Oscilador de Hartley: Que é? (Frecuencia e Circuíto)

Qué é un oscilador Hartley?

Un oscilador Hartley (ou oscilador RF) é un tipo de oscilador harmónico. A frecuencia de oscilación dun oscilador Hartley está determinada por un oscilador LC (é dicir, un circuito que consiste en condensadores e inductores). Os osciladores Hartley xeralmente están sintonizados para producir ondas na banda de radiofrecuencia (é por iso tamén se coñecen como osciladores RF).

Os osciladores Hartley foron inventados en 1915 polo enxeñeiro estadounidense Ralph Hartley.

A característica distintiva dun oscilador Hartley é que o circuito de sintonía consiste nun único condensador en paralelo con dous inductores en serie (ou un único inductor entapado), e a señal de realimentación necesaria para a oscilación toma a conexión central dos dous inductores.

O diagrama de circuito dun oscilador Hartley amóstrase a continuación na Figura 1:

Aquí, RC é o resistor do colector, mentres que o resistor do emisor RE forma a rede estabilizadora. Ademais, os resistores R1 e R2 forman a rede de polarización de divisor de tensión para o transistor en configuración CE (colector-emisor).

A seguir, os condensadores Ci e Co son os condensadores de desacoplamento de entrada e saída, mentres que o condensador do emisor CE é o condensador de derivación usado para derivar as señales AC amplificadas. Todos estes componentes son idénticos aos presentes nun amplificador CE (colector-emisor) que está polarizado usando unha rede de divisor de tensión.

No entanto, a Figura 1 tamén mostra outro conxunto de componentes, nomeadamente, os inductores L1 e L2, e o condensador C que forman o circuito tanque (amostrado na enclosura vermella).

Ao activar o fornecemento de enerxía, o transistor comeza a conducir, levando a un aumento da corrente do colector, IC que carga o condensador C.

Ao adquirir a máxima carga posible, C comeza a descargarse a través dos inductores L1 e L2. Estos ciclos de carga e descarga resultan en oscilacións amortiguadas no circuito tanque.

A corrente de oscilación no circuito tanque produce unha tensión AC nos inductores L1 e L2 que están desfasados 180º porque os seus puntos de contacto están a terra.

Ademais, a partir da figura, é evidente que a saída do amplificador aplícase sobre o inductor L1 mentres que a tensión de realimentación extraída de L2 aplícase á base do transistor.

Así, pode concluírse que a saída do amplificador está en fase coa tensión do circuito tanque e proporciona de volta a enerxía perdida por este, mentres que a enerxía realimentada ao circuito do amplificador estará desfasada 180º.

A tensión de realimentación, que xa está desfasada 180º co transistor, recibe un desprazamento de fase adicional de 180º debido á acción do transistor.

Por tanto, a sinal que aparece na saída do transistor será amplificada e terá un desprazamento de fase neto de 360º.

Neste estado, se fai que o ganho do circuito sexa lixereamente maior que a relación de realimentación dada por

(se as bobinas están enrolladas no mesmo núcleo con M indicando a inductancia mutua)
entón o circuito xera o oscilador que pode sostenerse mantendo o ganho do circuito igual ao da relación de realimentación.

Isto fai que o circuito da Figura 1 actúe como un oscilador, xa que satisfaría ambas as condicións dos criterios de Barkhausen.

A frecuencia dun tal oscilador dáse como

Onde,

Os osciladores Hartley están dispoñibles en moitas configuracións diferentes, incluíndo alimentación en serie ou en paralelo, configuración CE (colector-emisor) ou CB (colector-base), e basados en amplificadores BJT (transistor de unión bipolar) ou FET (transistor de efecto de campo).

Ademais, convén notar que a sección de amplificador baseada en transistor da Figura 1 incluso pode ser substituída por un amplificador de calquera outro tipo, como un amplificador inversor formado por un Op-Amp, como móstrase na Figura 2.

O funcionamento deste tipo de oscilador é semellante ao do mostrado anteriormente. No entanto, aquí, o ganho do oscilador pode ser axustado individualmente usando o resistor de realimentación Rf debido ao feito de que o ganho do amplificador inversor dáse como -Rf / R1.