- Tankkretsen
- Transistorbasert
- Arbeid av Hartley Oscillator Circuit
- Op-Amp-basert Hartley Oscillator
- Eksempel på Hartley Oscillator
- Forskjeller mellom Hartley Oscillator og Colpitts Oscillator
- Fordeler og ulemper ved Hartley Oscillator
Enkelt sagt er oscillatoren en krets som konverterer likestrøm fra forsyningskilden til vekselstrøm til belastning. Oscillatorsystem er bygget med både aktive og passive komponenter, og det brukes til produksjon av sinusformede eller andre repeterende bølgeformer ved utgangen uten anvendelse av et eksternt inngangssignal. Vi diskuterte få oscillatorer i våre tidligere opplæringsprogrammer:
- Colpitts oscillator
- RC Phase Shift Oscillator
- Wein Bridge Oscillator
- Kvarts krystalloscillator
- Fase skift oscillator krets
- Spenningsstyrt oscillator (VCO)
Enhver form for radio-TV-sender eller -mottaker eller ethvert laboratorietestutstyr har oscillatoren. Det er hovedkomponenten for å produsere klokkesignalet. En enkel oscillatorapplikasjon kan sees i en veldig vanlig enhet som en klokke. Klokker bruker en oscillator for å produsere et 1 Hz klokkesignal.
Oscillatorer er klassifisert som en sinusformet oscillator eller avslapningsoscillator avhengig av utgangsbølgeformen. Hvis en oscillator produserer en sinusformet bølge med bestemt frekvens over utgangen, kalles oscillatoren en sinusformet oscillator. Avslapningsoscillatorene gir ikke sinusformede bølger som firkantbølge eller trekantet bølge eller lignende bølger over utgangen.
Annet enn oscillatorklassifiseringene basert på utgangssignalet, kan oscillatorer klassifiseres ved hjelp av kretskonstruksjonen som negativ motstandsoscillator, tilbakemeldingsoscillator etc.
Den Hartley oscillator er en av LC-typen (induktor-kondensator) tilbake oscillator som er oppfunnet i 1915 av American ingeniør Ralph Hartley. I denne opplæringen vil vi diskutere konstruksjon og anvendelse av Hartley oscillator.
Tankkretsen
Hartley-oscillator er en LC-oscillator. En LC-oscillator består av en tankkrets som er en viktig del for å produsere den nødvendige oscillasjonen. Tankkretsen bruker tre komponenter, to induktorer og en kondensator. Kondensatoren er koblet sammen med to serieinduktorer. Nedenfor er kretsskjemaet til Harley Oscillator:
Hvorfor kalles induktor-kondensatorkombinasjon som tankkrets? Fordi LC-kretsen lagrer svingningsfrekvensen. I tankkretsen lades og tømmes kondensator og to seriens induktorer gjentatte ganger, noe som gir en svingning. Lade- og utladningstimingen eller med andre ord verdien av kondensator og induktorer er den viktigste avgjørende faktoren for svingningsfrekvensen.
Transistorbasert
På bildet ovenfor vises en praktisk Hartley-oscillatorkrets der en aktiv komponent er PNP-transistor. I kretsen vises utgangsspenningen over tankkretsen som er koblet til samleren. Imidlertid er tilbakemeldingsspenningen også en del av utgangsspenningen som er betegnet som V1, og vises over induktoren L1.
Den frekvens er direkte proporsjonal med forholdet mellom kondensatoren og induktorer verdier.
Arbeid av Hartley Oscillator Circuit
Den aktive komponenten i Hartley Oscillator er transistoren. DC-driftspunktet i det aktive området av karakteristikkene styres av motstandene R1, R2, RE og kollektorspenningsspenningen VCC. Kondensatoren CB er den blokkerende kondensatoren og CE er bypass-kondensator.
Den transistor som er konfigurert i felles emitter-konfigurasjon. I denne konfigurasjonen har transistorinngang og utgangsspenning en 180-graders faseforskyvning. I kretsen har utgangsspenningen V1 og tilbakemeldingsspenningen V2 180 graders faseforskyvning. Ved å kamme disse to, får vi en total 360 graders faseforskyvning, viktig for svingningen (referert til som Barkhausen-kriteriet).
En annen viktig ting å starte svingningen inne i kretsene uten å bruke et eksternt signal er å produsere støyspenning inne i kretsen. Når strømmen slås på, produseres en støyspenning med et bredt støyspektrum, og den har den nødvendige spenningskomponenten ved frekvensen som kreves for oscillatoren.
AC-driften av kretsene påvirkes ikke av motstanden R1 og R2 for en stor motstandsverdi. Disse to motstandene brukes til forspenning av transistoren. Jorden og CE blir brukt for immuniteten til den totale kretsen, og disse to motstandene og kondensatoren brukes som emittermotstand og emitterkondensator.
AC-driften er i stor grad påvirket av resonansfrekvensen til tankkretsen. Frekvensen av svingningen kan bestemmes ved å bruke formelen nedenfor -
F = 1 / 2π√L T C
Den totale induktansen til tankkretsen er L T = L 1 + L 2
Op-Amp-basert Hartley Oscillator
I bildet ovenfor er den op-amp-baserte Hartley-oscillatoren vist hvor kondensator C1 er koblet parallelt med L1 og L2 i serie.
Op-amp er koblet i en inverterende konfigurasjon, der motstanden R1 og R2 er tilbakemeldingsmotstanden. Forsterkerens spenningsforsterkning kan bestemmes av nedenstående formel -
A = - (R2 / R1)
Tilbakemeldingsspenningen og utgangsspenningen er også angitt i ovennevnte op-amp-baserte Hartley-oscillatorkrets.
Frekvensen av oscillasjonen kan beregnes med samme formel som brukes i transistorbasert Hartley-oscillatorseksjon.
Hartley-oscillator oscillerer vanligvis i RF-området. Frekvensen kan varieres ved å endre verdien på induktor eller kondensatorer eller begge deler. For valg av en variabel komponent velges kondensatorer over induktorene, da de lett kan varieres enn induktorer. Frekvensen av svingningen kan endres i forholdet 3: 1 for jevne variasjoner.
Eksempel på Hartley Oscillator
Anta at en Hartley-oscillator med en variabel frekvens på 60-120 KHz består av en trimmerkondensator (100 pF til 400 pF). Tankkretsen har to induktorer hvor verdien av en induktor er 39uH. Så for å finne verdien av annen induktor, vil vi følge fremgangsmåten nedenfor:
Frekvensen til Hartley-oscillatoren er-
F = 1 / 2π√L T C
I denne situasjonen hvor frekvensen varierer mellom 60 og 120 kHz, som er et forhold på 1: 2. Variasjonen av frekvensen kan oppnås ved hjelp av et par spoler siden kapasitansen varierer i forholdet 100pF: 400 pF, som er et 1: 4-forhold.
Så når frekvensen F er 60 kHz, er kapasitansen 400 pF.
Nå,
Så den totale kapasitansen er 17,6 mH, og verdien av annen induktor er
17,6 mH - 0,039 mH = 17,56 mH.
Forskjeller mellom Hartley Oscillator og Colpitts Oscillator
Colpitts-oscillatoren er veldig lik Hartley-oscillatoren, men det er en forskjell i konstruksjon mellom disse to. Selv om Hartley og Colpitts har begge oscillatorer tre komponenter i tankkretsen, bruker Colpitts-oscillatoren en enkelt induktor parallelt med to kondensatorer i serie mens Hartley-oscillatoren bruker nøyaktig motsatt, en enkelt kondensator parallelt med to induktorer i serie.
Fordeler og ulemper ved Hartley Oscillator
Fordeler:
1. utgangsamplituden er ikke proporsjonal med det variable frekvensområdet, og amplituden forblir nesten konstant.
2.Frekvensen kan enkelt kontrolleres ved hjelp av en trimmer i stedet for den faste kondensatoren i tankkretsen.
3.Godt egnet for RF-rekkevidde på grunn av stabil RF-frekvensgenerering.
Ulemper
1.Hartley Oscillator gir en forvrengt sinusbølge og er ikke egnet for rene sinusbølgerelaterte operasjoner. Hovedårsaken til denne ulempen er den høye mengden harmoniske induserte på tvers av utgangen.
2.I lav frekvens blir induktorverdien stor.
Hartley Oscillator Circuit brukes hovedsakelig til å generere sinusbølger i forskjellige enheter som radiosender og mottakere.