Hartley oscillator

Sa simpleng mga termino, ang oscillator ay isang circuit na nagko-convert sa DC power mula sa pinagmulan ng supply sa AC power sa Load. Ang oscillator system ay binuo gamit ang parehong aktibo at passive na mga bahagi at ginagamit ito para sa paggawa ng sinusoidal o anumang iba pang paulit-ulit na mga form ng alon sa output nang walang anumang aplikasyon ng isang panlabas na signal ng pag-input. Tinalakay namin ang ilang mga oscillator sa aming mga nakaraang tutorial:

• Colpitts Oscillator
• RC Phase Shift Oscillator
• Wein Bridge Oscillator
• Quartz Crystal Oscillator
• Phase Shift Oscillator Circuit
• Controlled Oscillator ng Boltahe (VCO)

Anumang uri ng radio-TV transmitter o receiver o anumang kagamitan sa pagsubok sa laboratoryo ay mayroong oscillator. Ito ang pangunahing sangkap para sa paggawa ng signal ng orasan. Ang isang simpleng application ng oscillator ay makikita sa loob ng isang napaka-karaniwang aparato tulad ng isang relo. Ang mga relo ay gumagamit ng isang oscillator upang makabuo ng isang 1 Hz signal ng orasan.

Ang mga oscillator ay inuri bilang isang sinusoidal oscillator o ang relaxation oscillator depende sa output waveform. Kung ang isang oscillator ay gumagawa ng isang sinusoidal na alon na may tiyak na dalas sa buong output, ang oscillator ay tinatawag na isang sinusoidal oscillator. Ang mga oscillator ng pagpapahinga ay nagbibigay ng mga hindi sinusoidal na alon tulad ng square square o triangular na alon o anumang katulad na uri ng alon sa buong output.

Maliban sa mga pag-uuri ng oscillator batay sa output signal, ang Oscillator ay maaaring mauri gamit ang circuit konstruksyon tulad ng negatibong resistensya oscillator, feedback oscillator atbp.

Ang oscillator ng Hartley ay isa sa uri ng LC (Inductor-Capacitor) na oscillator ng feedback na naimbento noong 1915 ng Amerikanong inhinyero na si Ralph Hartley. Sa tutorial na ito, tatalakayin namin ang tungkol sa pagtatayo at aplikasyon ng Hartley oscillator.

Ang Circuit ng Tank

Ang Hartley oscillator ay isang oscillator ng LC. Ang isang LC oscillator ay binubuo ng isang tank circuit na kung saan ay isang mahalagang bahagi upang makabuo ng kinakailangang oscillation. Ang circuit ng tangke ay gumagamit ng tatlong mga bahagi, dalawang inductor, at isang kapasitor. Ang capacitor ay konektado kahanay sa dalawang mga inductor ng serye. Nasa ibaba ang circuit diagram ng Harley Oscillator:

Bakit ang kumbinasyon ng inductor-capacitor ay tinatawag na tank circuit? Dahil ang LC circuit ay nag-iimbak ng dalas ng oscillation. Sa tank circuit, ang capacitor at dalawang serye na inductors ay sinisingil at pinalabas ng bawat isa nang paulit-ulit na gumagawa ng isang oscillation. Ang pagtatapos ng singil at paglabas o sa madaling salita, ang halaga ng capacitor at inductors ay ang pangunahing kadahilanan sa pagtukoy para sa dalas ng oscillation.

Batay sa transistor

Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang isang praktikal na circuit ng Hartley oscillator kung saan ang isang aktibong sangkap ay transistor ng PNP. Sa circuit, ang boltahe ng output ay lilitaw sa buong circuit ng tanke na konektado sa kolektor. Gayunpaman, ang boltahe ng feedback ay isang bahagi din ng output boltahe na tinukoy bilang V1, na lumilitaw sa kabuuan ng Inductor L1.

Ang dalas ay direktang proporsyonal sa ratio ng mga halaga ng kapasitor at inductors.

Paggawa ng Hartley Oscillator Circuit

Ang aktibong sangkap sa Hartley Oscillator ay ang transistor. Ang DC operating point sa aktibong rehiyon ng mga katangian ay pinamamahalaan ng resistors R1, R2, RE, at ang boltahe ng supply ng kolektor na VCC. Ang capacitor CB ay ang pagharang ng capacitor at CE ay ang Easter bypass capacitor.

Ang transistor ay naka-configure sa karaniwang pagsasaayos ng emitter. Sa pagsasaayos na ito, ang input ng transistor at output boltahe ay may 180-degree phase shift. Sa circuit, ang output voltage V1 at ang feedback voltage V2 ay may 180-degree phase shift. Sa pamamagitan ng pagsusuklay sa dalawang ito, nakakakuha kami ng isang kabuuang 360 degree na phase shift, mahalaga para sa osilasyon (tinukoy bilang pamantayan ng Barkhausen).

Ang isa pang mahalagang bagay upang simulan ang pag-oscillation sa loob ng circuitry nang hindi naglalagay ng isang panlabas na signal ay upang makabuo ng boltahe ng ingay sa loob ng circuit. Kapag ang kapangyarihan ay nakabukas, ang isang boltahe ng ingay ay ginawa gamit ang isang malawak na spectrum ng ingay at mayroon itong kinakailangang bahagi ng boltahe sa dalas, kinakailangan para sa oscillator.

Ang pagpapatakbo ng AC ng circuitry ay hindi apektado ng paglaban R1 at R2 para sa isang malaking halaga ng paglaban. Ang dalawang resistors na ito ay ginagamit para sa bias ng transistor. Ang mundo at CE ay ginagamit para sa kaligtasan sa sakit ng pangkalahatang circuit at ang dalawang resistors at capacitor na ito ay ginagamit bilang emitor resistor at emitter capacitor.

Ang operasyon ng AC ay higit na apektado ng resonant frequency ng tank ng circuit. Ang dalas ng oscillation ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng paggamit ng sa ibaba formula-

F = 1 / 2π√L _T C

Ang kabuuang inductance ng circuit ng tanke ay L _T = L ₁ + L ₂

Op-Amp Batay sa Hartley Oscillator

Sa imahe sa itaas, ang op-amp based Hartley oscillator ay ipinakita kung saan ang capacitor C1 ay konektado kahanay sa L1 at L2 sa serye.

Ang Op-amp ay konektado sa isang inverting config, kung saan ang risistor na R1 at R2 ay ang resistor ng feedback. Ang pakinabang ng boltahe ng amplifier ay maaaring matukoy ng nabanggit na formula sa ibaba -

A = - (R2 / R1)

Ang boltahe ng feedback at ang boltahe ng output ay ipinahiwatig din sa itaas na op-amp batay sa Hartley oscillator circuit.

Ang dalas ng Oscillation ay maaaring kalkulahin gamit ang parehong formula na ginagamit sa seksyon na Hartley oscillator na nakabatay sa transistor.

Karaniwang uma-oscillate ang Hartley oscillator sa saklaw ng RF. Ang dalas ay maaaring iba-iba sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng inductor o capacitors o pareho. Para sa pagpili ng isang variable na bahagi, ang mga capacitor ay pinili sa itaas ng mga inductor dahil madali silang magkakaiba kaysa sa mga inductor. Ang dalas ng oscillation ay maaaring mabago sa ratio ng 3: 1 para sa makinis na mga pagkakaiba-iba.

Halimbawa ng Hartley Oscillator

Ipagpalagay na ang isang Hartley oscillator na may variable frequency na 60-120 KHz ay ​​binubuo ng isang trimmer capacitor (100 pF hanggang 400 pF). Ang circuit ng tanke ay mayroong dalawang inductors kung saan ang halaga ng isang inductor ay 39uH. Kaya upang hanapin ang halaga ng iba pang inductor, susundin namin ang pamamaraan sa ibaba:

Ang dalas ng Hartley oscillator ay-

F = 1 / 2π√L _T C

Sa sitwasyong ito kung saan ang dalas ay nag-iiba sa pagitan ng 60 hanggang 120 kHz na isang ratio na 1: 2. Ang pagkakaiba-iba ng dalas ay maaaring makuha ng isang pares ng mga coil dahil ang capacitance ay nag-iiba sa ratio ng 100pF: 400 pF na isang 1: 4 na ratio.

Kaya, kapag ang dalas F ay 60 kHz, ang capacitance ay 400 pF.

Ngayon,

Kaya, ang kabuuang capacitance ay 17.6 mH at ang halaga ng iba pang Inductor ay

17.6 mH - 0.039 mH = 17.56 mH.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng Hartley Oscillator at Colpitts Oscillator

Ang Colpitts oscillator ay halos kapareho ng Hartley oscillator ngunit may pagkakaiba sa konstruksyon sa pagitan ng dalawang ito. Bagaman ang Hartley at Colpitts, ang parehong mga oscillator ay may tatlong mga bahagi sa circuit ng tanke, ang ospillator ng Colpitts ay gumagamit ng isang solong inductor kahanay ng dalawang capacitor sa serye samantalang ang Hartley oscillator ay gumagamit ng eksaktong kabaligtaran, isang solong capacitor na kahanay ng dalawang inductor sa serye.

Mga Kalamangan at Kalamangan ng Hartley Oscillator

Mga kalamangan:

1. Ang amplitude ng Output ay hindi proporsyonal sa variable na saklaw ng dalas at ang amplitude ay mananatiling malapit sa pare-pareho.

2. Madalas na mapigil ang dalas gamit ang isang trimmer sa halip na ang nakapirming capacitor sa tank ng circuit.

3. Magandang angkop para sa mga aplikasyon ng saklaw ng RF dahil sa matatag na pagbuo ng dalas ng RF.

Mga Dehado

1. AngHartley Oscillator ay nagbibigay ng isang baluktot na alon ng sine at hindi angkop para sa purong operasyon na nauugnay sa alon ng sine. Ang pangunahing dahilan para sa drawback na ito ay ang mataas na halaga ng mga harmonika na sapilitan sa buong output.

2. Sa mababang dalas ang halaga ng Inductor ay naging malaki.

Ang Hartley Oscillator Circuit ay pangunahing ginagamit upang makabuo ng sine wave sa iba't ibang mga aparato tulad ng Radio transmitter at receivers.