Hartley Oscillator: Vad är det? (Frekvens och krets)

Vad är en Hartley Oscillator?

En Hartley Oscillator (eller RF oscillator) är en typ av harmonisk oscillator. Frekvensen för en Hartley Oscillator bestäms av en LC oscillator (dvs. en krets som består av kapacitanser och induktanser). Hartley oscillators är vanligtvis inställda för att producera vågor i radiofrekvensbandet (vilket är anledningen till att de också kallas RF oscillators).

Hartley Oscillators utvecklades 1915 av den amerikanske ingenjören Ralph Hartley.

Det unika med en Hartley oscillator är att stämningssirkuiten består av en enda kapacitans parallellt med två induktanser i serie (eller en enda tappad induktans), och återkopplingsignalen som behövs för oscillation hämtas från mittenanslutningen mellan de två induktanserna.

Ett kretsschema för en Hartley Oscillator visas nedan i figur 1:

Här är RC samlingsspänningstyraren medan emitter motståndet RE bildar stabiliseringsnätverket. Vidare bildar motstånden R1 och R2 spänningsdelarkrets för transistorn i vanlig-emitter (CE) konfiguration.

Nästa, kapacitanserna Ci och Co är ingångs- och utgångsdecoupling kapacitanser medan emitterkapacitansen CE är bypass-kapacitans som används för att bypassa de förstärkta AC-signalerna. Alla dessa komponenter är identiska med de som finns i en vanlig-emitterförstärkare som är biasad med ett spänningsdelarkrets.

Men figur 1 visar också en annan uppsättning komponenter, nämligen induktanserna L1 och L2, och kapacitansen C som bildar tankkretsen (visa i den röda ramen).

När strömförsörjningen sätts på börjar transistern leda, vilket leder till en ökning av samlingsströmmen, IC som laddar kapacitansen C.

När C har fått den maximala laddningen möjliga börjar den lossna genom induktanserna L1 och L2. Dessa laddnings- och lossningscykler resulterar i dämpade oscillationer i tankkretsen.

Oscillationströmmen i tankkretsen producerar en AC-spänning över induktanserna L1 och L2 som är 180o ur fas eftersom deras kontakt punkter är jordade.

Vidare framgår det av figuren att utgången från förstärkaren appliceras över induktansen L1 medan återkopplings spänningen dragits över L2 appliceras till basen av transistorn.

Så kan man dra slutsatsen att förstärkarens utgång är i fas med tankkretsens spänning och levererar tillbaka den energi som förlorats av den, medan den energi som matas tillbaka till förstärkarkretsen kommer att vara 180o ur fas.

Återkopplingsvoltage som redan är 180o ur fas med transistorn, ges en ytterligare 180o fasförflyttning på grund av transistorverkan.

Därför kommer signalen som dyker upp vid transistorns utgång att förstärkas och ha en nettofasförflyttning på 360o.

I detta tillstånd, om man gör vinsten i kretsen något större än återkopplingskvoten givet av

(om spolar är virade på samma kärna med M som indikerar mutuell induktans)
då genererar kretsen en oscillator som kan hållas vid liv genom att bibehålla kretsens vinst lika med återkopplingskvoten.

Detta får kretsen i figur 1 att agera som en oscillator eftersom den då uppfyller båda villkoren i Barkhausens kriterier.

Frekvensen för en sådan oscillator ges som

Där,