הוסילטור הארטלי: מה זה? (תדר ומעגל)

מהו אוסילטור הרטלי?

אוסילטור הרטלי (או אוסילטור RF) הוא סוג של אוסילטור הרמוני. תדירות האוסילציה עבור אוסילטור הרטלי נקבעת על ידי מתחם LC (כלומר, מעגל המורכב מקונדנסטורים ומדחפים). אוסילטורי הרטלי בדרך כלל מתואמים כדי לייצר גלים בטווח התדרים הרדיו (ולכן הם מכונים גם אוסילטורי RF).

אוסילטורי הרטלי הומצאו בשנת 1915 מהנדס האמריקאי ראלף הרטלי.

המאפיין המבדיל של אוסילטור הרטלי הוא שהמעגל המתאים מורכב מקונדנסטור במקביל לשני מדחפים סידוריים (או מדחף אחד מחוברים), והאות החוזר הנדרש לאוסילציה נלקח מהחיבור המרכזי של שני המדחפים.

תרשים מעגל של אוסילטור הרטלי מוצג להלן בתמונה 1:

כאן RC הוא המחנגד הקולקטור בעוד שהמחנגד המפלס RE יוצר את הרשת המיציבה. כמו כן, המחנדים R1 ו-R2 יוצרים את רשת הדחיפה עבור הטרנזיסטור בהקונפיגורציה CE.

לאחר מכן, הקונדנסטורים Ci ו-Co הם הקונדנסטורים המבודדים לתוך ומὸ חוץ בעוד ש-CE הוא הקונדנסטור המעבור המשמש לפסוק את האותות המוגברים AC. כל המרכיבים הללו זהים לרכיבים המופיעים ב-מגביר מפלס המוטה באמצעות רשת דחיפה.

עם זאת, בתמונה 1 מוצגים גם מרכיבים נוספים, כלומר, המדחפים L1 ו-L2, וה-קונדנסטור C המרכיבים את המעגל הטנק (המוצג בעיגול אדום).

כשמפעילים את מקור הכוח, הטרנזיסטור מתחיל להתנהג, דבר המוביל לעלייה במזרם הקולקטור, IC שמ-מטען את הקונדנסטור C.

כאשר C מקבל את המטען המקסימלי אפשרי, הוא מתחיל להתפרק דרך המדחפים L1 ו-L2. מערכות ההטענה וההפרדה הללו מובילות לאוסילציות מופחתות במעגל הטנק.

המזרם האוסילטורי במעגל הטנק מייצר מתח חילופין על המדחפים L1 ו-L2 שהם מחוץ לשלב ב-180° כיוון שהנקודות שלהם מגע קרקעות.

כמו כן, מהאיור ברור כי הפלט של המגבר מופעל על המדחס L1 בעוד שה-מתח החוזר שנלקח על L2 מופעל לבסיס ה-טרנזיסטור.

כדי להסיק כי הפלט של המגבר הוא באותו שלב עם מתח המעגל הטנק ומספק חזרה את האנרגיה שאבדה ממנו, בעוד שהאנרגיה החוזרת למעגל המגבר תהיה מחוץ לשלב ב-180°.

המתח החוזר כבר מחוץ לשלב ב-180° עם הטרנזיסטור, מסופק על ידי הזזה נוספת של 180° בשל פעולת הטרנזיסטור.

לכן, האות המופיע בפלט של הטרנזיסטור יהיה מוגבר ויהיה לו זווית שלב נטו של 360°.

במצב זה, אם מבצעים את הגינוס של המעגל להיות מעט גדול יותר מיחס החוזר הנתון על ידי

(אם הסיבולים נסובלים על אותו גוף עם M המציין את האינדוקטיביות הדדית)
אז המעגל יוצר את האוסילטור שיכול להיות ממושך על ידי שמירה על הגינוס של המעגל להיות שווה לזה של יחס החוזר.

זה גורם למעגל בתמונה 1 לפעול כאוסילטור שכן הוא יקיים את שני התנאים של קריטריוני ברקהאוזן.

התדירות של אוסילטור כזה נתונה על ידי

כאשר,

אוסילטורי הרטלי זמינים בהרבה קונפיגורציות שונות כולל פידינג טורי או מקבילי, קונפיגורציה של מפלס משותף או בסיס משותף, ומבוססים על BJT (טרנזיסטור קשר דו-פולארי) או FET (טרנזיסטור השפעה שדה).