Gli oscillatori elettronici sono circuiti elettronici che convertono l’energia elettrica DC in segnali CA. A seconda del tipo di filtro selezionato in frequenza, è possibile dividerli come oscillatori RC o LC.
Gli oscillatori Hartley sono uno dei più comuni in un ricevitore radio o un oscillatore a radiofrequenza. Questo è un progresso dell’oscillatore Armstrong ed è facile da sintonizzare. Oggi scopriremo in profondità il suo funzionamento, la configurazione e così via. Mentre ci muoviamo lungo l’articolo.
oscillatori elettronici.
fonte; Wikipedia (un progetto collaborativo di enciclopedia multilingue basato sulla tecnologia wiki) è anche un enciclopedia web scritta in diverse lingue, il cui obiettivo e scopo è quello di fornire un enciclopedia libera a tutta l’umanità)
Cos’è l’oscillatore Hartley?
L’oscillatore di Hartley è un oscillatore armonico inventato da Ralph Hartley nel 1915. L’oscillatore LC (un circuito composto da induttori e condensatori) determina la sua frequenza di oscillazione. Puoi sintonizzarli per generare onde nella banda di radiofrequenza, quindi sono chiamati oscillatori a radiofrequenza. Le frequenze radio dei segnali sinusoidali vanno da 30 kHz a 30 MHz.
Un semplice oscillatore di Hartley
Fonte: Wikimedia
Una caratteristica del circuito di sintonizzazione dell’oscillatore è che un condensatore è in parallelo con due induttori a singola presa. Inoltre, ottiene il segnale di feedback necessario per oscillare dalla connessione centrale dell’induttore.
Principio di funzionamento e schema elettrico degli oscillatori di Hartley
Gli oscillatori Hartley hanno diversi elementi del circuito, come mostrato nella figura, con funzioni diverse.
Schema elettrico degli oscillatori di Hartley
R1, R2 e RE forniscono l’offset del circuito richiesto, mentre C2 e C1 fungono da condensatori accoppiati.
Quindi, la bobina di scorrimento a radiofrequenza (RFC) mantiene rispettivamente lo stato DC e AC nel circuito. Ciò è dovuto al fatto che mostra una resistenza elettrica quasi zero in condizioni DC e quindi non causa interruzioni del condensatore DC. Inoltre, la resistenza agli RFC nelle applicazioni ad alta frequenza è elevata, quindi può essere considerata un circuito aperto.
Il circuito ha anche un amplificatore di transistor che fornisce uno spostamento di fase di 180°. I componenti L1, L2 e C del circuito oscillante producono frequenze di oscillazione.
Ora, in termini di principio di funzionamento;
Se si applica una tensione di alimentazione DC (VCC) al circuito, la corrente del collettore del transistor aumenta. Questo inizierà a caricare il condensatore nel circuito di stoccaggio dell’energia.
Una volta completamente caricato, il condensatore inizierà a scaricare attraverso l’induttore L2 e L1.
Con la scarica del condensatore, l’induttore inizierà a caricare.
(filo elettrico)
Attenzione;
Il condensatore immagazzina la carica elettrica nel campo elettrico, mentre l’induttore
campo magnetico
. Pertanto, quando il condensatore è completamente scaricato, l’induttore inizierà a caricare automaticamente e viceversa.
La scarica e la ricarica continua portano all’uscita con un’oscillazione sinusoidale. Poiché anche la nostra ampiezza diminuisce gradualmente, il segnale di uscita avrà principalmente oscillazioni di smorzamento. La diminuzione dell’ampiezza è dovuta alla resistenza interna dell’induttore che porta alla perdita di calore (IR) del circuito.
Inoltre, il circuito di accumulo di energia fornisce uno spostamento di fase di 180° tra il punto B e il punto A. Tuttavia, il punto C rimane a terra. Quindi, quando b è negativo, a è positivo.
Per mantenere l’oscillazione a lungo, dobbiamo amplificare l’oscillazione senoidale smorzata. Pertanto, abbiamo usato l’uscita del circuito di stoccaggio dell’energia come input per il transistor configurato con emettitore comune. Lì, il transistor amplificerà il segnale sinusoidale.
Successivamente, l’interazione tra l’induttore L1 e L2 riceve il segnale di feedback / energia.
Successivamente, il condensatore nel circuito di stoccaggio dell’energia genera ulteriori oscillazioni sinusoidali dopo aver ricevuto l’energia di ricarica da un transistor con uscita amplificata.
D’altra parte, l’uscita amplificata compensa le perdite di calore generate dal circuito di stoccaggio dell’energia. Di conseguenza, il circuito di accumulo di energia assicura che l’ampiezza di uscita sia costante, anziché diminuita, nell’intervallo di frequenza di funzionamento.
Frequenza dell’oscillatore di Hartley
Simile a qualsiasi circuito di risonanza parallelo, è possibile calcolare la frequenza di oscillazione generata dal circuito di accumulo di energia. Per fare questo, useremo la formula:
c è la capacità di C1 nel circuito di stoccaggio dell’energia.
Nell’oscillatore Hartley, usiamo due induttori nel circuito di stoccaggio dell’energia. Pertanto, il nostro induttore equivalente è:
Leq = L1+ L2
Quando si tratta di induttività equivalente, dobbiamo anche considerare l’interazione tra le bobine. Saranno;
Leq = L1+ L2+ 2M
Infine, ordiniamo la frequenza di oscillazione come:
Gli oscillatori di Hartley in diverse configurazioni
Distribuzione degli oscillatori di Hartley
Gli oscillatori di Hutley sono configurati con un emettitore comune.
alimentazione parallela dell’oscillatore Hartley.
Quando viene utilizzata una tensione di alimentazione, le resistenze parziali RB e R1 forniscono un offset fisso.
C1 ignora la resistenza di copertura RE dell’emittente a temperatura stabile.
L’induttore L3 viene quindi alimentato in parallelo al collettore, poiché C3 agisce come condensatore accoppiato e blocco DC. Blocco e accoppiamento impediscono il cortocircuito del collettore.
Allo stesso modo, C2 è un condensatore di accoppiamento di blocco di base che assicura che la base non sia cortocircuito a terra.
Funzionamento dell’oscillatore Hartley alimentato in parallelo
Dopo che il circuito di spostamento riceve un po ‘di energia, R1 e RB determinano l’offset iniziale. Allo stesso tempo, le oscillazioni si formano attraverso il feedback dal collettore alla base di L2 e L1.
Attenzione;
Dall’emittente attraverso L2 e C2 c’è un percorso di comunicazione alla base. Questo percorso è simile al percorso attraverso L1 e C3 al collettore.
L’offset di degenerazione viene generato lateralmente durante l’oscillazione (così come il valore corretto per C1).
Il valore del componente LED parallelo determina quanto segue:
L’uscita può eventualmente essere percepita dal circuito di accumulo di energia elettrica o dal condensatore al collettore.
alimentazione seriale dell’oscillatore Hartley
Nella nostra seconda configurazione, il circuito di base dell’oscillatore Hartley alimentato in serie è anche la stabilità dell’emittente e la polarizzazione del divisore. Quando si applica la tensione del collettore attraverso l’induttore di immagazzinamento dell’energia, C3 divide la fonte di tensione del segnale. Inoltre, il suo funzionamento è simile a un circuito alimentato in parallelo.
Quando il DC scorre attraverso una parte del circuito di accumulo di energia, la situazione è diversa. Qui, la stabilità del fattore Q e la frequenza dell’oscillatore diventa inferiore rispetto al circuito alimentato in parallelo.
Schema di circuito dell’oscillatore Hartley alimentato in serie
Oscillatori Hartley che utilizzano un amplificatore operativo
Uno dei principali vantaggi dell’amplificatore operativo è che è possibile regolare il guadagno dell’oscillatore singolarmente utilizzando resistenze di input e feedback. L’oscillatore è configurato con l’amplificatore operativo in modalità inversa. Pertanto, puoi usare la seguente equazione per esprimere il guadagno:
A = -Rf/R1
prendere questo;
-Rf = feedback resistor
R1 = input resistor
A = Gain
Oscillatori Hartley con amplificatori operativi
Nell’inversione del transistor, il guadagno sarà leggermente maggiore o uguale al rapporto di L2 e L1. Nella versione del circuito dell’amplificatore operativo è stata aggiunta la stabilità della frequenza, poiché dipende minimo dagli elementi del circuito di stoccaggio dell’energia. Tuttavia, la versione del transistor e la versione dell’amplificatore operativo hanno equazioni di frequenza simili e il principio di funzionamento.
I vantaggi degli oscillatori di Hartley
I vantaggi degli oscillatori Hartley includono:
Innanzitutto, è possibile utilizzare una singola bobina come trasformatore autoagganciato, piuttosto che un grande trasformatore.
In secondo luogo, avrai bisogno solo di alcuni componenti, come due induttori fissi o una bobina di estrazione.
Inoltre, se si sostituisce il condensatore con un cristallo di quarzo, è possibile generare una variante di un oscillatore di cristallo a frequenza fissa.
Un litro di cristallo
fonte; Wikipedia (un progetto collaborativo di enciclopedia multilingue basato sulla tecnologia wiki) è anche un enciclopedia web scritta in diverse lingue, il cui obiettivo e scopo è quello di fornire un enciclopedia libera a tutta l’umanità)
Sarai quindi in grado di mantenere l’ampiezza di uscita entro la gamma di frequenza fissa desiderata.
Infine, è possibile utilizzare induttori variabili o singoli condensatori variabili per cambiare la frequenza.
I difetti sono:
Sfortunatamente, non è possibile utilizzare l’oscillatore Hartley per le oscillazioni a bassa frequenza.
Inoltre, presenta una distorsione armonica, quindi non è adatto per le applicazioni che richiedono onde sinusoidali puri. Fortunatamente, è possibile eliminare la distorsione aggiungendo un circuito di stabilizzazione dell’ampiezza.
conclusione
In breve, gli oscillatori di Hartley hanno varie applicazioni, come la generazione di onde sinusoidali alla frequenza desiderata. Inoltre, sono disponibili in numerose configurazioni, come amplificatori basati su transistor a effetto di campo (FET), alimentatori seriali o paralleli.
Puoi contattarci per saperne di più sugli oscillatori Hartley. Siamo a vostra disposizione in qualsiasi momento.
