Ο ταλαντωτής Hartley είναι ηλεκτρονικός κύκλωμα ταλαντωτή στο οποίο η συχνότητα ταλάντωσης καθορίζεται από το συντονισμένο κύκλωμα που αποτελείται από πυκνωτές και επαγωγείς, δηλαδή έναν ταλαντωτή LC. Ο ταλαντωτής Hartley εφευρέθηκε από τον Hartley ενώ εργαζόταν στο ερευνητικό εργαστήριο της Western Electric Company. Το κύκλωμα εφευρέθηκε το 1915 από τον Αμερικανό μηχανικό Ralph Hartley. Το προσωπικό χαρακτηριστικό του ταλαντωτή Hartley είναι ότι το συντονισμένο κύκλωμα αποτελείται από έναν μόνο πυκνωτή παράλληλα με δύο επαγωγείς σε σειρά ή έναν απλό επαγωγέα και το σήμα ανάδρασης που απαιτείται για την ταλάντωση λαμβάνεται από την κεντρική σύνδεση των δύο επαγωγέων.
Τι είναι οι ταλαντωτές Hartley;
Ο ταλαντωτής Hartley είναι επαγωγικά συζευγμένος, ταλαντωτών μεταβλητής συχνότητας όπου ο ταλαντωτής μπορεί να τροφοδοτείται με σειρά ή διακλάδωση. Οι ταλαντωτές Hartley είναι το πλεονέκτημα ότι έχουν έναν πυκνωτή συντονισμού και έναν επαγωγέα με κεντρικό άγγιγμα. Αυτός ο επεξεργαστής απλοποιεί την κατασκευή ενός κυκλώματος ταλαντωτή Hartley.
Hartley ταλαντωτής
Κύκλωμα και εργασία Hartley Oscillator
Το διάγραμμα κυκλώματος ενός ταλαντωτή Hartley φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Ένα τρανζίστορ NPN συνδεδεμένο σε μια κοινή διαμόρφωση εκπομπής λειτουργεί ως ενεργή συσκευή σε στάδιο ενισχυτή. Τα R1 και R2 είναι αντιστάσεις πόλωσης και το RFC είναι το τσοκ ραδιοσυχνοτήτων, το οποίο παρέχει την απομόνωση μεταξύ Λειτουργία AC και DC .
Σε υψηλές συχνότητες, η τιμή αντίδρασης αυτού του πνιγμού είναι πολύ υψηλή, επομένως μπορεί να αντιμετωπιστεί ως ανοιχτό κύκλωμα. Η αντίδραση είναι μηδενική για συνθήκη DC, επομένως δεν προκαλεί πρόβλημα στους πυκνωτές DC. Το CE είναι ο εκπομπός πυκνωτής παράκαμψης και η RE είναι επίσης μια αντίσταση πόλωσης. Οι CC1 και CC2 είναι οι πυκνωτές ζεύξης.
Κύκλωμα ταλαντωτή Hartley
Όταν η τροφοδοσία DC (Vcc) δίνεται στο κύκλωμα, το ρεύμα συλλέκτη αρχίζει να αυξάνεται και ξεκινά με τη φόρτιση του πυκνωτή C. Μόλις ο πυκνωτής C φορτιστεί πλήρως, αρχίζει να αποφορτίζεται μέσω των L1 και L2 και αρχίζει ξανά τη φόρτιση.
Αυτή η κυματομορφή τάσης πίσω και τέταρτης είναι ένα ημιτονοειδές κύμα που είναι μικρό και οδηγεί με την αρνητική του μεταβολή. Τελικά θα εξαφανιστεί εκτός εάν ενισχυθεί.
Τώρα το τρανζίστορ μπαίνει στην εικόνα. Το ημιτονοειδές κύμα που παράγεται από το κύκλωμα δεξαμενής συνδέεται στη βάση του τρανζίστορ μέσω του πυκνωτή CC1.
Δεδομένου ότι το τρανζίστορ έχει διαμορφωθεί ως common-emitter, παίρνει την είσοδο από το κύκλωμα δεξαμενής και το αναστρέφει σε ένα τυπικό ημιτονοειδές κύμα με κορυφαία θετική αλλαγή.
Έτσι, το τρανζίστορ παρέχει ενίσχυση μαζί με αναστροφή για ενίσχυση και διόρθωση του σήματος που παράγεται από το κύκλωμα δεξαμενής. Η αμοιβαία επαγωγή μεταξύ L1 και L2 παρέχει την ανάδραση της ενέργειας από το κύκλωμα συλλέκτη-εκπομπής στο κύκλωμα εκπομπής βάσης.
Η συχνότητα των ταλαντώσεων σε αυτό το κύκλωμα είναι
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Όπου Leq είναι η συνολική επαγωγή των πηνίων στο κύκλωμα δεξαμενής δίνεται ως
Leq = L1 + L2 + 2M
Για ένα πρακτικό κύκλωμα, εάν L1 = L2 = L και η αμοιβαία επαγωγή παραμεληθεί, τότε η συχνότητα των ταλαντώσεων μπορεί να απλοποιηθεί ως
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Κύκλωμα Hartley Oscillator χρησιμοποιώντας Op-Amp
Ο ταλαντωτής Hartley μπορεί να εφαρμοστεί από χρησιμοποιώντας έναν λειτουργικό ενισχυτή και η τυπική του διάταξη φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτός ο τύπος κυκλώματος διευκολύνει τη ρύθμιση κέρδους χρησιμοποιώντας αντίσταση ανάδρασης και αντίσταση εισόδου.
Στον ταλαντωτή Hartley με τρανζίστορ, το κέρδος εξαρτάται από τα στοιχεία κυκλώματος δεξαμενής όπως τα L1 και L2 ενώ το κέρδος ταλαντωτή Op-amp εξαρτάται λιγότερο από τα στοιχεία κυκλώματος δεξαμενής και ως εκ τούτου παρέχει μεγαλύτερη σταθερότητα συχνότητας.
Hartley Oscillator χρησιμοποιώντας Op-Amp
Η λειτουργία αυτού του κυκλώματος είναι παρόμοια με την έκδοση τρανζίστορ του ταλαντωτή Hartley. Το ημιτονοειδές κύμα δημιουργείται από το κύκλωμα ανατροφοδότησης και συνδυάζεται με την ενότητα op-amp. Στη συνέχεια, αυτό το κύμα σταθεροποιείται και αναστρέφεται από τον ενισχυτή.
Η συχνότητα ενός ταλαντωτή ποικίλλει χρησιμοποιώντας έναν μεταβλητό πυκνωτή στο κύκλωμα δεξαμενής, διατηρώντας την αναλογία ανάδρασης και το πλάτος της εξόδου είναι σταθερό για πάνω από ένα εύρος συχνοτήτων. Η συχνότητα ταλαντώσεων για αυτόν τον τύπο ταλαντωτή είναι η ίδια με τον ταλαντωτή που συζητήθηκε παραπάνω και δίνεται ως
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Πού: Leq = L1 + L2 + 2M
Ή
Leq = L1 + L2
Για να δημιουργηθεί η ταλάντωση από αυτό το κύκλωμα, το κέρδος του ενισχυτή πρέπει και πρέπει να επιλεγεί μεγαλύτερο από ή τουλάχιστον ίσο με την αναλογία δύο επαγωγών.
Av = L1 / L2
Εάν η αμοιβαία επαγωγή υπάρχει μεταξύ L1 και L2 επειδή ο κοινός πυρήνας αυτών των δύο πηνίων, τότε το κέρδος γίνεται
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Πλεονεκτήματα
- Αντί για δύο ξεχωριστά πηνία L1 και L2, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα μόνο πηνίο γυμνού σύρματος και το πηνίο να γειωθεί σε οποιοδήποτε επιθυμητό σημείο μαζί με αυτό.
- Χρησιμοποιώντας έναν μεταβλητό πυκνωτή ή κάνοντας τον πυρήνα να κινείται (μεταβάλλοντας την επαγωγή), η συχνότητα των ταλαντώσεων μπορεί να μεταβάλλεται.
- Απαιτούνται πολύ λίγα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων είτε δύο σταθερών πηνίων είτε ενός σπειροειδούς πηνίου.
- Το πλάτος της εξόδου παραμένει σταθερό στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας.
Μειονεκτήματα
- Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ταλαντωτής χαμηλής συχνότητας καθώς η τιμή των επαγωγών γίνεται μεγάλη και το μέγεθος των επαγωγών γίνεται μεγάλο.
- Το αρμονικό περιεχόμενο στην έξοδο αυτού του ταλαντωτή είναι πολύ υψηλό και επομένως δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν καθαρό ημιτονοειδές κύμα.
Εφαρμογές
- Ο ταλαντωτής Hartley πρόκειται να παράγει ημιτονοειδές κύμα με την επιθυμητή συχνότητα
- Οι ταλαντωτές Hartley χρησιμοποιούνται κυρίως ως ραδιοφωνικοί δέκτες. Σημειώστε επίσης ότι λόγω του μεγάλου εύρους συχνοτήτων του, είναι ο πιο δημοφιλής ταλαντωτής
- Ο ταλαντωτής Hartley είναι κατάλληλος για ταλαντώσεις στην περιοχή RF (Ραδιοσυχνότητα), έως 30MHZ
Επομένως, όλα αυτά αφορούν τη λειτουργία και τις εφαρμογές της θεωρίας κυκλώματος ταλαντωτή hartley. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, τυχόν αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την έννοια ή ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα , δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία του Hartley Oscillator;
Φωτογραφικές μονάδες:
