Hartley Oscillator: Wat is het? (Frequentie en circuit)

Wat is een Hartley Oscillator?

Een Hartley Oscillator (of RF oscillator) is een type harmonische oscillator. De oscillatiefrequentie van een Hartley Oscillator wordt bepaald door een LC oscillator (d.w.z. een circuit bestaande uit condensatoren en spoelen). Hartley oscillators worden meestal afgestemd om golven in de radiofrequentiëband te produceren (waarom ze ook bekend staan als RF oscillators).

Hartley Oscillators werden in 1915 uitgevonden door de Amerikaanse ingenieur Ralph Hartley.

Het kenmerkende van een Hartley oscillator is dat het afstemcircuit bestaat uit één condensator parallel aan twee seriegeschakelde spoelen (of één getapte spoel), en het feedbacksignaal dat nodig is voor oscillatie wordt afgenomen van de middenverbinding van de twee spoelen.

Een schakeling van een Hartley Oscillator is weergegeven in figuur 1:

Hier is RC de collectorweerstand terwijl de emitter weerstand RE het stabiliseringsnetwerk vormt. Verder vormen de weerstanden R1 en R2 het spanningsdeler biasnetwerk voor de transistor in gemeenschappelijke-emitter CE-configuratie.

Vervolgens zijn de condensatoren Ci en Co de ingang en uitgang decouplering condensatoren terwijl de emitter condensator CE de bypass condensator is die gebruikt wordt om de versterkte AC signalen te bypassen. Al deze componenten zijn identiek aan die in een gemeenschappelijke-emitterversterker die gebiaseerd wordt met behulp van een spanningsdeler netwerk.

Figuur 1 toont echter nog een set componenten, namelijk de spoelen L1 en L2, en de condensator C die het tankcircuit vormen (weergegeven in de rode omslag).

Bij het inschakelen van de voeding begint de transistor te geleiden, wat leidt tot een toename van de collectorstroom, IC die de condensator C oplaadt.

Nadat C de maximale lading heeft opgebouwd, begint deze te ontladen via de spoelen L1 en L2. Deze laad- en ontladingscycli resulteeren in gedempte oscillaties in het tankcircuit.

De oscillatiestroom in het tankcircuit produceert een AC spanning over de spoelen L1 en L2 die 180o uit fase liggen omdat hun contactpunten aangesloten zijn op de massa.

Verder is duidelijk uit de figuur dat de uitvoer van de versterker wordt toegepast op de spoel L1 terwijl de feedback spanning die over L2 wordt afgenomen, wordt toegepast op de basis van de transistor.

Dus kan men concluderen dat de uitvoer van de versterker in fase is met de spanning van het tankcircuit en de energie die hierdoor verloren gaat, terugvoert, terwijl de energie die teruggevoerd wordt naar het versterkercircuit 180o uit fase ligt.

De feedbackspanning, die al 180o uit fase ligt ten opzichte van de transistor, krijgt een extra 180o faseverschuiving door de werking van de transistor.

Daarom zal het signaal dat op de uitvoer van de transistor verschijnt, worden versterkt en een netto faseverschuiving van 360o hebben.

In deze toestand, als men de versterking van het circuit iets groter maakt dan de feedbackratio gegeven door

(als de spoelen op dezelfde kern zijn gewikkeld, waarbij M de wederzijdse inductie aangeeft)
dann genereert het circuit een oscillator die kan worden gehandhaafd door de versterking van het circuit gelijk te houden aan die van de feedbackratio.

Dit zorgt ervoor dat het circuit in figuur 1 fungeert als een oscillator, omdat het dan aan beide voorwaarden van de Barkhausen-criteria voldoet.

De frequentie van zo'n oscillator wordt gegeven door

Waarbij,

Hartley oscillators zijn verkrijgbaar in vele verschillende configurat