CC1 met de basis van de transistor verbonden.
Omdat de transistor is geconfigureerd als common-emitter, neemt deze de invoer van het tankcircuit en keert deze om naar een standaard sinusgolf met een leidende positieve wijziging.
De transistor zorgt dus voor versterking samen met inversie om het signaal dat door het tankcircuit wordt gegenereerd, te versterken en te corrigeren. De wederzijdse inductie tussen L1 en L2 zorgt voor de terugkoppeling van energie van het collector-emittercircuit naar het basis-emittercircuit.
De frequentie van oscillaties in dit circuit is
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Waar Leq de totale inductantie van spoelen in het tankcircuit is, wordt gegeven als
Leq = L1 + L2 + 2M
Voor een praktisch circuit, als L1 = L2 = L en de wederzijdse inductantie worden verwaarloosd, kan de frequentie van oscillaties worden vereenvoudigd als
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Hartley-oscillatorcircuit met behulp van Op-Amp
De Hartley-oscillator kan worden geïmplementeerd door met behulp van een operationele versterker en de typische opstelling wordt getoond in de onderstaande afbeelding. Dit type circuit vergemakkelijkt de aanpassing van de versterking door feedbackweerstand en ingangsweerstand te gebruiken.
In een getransistoriseerde Hartley-oscillator is de versterking afhankelijk van de tankcircuitelementen zoals L1 en L2, terwijl de versterking in de Op-amp-oscillator minder afhankelijk is van de tankcircuitelementen en dus een grotere frequentiestabiliteit biedt.
Hartley-oscillator met Op-Amp
De werking van dit circuit is vergelijkbaar met de transistorversie van de Hartley-oscillator. De sinusgolf wordt gegenereerd door het feedbackcircuit en is gekoppeld aan de op-amp-sectie. Vervolgens wordt deze golf gestabiliseerd en omgekeerd door de versterker.
De frequentie van een oscillator wordt gevarieerd door een variabele condensator in het tankcircuit te gebruiken, waarbij de feedbackverhouding en de amplitude van de output constant blijven over een frequentiebereik. De frequentie van oscillaties voor dit type oscillator is dezelfde als de hierboven besproken oscillator en wordt gegeven als
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Waar: Leq = L1 + L2 + 2M
Of
Leq = L1 + L2
Om de oscillatie van dit circuit te genereren, moet en moet de versterkerversterking groter dan of ten minste gelijk zijn aan de verhouding van twee inductanties.
Av = L1 / L2
Als de wederzijdse inductie bestaat tussen L1 en L2 omdat de gemeenschappelijke kern van deze twee spoelen is, wordt de versterking
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Voordelen
- In plaats van twee afzonderlijke spoelen L1 en L2 kan een enkele spoel van blootliggende draad worden gebruikt en de spoel kan op elk gewenst punt worden geaard.
- Door een variabele condensator te gebruiken of door de kern beweegbaar te maken (door de inductantie te variëren), kan de frequentie van oscillaties worden gevarieerd.
- Er zijn zeer weinig componenten nodig, waaronder twee vaste smoorspoelen of een getapte spoel.
- De amplitude van de uitgang blijft constant over het werkfrequentiebereik.
Nadelen
- Het kan niet worden gebruikt als een laagfrequente oscillator, omdat de waarde van inductoren groot wordt en de grootte van de inductoren groot wordt.
- Het harmonische gehalte in de output van deze oscillator is erg hoog en daarom niet geschikt voor toepassingen die een zuivere sinusgolf vereisen.
Toepassingen
- De Hartley-oscillator moet een sinusgolf produceren met de gewenste frequentie
- Hartley-oscillatoren worden voornamelijk gebruikt als radio-ontvangers. Merk ook op dat dit vanwege zijn brede frequentiebereik de meest populaire oscillator is
- De Hartley-oscillator is geschikt voor oscillaties in het RF-bereik (radiofrequentie), tot 30 MHZ
Dit gaat dus allemaal over de werking en toepassingen van de hartley-oscillatorcircuittheorie. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Verder twijfels over dit concept of elektrische en elektronische projecten , geef alstublieft uw waardevolle suggesties door te reageren in de commentaarsectie hieronder. Hier is een vraag voor jou, wat is de belangrijkste functie van Hartley Oscillator?
Fotocredits:
