Hartley Oscillator: Hva er det? (Frekvens og sirkuit)

Hva er en Hartley Oscillator?

En Hartley Oscillator (eller RF oscillator) er en type harmonisk oscillator. Frekvensen for en Hartley Oscillator bestemmes av et LC-oscillator (dvs. et krets som består av kondensatorer og spoler). Hartley oscillatører er vanligvis justert for å produsere bølger i radiobåndet (derfor kalles de også RF oscillatører).

Hartley Oscillatører ble oppfunnet i 1915 av den amerikanske ingeniøren Ralph Hartley.

Den utmærkende egenskapen til en Hartley oscillator er at justeringskretsen består av en enkelt kondensator parallelt med to spoler i serie (eller en enkelt tapt spole), og tilbakemeldingssignalet som trengs for oscillasjon hentes fra midtre forbindelsen mellom de to spolene.

Et kretsskjema for en Hartley Oscillator er vist nedenfor i figur 1:

Her er RC kollektorresistoren mens emittorresistoren RE danner stabiliseringsnettverket. Videre danner resistorene R1 og R2 spenningsdeler nettverket for transistoren i common-emitter CE-konfigurasjon.

Deretter er kondensatorene Ci og Co inngang og utgangsdekouplinger mens emittorkondensatoren CE er bypass-kondensatoren som brukes til å bypass amplifiserte AC-signaler. Alle disse komponentene er identiske med de som finnes i en common-emitter forsterker som er justert ved hjelp av et spenningsdelernettverk.

Figure 1 viser imidlertid en annen set med komponenter, nemlig spoler L1 og L2, og kondensatoren C som danner tankkretsen (vist i rød ramme).

Når strømforsyningen slås på, begynner transistoren å lede, noe som fører til en økning i kollektorstrømmen, IC som lader kondensatoren C.

Når den maksimale ladningen er oppnådd, begynner C å løse gjennom spoler L1 og L2. Disse lade- og løseparsyklene resulterer i dempede oscillasjoner i tankkretsen.

Oscillasjonsstrømmen i tankkretsen produserer et AC-spenn over spoler L1 og L2 som er 180o ut av fase da deres kontaktpunkt er jordet.

Videre fra figuren er det tydelig at utgangen av forsterkeren er lagt over spolen L1 mens tilbakemeldingsspenningen dratt over L2 er lagt til base av transistoren.

Man kan dermed konkludere med at forstarkers utgang er i fase med tankkretsens spenning og gir tilbake energien som mistes av den, mens energien som tilbakestilles til forstarkerkretsen vil være 180o ut av fase.

Tilbakemeldingsspenningen, som allerede er 180o ut av fase med transistoren, blir gitt et ekstra 180o faseskift på grunn av transistorens virksomhet.

Derfor vil signalet som dukker opp ved transistorens utgang bli forstyrkt og ha et netto faseskift på 360o.

I dette tilfellet, hvis man gjør kretsens forsterkningsfaktor litt større enn tilbakemeldingsforholdet gitt av

(hvis spoler er vindet på samme kjern med M som indikerer mutuell induktans)
så genererer kretsen en oscillator som kan vedlikeholdes ved å holde kretsens forsterkningsfaktor lik tilbakemeldingsforholdet.

Dette får kretsen i figur 1 til å fungere som en oscillator da den da oppfyller begge betingelsene i Barkhausens kriterier.

Frekvensen for en slik oscillator er gitt som

Der,

Hartley oscillatører er tilgjengelige i mange ulike konfigurasjoner, inkludert serie- eller shunt-fed, common-emitter eller common-base konfigurert, og BJT (Bipolar Junction Transistor) eller <