Der Hartley-Oszillator ist ein elektronischer Oszillatorschaltung wobei die Schwingungsfrequenz durch die abgestimmte Schaltung bestimmt wird, die aus Kondensatoren und Induktivitäten besteht, dh einem LC-Oszillator. Der Hartley-Oszillator wurde von Hartley erfunden, als er im Forschungslabor der Western Electric Company arbeitete. Die Schaltung wurde 1915 vom amerikanischen Ingenieur Ralph Hartley erfunden. Das persönliche Merkmal des Hartley-Oszillators ist, dass die abgestimmte Schaltung aus einem einzelnen Kondensator besteht, der parallel zu zwei Induktivitäten in Reihe geschaltet ist, oder aus einem einzelnen abgegriffenen Induktor, und das für die Oszillation erforderliche Rückkopplungssignal wird vom Mittelanschluss der beiden Induktivitäten entnommen.
Was sind Hartley-Oszillatoren?
Der Hartley-Oszillator ist ein induktiv gekoppelter Oszillator mit variabler Frequenz, wobei der Oszillator eine Reihen- oder Nebenschlussspeisung sein kann. Hartley-Oszillatoren haben den Vorteil, dass sie einen Abstimmkondensator und einen Induktor mit Mittenabgriff haben. Dieser Prozessor vereinfacht den Aufbau einer Hartley-Oszillatorschaltung.
Hartley-Oszillator
Hartley Oscillator Circuit und Arbeiten
Das Schaltbild eines Hartley-Oszillators ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Ein NPN-Transistor In einer gemeinsamen Emitterkonfiguration angeschlossen arbeitet als aktives Gerät in der Verstärkerstufe. R1 und R2 sind Vorspannungswiderstände und RFC ist die Hochfrequenzdrossel, die die Isolation zwischen ihnen bereitstellt AC- und DC-Betrieb .
Bei hohen Frequenzen ist der Reaktanzwert dieser Drossel sehr hoch und kann daher als offener Stromkreis behandelt werden. Die Reaktanz ist für Gleichstrombedingungen Null und verursacht daher für Gleichstromkondensatoren kein Problem. Das CE ist der Emitter Bypass-Kondensator und RE ist auch ein Vorspannungswiderstand. CC1 und CC2 sind die Koppelkondensatoren.
Hartley-Oszillatorschaltung
Wenn die Gleichstromversorgung (Vcc) an die Schaltung angelegt wird, beginnt der Kollektorstrom anzusteigen und beginnt mit dem Laden des Kondensators C. Sobald der Kondensator C vollständig geladen ist, beginnt er sich über L1 und L2 zu entladen und beginnt erneut mit dem Laden.
Diese Back-and-Fourth-Spannungswellenform ist eine Sinuswelle, die klein ist und mit ihrer negativen Änderung führt. Es wird schließlich aussterben, wenn es nicht verstärkt wird.
Nun kommt der Transistor ins Bild. Die von erzeugte Sinuswelle der Tankkreis ist über den Kondensator CC1 mit der Basis des Transistors verbunden.
Da der Transistor als gemeinsamer Emitter konfiguriert ist, nimmt er den Eingang vom Tankkreis und invertiert ihn in eine Standard-Sinuswelle mit einer führenden positiven Änderung.
Somit liefert der Transistor eine Verstärkung zusammen mit einer Inversion, um das von der Tankschaltung erzeugte Signal zu verstärken und zu korrigieren. Die gegenseitige Induktivität zwischen L1 und L2 liefert die Rückkopplung von Energie von der Kollektor-Emitter-Schaltung zur Basis-Emitter-Schaltung.
Die Frequenz der Schwingungen in dieser Schaltung beträgt
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Wobei Leq die Gesamtinduktivität der Spulen im Tankkreis ist als
Leq = L1 + L2 + 2M
Wenn für eine praktische Schaltung L1 = L2 = L und die Gegeninduktivität vernachlässigt werden, kann die Frequenz der Schwingungen als vereinfacht werden
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Hartley-Oszillatorschaltung mit Operationsverstärker
Der Hartley-Oszillator kann von implementiert werden unter Verwendung eines Operationsverstärkers und seine typische Anordnung ist in der folgenden Figur gezeigt. Diese Art von Schaltung erleichtert die Verstärkungseinstellung durch Verwendung von Rückkopplungswiderstand und Eingangswiderstand.
Beim transistorisierten Hartley-Oszillator hängt die Verstärkung in Abhängigkeit von den Tankschaltungselementen wie L1 und L2 ab, während die Verstärkung im Operationsverstärker-Oszillator geringer von den Tankschaltungselementen abhängt und somit eine größere Frequenzstabilität bietet.
Hartley-Oszillator mit Operationsverstärker
Der Betrieb dieser Schaltung ähnelt der Transistorversion des Hartley-Oszillators. Die Sinuswelle wird von der Rückkopplungsschaltung erzeugt und ist mit dem Operationsverstärkerteil gekoppelt. Dann wird diese Welle vom Verstärker stabilisiert und invertiert.
Die Frequenz eines Oszillators wird unter Verwendung eines variablen Kondensators im Tankkreis variiert, wobei das Rückkopplungsverhältnis und die Amplitude des Ausgangs über einen Frequenzbereich konstant gehalten werden. Die Schwingungsfrequenz für diesen Oszillatortyp ist dieselbe wie für den oben diskutierten Oszillator und wird als angegeben
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Wobei: Leq = L1 + L2 + 2M
Oder
Leq = L1 + L2
Um die Schwingung aus dieser Schaltung zu erzeugen, muss und sollte die Verstärkerverstärkung größer oder mindestens gleich dem Verhältnis zweier Induktivitäten gewählt werden.
Av = L1 / L2
Wenn die Gegeninduktivität zwischen L1 und L2 aufgrund des gemeinsamen Kerns dieser beiden Spulen besteht, wird die Verstärkung
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Vorteile
- Anstelle von zwei getrennten Spulen L1 und L2 kann eine einzelne Spule aus blankem Draht verwendet und die Spule an einem beliebigen Punkt zusammen mit dieser geerdet werden.
- Durch Verwendung eines variablen Kondensators oder durch Bewegen des Kerns (Variieren der Induktivität) kann die Frequenz der Schwingungen variiert werden.
- Es werden nur sehr wenige Komponenten benötigt, darunter entweder zwei feste Induktivitäten oder eine Abgriffspule.
- Die Amplitude des Ausgangs bleibt über den Arbeitsfrequenzbereich konstant.
Nachteile
- Es kann nicht als Niederfrequenzoszillator verwendet werden, da der Wert der Induktoren groß wird und die Größe der Induktoren groß wird.
- Der Oberwellengehalt im Ausgang dieses Oszillators ist sehr hoch und daher nicht für Anwendungen geeignet, die eine reine Sinuswelle erfordern.
Anwendungen
- Der Hartley-Oszillator soll eine Sinuswelle mit der gewünschten Frequenz erzeugen
- Hartley-Oszillatoren werden hauptsächlich als Funkempfänger verwendet. Beachten Sie auch, dass es aufgrund seines großen Frequenzbereichs der beliebteste Oszillator ist
- Der Hartley-Oszillator ist für Schwingungen im HF-Bereich (Hochfrequenzbereich) bis zu 30 MHz geeignet
Hier dreht sich alles um die Arbeit und Anwendung der Hartley-Oszillatorschaltungstheorie. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Darüber hinaus bestehen Zweifel an diesem Konzept oder Elektro- und Elektronikprojekte Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, Was ist die Hauptfunktion von Hartley Oscillator?
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