Генератор Хартли: Что это? (Частота и схема)

Что такое генератор Гартли?

Генератор Гартли (или RF-генератор) — это тип гармонического генератора. Частота колебаний для генератора Гартли определяется LC-генератором (т.е. схемой, состоящей из конденсаторов и индуктивностей). Генераторы Гартли обычно настраиваются на производство волн в радиочастотном диапазоне (поэтому их также называют RF-генераторами).

Генераторы Гартли были изобретены в 1915 году американским инженером Ральфом Гартли.

Отличительной особенностью генератора Гартли является то, что схема настройки состоит из одного конденсатора, подключенного параллельно двум последовательно соединенным индуктивностям (или одной индуктивности с отводом), а сигнал обратной связи, необходимый для генерации, берется из центрального соединения двух индуктивностей.

Схема генератора Гартли показана ниже на рисунке 1:

Здесь RC — это резистор коллектора, а эмиттерный резистор RE формирует стабилизирующую сеть. Далее, резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения для транзистора в схеме с общим эмиттером CE.

Далее, конденсаторы Ci и Co являются входными и выходными декуплирующими конденсаторами, а эмиттерный конденсатор CE — обходным конденсатором, используемым для обхода усиленных AC-сигналов. Все эти компоненты идентичны тем, которые присутствуют в усилителе с общим эмиттером, который смещен с помощью делителя напряжения.

Однако, на рисунке 1 также показан еще один набор компонентов, а именно, индуктивности L1 и L2, и конденсатор C, которые образуют контур (показан в красной рамке).

При включении питания транзистор начинает проводить, что приводит к увеличению коллекторного тока IC, который заряжает конденсатор C.

После достижения максимального возможного заряда, C начинает разряжаться через индуктивности L1 и L2. Эти циклы зарядки и разрядки приводят к затухающим колебаниям в контуре.

Ток колебаний в контуре создает переменное напряжение на индуктивностях L1 и L2, которые находятся в противофазе на 180°, так как их точка соединения заземлена.

Далее, из рисунка видно, что выход усилителя подается на индуктивность L1, а обратная связь напряжением, взятая с L2, подается на базу транзистора.

Таким образом, можно сделать вывод, что выход усилителя находится в фазе с напряжением контура и восполняет энергию, потерянную им, в то время как энергия, подаваемая обратно в цепь усилителя, будет находиться в противофазе на 180°.

Обратное напряжение, которое уже находится в противофазе на 180° относительно транзистора, дополнительно сдвигается на 180° за счет действия транзистора.

Поэтому сигнал, появляющийся на выходе транзистора, будет усилен и будет иметь суммарный фазовый сдвиг 360°.

В этом состоянии, если сделать коэффициент усиления цепи немного больше, чем коэффициент обратной связи, заданный

(если катушки намотаны на одном сердечнике, где M обозначает взаимную индуктивность)
то цепь генерирует осциллятор, который может быть поддерживаем путем сохранения коэффициента усиления цепи равным коэффициенту обратной связи.

Это заставляет цепь на рисунке 1 действовать как осциллятор, так как она удовлетворяет обоим условиям критериев Баркхаузена.

Частота такого генератора задается как

Где,