Oscilador Hartley: O que é? (Frequência e Circuito)

O que é um Oscilador Hartley?

Um Oscilador Hartley (ou oscilador RF) é um tipo de oscilador harmônico. A frequência de oscilação de um Oscilador Hartley é determinada por um circuito oscilador LC (ou seja, um circuito composto por capacitores e indutores). Os osciladores Hartley são geralmente sintonizados para produzir ondas na faixa de radiofrequência (daí o motivo de também serem conhecidos como osciladores RF).

Os Osciladores Hartley foram inventados em 1915 pelo engenheiro americano Ralph Hartley.

A característica distintiva de um oscilador Hartley é que o circuito de sintonia consiste em um único capacitor em paralelo com dois indutores em série (ou um único indutor com uma tomada), e o sinal de feedback necessário para a oscilação é retirado da conexão central dos dois indutores.

Um diagrama de circuito de um Oscilador Hartley é mostrado abaixo na Figura 1:

Aqui, RC é o resistor do coletor, enquanto o resistor do emissor RE forma a rede de estabilização. Além disso, os resistores R1 e R2 formam a rede de polarização por divisor de tensão para o transistor em configuração de emissor comum (CE).

Em seguida, os capacitores Ci e Co são os capacitores de acoplamento de entrada e saída, enquanto o capacitor do emissor CE é o capacitor de bypass usado para bypassar os sinais AC amplificados. Todos esses componentes são idênticos aos presentes em um amplificador de emissor comum que é polarizado usando uma rede de divisor de tensão.

No entanto, a Figura 1 também mostra um conjunto adicional de componentes, a saber, os indutores L1 e L2, e o capacitor C, que formam o circuito tanque (mostrado no recuo vermelho).

Ao ligar a alimentação, o transistor começa a conduzir, levando a um aumento na corrente do coletor IC, que carrega o capacitor C.

Ao adquirir a carga máxima possível, C começa a descarregar através dos indutores L1 e L2. Esses ciclos de carga e descarga resultam em oscilações amortecidas no circuito tanque.

A corrente de oscilação no circuito tanque produz uma tensão alternada nos indutores L1 e L2, que estão fora de fase por 180° pois seus pontos de contato estão aterrados.

Além disso, a partir da figura, é evidente que a saída do amplificador é aplicada ao indutor L1, enquanto a tensão de feedback extraída de L2 é aplicada à base do transistor.

Assim, pode-se concluir que a saída do amplificador está em fase com a tensão do circuito tanque e fornece de volta a energia perdida por ele, enquanto a energia devolvida ao circuito do amplificador estará fora de fase por 180°.

A tensão de feedback, que já está 180° fora de fase com o transistor, é fornecida por um deslocamento de fase adicional de 180° devido à ação do transistor.

Portanto, o sinal que aparece na saída do transistor será amplificado e terá um deslocamento de fase líquido de 360°.

Neste estado, se fizermos o ganho do circuito ligeiramente maior que a razão de feedback dada por

(se as bobinas forem enroladas no mesmo núcleo, com M indicando a indutância mútua)
então o circuito gera o oscilador que pode ser sustentado mantendo o ganho do circuito igual à razão de feedback.

Isso faz com que o circuito da Figura 1 atue como um oscilador, pois atenderia ambas as condições do critério de Barkhausen.

A frequência de tal oscilador é dada por

Onde,

Os Osciladores Hartley estão disponíveis em muitas configurações diferentes, incluindo alimentação em série ou em paralelo, configurados em emissor comum ou em base comum, e baseados em amplificadores de BJT (Transistor Bipolar de Junção) ou FET (Transistor de Efeito de Campo).

Além disso, deve-se notar que a seção do amplificador baseada em transistor da Figura 1 pode até ser substituída por um amplificador de qualquer outro tipo, como um amplificador inversor formado por um Op-Amp, conforme mostrado na Figura 2.

O funcionamento deste tipo de oscilador é semelhante ao do anterior. No entanto, aqui, o ganho do oscilador pode ser ajustado individualmente usando o resistor de feedback Rf devido ao fato de que o ganho do amplificador inversor é dado como -R