ハートレー発振回路とは何か？（周波数と回路）

ハートレー振動回路とは？

ハートレー振動回路（またはRF振動回路）は、調和振動回路の一種です。ハートレー振動回路の振動周波数は、LC振動回路（つまり、コンデンサとコイルで構成される回路）によって決定されます。ハートレー振動回路は通常、無線周波数帯域の波を生成するように調整され（これがRF振動回路とも呼ばれる理由です）。

ハートレー振動回路は1915年にアメリカの技術者ラルフ・ハートリーによって発明されました。

ハートレー振動回路の特徴は、調律回路が単一のコンデンサと直列に接続された2つのコイル（または単一のタップ付きコイル）で構成され、振動に必要なフィードバック信号が2つのコイルの中央接続から取得されることです。

図1に示すように、ハートレー振動回路の回路図は以下の通りです：

ここでRCはコレクタ抵抗であり、エミッタ抵抗REは安定化ネットワークを形成します。さらに、抵抗R1とR2は、共通エミッタCE構成のトランジスタの電圧分配バイアスネットワークを形成します。

次に、コンデンサCiとCoは入力および出力デカップリングコンデンサであり、エミッタコンデンサCEは増幅されたAC信号をバイパスするために使用されます。これらすべての部品は、電圧分配ネットワークを使用してバイアスがかけられた共通エミッタアンプに存在するものと同じです。

しかし、図1にはさらに、コイルL1とL2、およびコンデンサCで構成されるタンク回路（赤い枠内に示されています）があります。

電源を入れると、トランジスタは導通し、コレクタ電流ICが増加し、コンデンサCを充電します。

最大充電量に達すると、CはコイルL1とL2を通じて放電します。これらの充電と放電サイクルにより、タンク回路に減衰振動が生じます。

タンク回路の振動電流は、コイルL1とL2間に交流電圧を生じさせます。これらのコイルの接点が接地されているため、その位相は180度ずれています。

さらに、図から明らかに、アンプの出力はコイルL1に適用され、フィードバック電圧はL2から取り出され、トランジスタのベースに適用されます。

したがって、アンプの出力はタンク回路の電圧と同相であり、失われたエネルギーを補給します。一方、アンプ回路にフィードバックされるエネルギーは180度反相となります。

トランジスタに対してすでに180度反相のフィードバック電圧は、トランジスタ動作による追加の180度位相シフトにより提供されます。

したがって、トランジスタの出力に現れる信号は増幅され、全体の位相シフトが360度となります。

この状態で、回路のゲインを次のフィードバック比よりも少し大きくすると

（コイルが同じコアに巻かれている場合、Mは相互誘導を示します）
このとき、回路はオシレータを生成し、回路のゲインをフィードバック比と等しく保つことで持続します。

これにより、図1の回路はバーケハウゼン基準を満たすことになり、オシレータとして機能します。

このようなオシレータの周波数は以下の式で与えられます

ここで、

ハートレー振動回路は、直列または並列供給、共通エミッタまたは共通ベース構成、およびBJT（双極性接合型トランジスタ）またはFET（フィールド効果トランジスタ）アンプに基づく多くの異なる構成で利用可能です。

さらに、図1のトランジスタベースのアンプセクションは、OPアンプによって形成された反転アンプのような他の種類のアンプに置き換えることも可能です。これは図2に示されています。

この種のオシレータの動作は、前述のものと同様です。ただし、ここでは、フィードバック抵抗Rfにより、オシレータのゲインを個別に調整できます。これは、反転アンプのゲインが-Rf / R1で与えられるためです。