Oscillatore Hartley: Cos'è? (Frequenza e Circuito)
Cos'è un Oscillatore Hartley?
Un Oscillatore Hartley (o oscillatore RF) è un tipo di oscillatore armonico. La frequenza di oscillazione per un Oscillatore Hartley è determinata da un oscillatore LC (cioè un circuito costituito da condensatori e induttori). Gli oscillatori Hartley sono solitamente sintonizzati per produrre onde nella banda delle radiofrequenze (per questo motivo sono anche noti come oscillatori RF).
Gli Oscillatori Hartley furono inventati nel 1915 dall'ingegnere americano Ralph Hartley.
La caratteristica distintiva di un oscillatore Hartley è che il circuito di sintonia consiste in un singolo condensatore in parallelo con due induttori in serie (o un singolo induttore intaccato), e il segnale di retroazione necessario per l'oscillazione è preso dalla connessione centrale dei due induttori.
Un diagramma del circuito per un Oscillatore Hartley è mostrato di seguito nella Figura 1:
Qui RC è il resistore del collettore mentre il resistore dell'emettitore RE forma la rete di stabilizzazione. Inoltre, i resistori R1 e R2 formano la rete di polarizzazione a partitore di tensione per il transistor in configurazione CE (collettore-emettitore).
Successivamente, i condensatori Ci e Co sono i condensatori di decoupling d'ingresso e d'uscita, mentre il condensatore dell'emettitore CE è il condensatore di bypass utilizzato per bypassare i segnali AC amplificati. Tutti questi componenti sono identici a quelli presenti in un amplificatore a collettore comune che è polarizzato utilizzando una rete a partitore di tensione.
Tuttavia, la Figura 1 mostra anche un altro set di componenti, vale a dire gli induttori L1 e L2, e il condensatore C che formano il circuito risonante (mostrato nell'involucro rosso).
All'accensione dell'alimentazione, il transistor inizia a condurre, portando a un aumento della corrente del collettore, IC che carica il condensatore C.
Una volta acquisita la massima carica possibile, C inizia a scaricarsi attraverso gli induttori L1 e L2. Questi cicli di carica e scarica risultano in oscillazioni smorzate nel circuito risonante.
La corrente di oscillazione nel circuito risonante produce una tensione alternata sugli induttori L1 e L2 che sono fuori fase di 180° poiché il loro punto di contatto è collegato a massa.
Inoltre, dalla figura, risulta evidente che l'uscita dell'amplificatore è applicata all'induttore L1 mentre la tensione di retroazione tratta su L2 viene applicata alla base del transistor.
Si può quindi concludere che l'uscita dell'amplificatore è in fase con la tensione del circuito risonante e fornisce l'energia persa da esso, mentre l'energia retroazionata al circuito dell'amplificatore sarà fuori fase di 180°.
La tensione di retroazione, già fuori fase di 180° rispetto al transistor, viene fornita da un ulteriore spostamento di fase di 180° dovuto all'azione del transistor.
Pertanto, il segnale che appare all'uscita del transistor sarà amplificato e avrà uno spostamento di fase netto di 360°.
In questo stato, se si fa in modo che il guadagno del circuito sia leggermente superiore al rapporto di retroazione dato da
(se le bobine sono avvolte sullo stesso nucleo con M che indica la mutualità)
allora il circuito genera l'oscillatore che può essere mantenuto facendo in modo che il guadagno del circuito sia uguale al rapporto di retroazione.
Questo causa il comportamento del circuito in Figura 1 come oscillatore, in quanto soddisfa entrambe le condizioni dei criteri di Barkhausen.
La frequenza di tale oscillatore è data da
Dove,
Gli oscillatori Hartley sono disponibili in molte diverse configurazioni, incluse alimentazione in serie o in shunt, configurazione a collettore comune o a base comune, e basati su transistor bipolari (BJT) o transistor a effetto di campo (FET).
Inoltre, va notato che la sezione dell'amplificatore basata su transistor in Figura 1 può essere sostituita da un amplificatore di qualsiasi altro tipo, come ad esempio un amplificatore invertente formato da un Op-Amp, come mostrato nella Figura 2.
Il funzionamento di questo tipo di oscillatore è simile a quello mostrato precedentemente. Tuttavia, qui, il guadagno dell'oscillatore può essere regolato individualmente utilizzando il resistore di retroazione Rf, poiché il guadagno dell'amplificatore invertente è dato da -Rf / R1.
