مُذبذب هارتلي: ما هو؟ (التردد والدارة)

ما هو مذبذب هارتلي؟

مذبذب هارتلي (أو مذبذب RF) هو نوع من المذبذبات التوافقية. تحدد دورة الاهتزاز لمذبذب هارتلي بواسطة مذبذب LC (أي دائرة تتكون من مكثفات ومكثفات حث). عادةً ما يتم ضبط مذبذبات هارتلي لإنتاج موجات في نطاق الترددات الراديوية (وهذا هو السبب في أنهم يُعرفون أيضًا باسم مذبذبات RF).

تم اختراع مذبذبات هارتلي في عام 1915 من قبل المهندس الأمريكي رالف هارتلي.

الميزة المميزة لمذبذب هارتلي هي أن دائرة الضبط تتكون من مكثف واحد متوازي مع مكثفين حثيين متسلسلين (أو مكثف حثي مقطوع)، ويتم أخذ الإشارة المرتدة اللازمة للهتزاز من الوصل الأوسط بين المكثفين الحثيين.

يظهر مخطط دائرة لمذبذب هارتلي أدناه في الشكل 1:

في هذا، RC هو مقاوم جامع بينما مقاوم الباعث RE يشكل شبكة الاستقرار. بالإضافة إلى ذلك، فإن المقاومات R1 و R2 تشكل شبكة التحيز الجهدية للمقاوم الترانزستور في التكوين المشترك الباعث CE.

بعد ذلك، المكثفات Ci و Co هي مكثفات العزل الدخل والخرج بينما مكثفة الباعث CE هي مكثفة التجاوز المستخدمة لتجاوز الإشارات AC المضاعفة. جميع هذه المكونات متطابقة لتلك الموجودة في مضخم مشترك الباعث الذي يتم تحييزيه باستخدام شبكة تجزئة الجهد.

ومع ذلك، يظهر الشكل 1 مجموعة أخرى من المكونات وهي المكثفات الحثية L1 و L2, والمكثف C التي تشكل دائرة الخزان (كما هو موضح في الإطار الأحمر).

عند تشغيل مصدر الطاقة، يبدأ الترانزستور في التوصيل، مما يؤدي إلى زيادة في تيار الجامع IC والذي يقوم بـ شحن المكثف C.

بعد الحصول على الشحن الأقصى الممكن، يبدأ C في التفريغ عبر المكثفات الحثية L1 و L2. هذه الدورات الشحن والتفريغ تؤدي إلى الاهتزازات المتدهورة في دائرة الخزان.

تيار الاهتزاز في دائرة الخزان ينتج عن فولتية تتناوب عبر المكثفات الحثية L1 و L2 والتي تكون خارج الطور بمقدار 180° لأن نقاط الاتصال بهم مربوطة بالأرض.

من خلال الشكل، يتضح أن إخراج المضخم يتم تطبيقه عبر المكثف الحثي L1 بينما يتم تطبيق الجهد المرتدي عبر L2 على القاعدة للترانزستور.

لذا يمكن استنتاج أن إخراج المضخم يكون في نفس الطور مع فولتية دائرة الخزان ويعيد الطاقة المفقودة منها بينما الطاقة المرتدة إلى دائرة المضخم ستكون خارج الطور بمقدار 180°.

الجهد المرتدي الذي يكون بالفعل خارج الطور بمقدار 180° بالنسبة للترانزستور، يتم توفيره بواسطة تحويل طوري إضافي بمقدار 180° بسبب عمل الترانزستور.

لذا فإن الإشارة التي تظهر عند إخراج الترانزستور ستكون مكبرة ولها تحويل طوري صافي بمقدار 360°.

في هذه الحالة، إذا تم جعل كسب الدائرة أكبر قليلاً من نسبة التغذية المرتدة المعطاة بواسطة

(إذا كانت الملفات ملفوفة على نفس النواة مع M يشير إلى الحث المتبادل)
فإن الدائرة تولد المذبذب الذي يمكن استدامةه عن طريق الحفاظ على كسب الدائرة ليكون مساويًا لنسبة التغذية المرتدة.

هذا يجعل الدائرة في الشكل 1 تعمل كمذبذب لأنه سيحقق كلا شرطي معايير باركهاوزن.

تردد مثل هذا المذبذب يعطى كـ

حيث،

مذبذبات هارتلي متاحة في العديد من التكوينات المختلفة بما في ذلك التغذية السلسلة أو التغذية الموازية، والتكون المشترك الباعث أو المشترك القاعدة، ومبني على BJT (ترانزستور التقاطع ثنائي القطبية) أو FET (ترانزستور المجال التأثيري) المضخم.