Hārtlija oscilators ir elektronisks oscilatora ķēde kurā svārstību frekvenci nosaka noregulētā shēma, kas sastāv no kondensatoriem un induktoriem, tas ir, ar LC oscilatoru. Hārtlija oscilatoru izgudroja Hārtlijs, kamēr viņš strādāja Western Electric Company pētījumu laboratorijā. Kontūru 1915. gadā izgudroja amerikāņu inženieris Ralfs Hārtlijs. Hārtlija oscilatora personiskā iezīme ir tā, ka noregulētā shēma sastāv no viena kondensatora paralēli diviem induktoriem, kas atrodas virknē, vai ar vienu pieskārienu induktoru, un svārstībām nepieciešamais atgriezeniskās saites signāls tiek ņemts no divu induktoru centrālā savienojuma.
Kas ir Hārtlija oscilatori?
Hārtlija oscilators ir induktīvi savienots, mainīgas frekvences oscilators, kur oscilators var būt sērijveida vai šunta barots. Hārtlija oscilatori ir tā priekšrocība, ka tiem ir viens regulēšanas kondensators un viens centrāli pieskrūvēts induktors. Šis procesors vienkāršo Hārtlija oscilatoru shēmas uzbūvi.
Hārtlija oscilators
Hārtlija oscilatoru ķēde un darbība
Hārtlija oscilatora shēma ir parādīta zemāk redzamajā attēlā. NPN tranzistors savienots kopējā izstarotāja konfigurācijā, darbojas kā aktīvā ierīce pastiprinātāja stadijā. R1 un R2 ir novirzes rezistori, un RFC ir radiofrekvenču droselis, kas nodrošina izolāciju starp Maiņstrāvas un līdzstrāvas darbība .
Augstās frekvencēs šī droseles reaktivitātes vērtība ir ļoti augsta, tāpēc to var uzskatīt par atvērtu ķēdi. Reaktivitāte ir nulle līdzstrāvas stāvoklī, līdz ar to līdzstrāvas kondensatoriem nerada problēmas. CE ir izstarotājs apvedceļa kondensators un RE ir arī neobjektīvs rezistors. CC1 un CC2 ir savienojuma kondensatori.
Hārtlija oscilatoru ķēde
Kad ķēdei tiek piešķirts līdzstrāvas padeve (Vcc), kolektora strāva sāk palielināties un sākas ar kondensatora C. uzlādēšanu. Kad kondensators C ir pilnībā uzlādēts, tas sāk izlādēties caur L1 un L2 un atkal sāk uzlādēt.
Šī aizmugurējā un ceturtā sprieguma viļņu forma ir mazs sinusa vilnis, kas noved ar negatīvām izmaiņām. Tas galu galā izmirs, ja vien tas netiks pastiprināts.
Tagad tranzistors nonāk attēlā. Sinusa vilnis, ko rada tvertnes ķēde caur kondensatoru CC1 ir savienots ar tranzistora pamatni.
Tā kā tranzistors ir konfigurēts kā kopējs izstarotājs, tas ņem ievadi no tvertnes ķēdes un invertē to standarta sinusoidālā viļņā ar vadošām pozitīvām izmaiņām.
Tādējādi tranzistors nodrošina pastiprinājumu kopā ar inversiju, lai pastiprinātu un koriģētu tvertnes ķēdes radīto signālu. Savstarpējā induktivitāte starp L1 un L2 nodrošina enerģijas atgriezenisko saiti no kolektora-izstarotāja ķēdes uz bāzes-izstarotāja ķēdi.
Šajā kontūrā svārstību biežums ir
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Kur Leq ir spoles kopējā induktivitāte tvertnes ķēdē, tiek dota kā
Leq = L1 + L2 + 2M
Praktiskai ķēdei, ja L1 = L2 = L un savstarpējā induktivitāte tiek atstāta novārtā, svārstību biežumu var vienkāršot kā
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Hārtlija oscilatoru ķēde, izmantojot Op-Amp
Hārtlija oscilatoru var realizēt izmantojot operatīvo pastiprinātāju un tā tipiskais izvietojums parādīts zemāk redzamajā attēlā. Šāda veida shēma atvieglo pastiprinājuma regulēšanu, izmantojot atgriezeniskās saites pretestību un ieejas pretestību.
Transistorizētā Hārtlija oscilatorā pieaugums atkarībā no tvertnes ķēdes elementiem, piemēram, L1 un L2, savukārt Op-amp oscilatora pastiprinājums ir mazāks atkarīgs no tvertnes ķēdes elementiem un tādējādi nodrošina lielāku frekvences stabilitāti.
Hārtlija oscilators, izmantojot Op-Amp
Šīs ķēdes darbība ir līdzīga Hārtlija oscilatora tranzistora versijai. Sinusa vilni rada atgriezeniskās saites ķēde, un tas ir savienots ar op-amp sadaļu. Tad šis vilnis tiek stabilizēts un apgriezts ar pastiprinātāju.
Oscilatora frekvence tiek mainīta, izmantojot tvertnes ķēdē mainīgu kondensatoru, saglabājot atgriezeniskās saites attiecību, un izejas amplitūda ir nemainīga visā frekvenču diapazonā. Šāda veida oscilatoru svārstību biežums ir tāds pats kā iepriekš apspriestajam oscilatoram un tiek dots kā
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Kur: Leq = L1 + L2 + 2M
Or
Leq = L1 + L2
Lai radītu svārstības no šīs ķēdes, pastiprinātāja pastiprinājums ir un jāizvēlas lielāks vai vismaz vienāds ar divu induktivitāšu attiecību.
Av = L1 / L2
Ja starp L1 un L2 pastāv savstarpēja induktivitāte, jo šīm abām spolēm ir kopīgs kodols, tad pieaugums kļūst
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Priekšrocības
- Divu atsevišķu ruļļu L1 un L2 vietā var izmantot vienu tukša stieples tinumu un spirāli iezemēt jebkurā vēlamajā vietā kopā ar to.
- Izmantojot mainīgu kondensatoru vai padarot serdi kustīgu (mainot induktivitāti), svārstību biežumu var mainīt.
- Nepieciešami ļoti nedaudzi komponenti, ieskaitot divus fiksētus induktorus vai spoli.
- Izejas amplitūda paliek nemainīga visā darba frekvenču diapazonā.
Trūkumi
- To nevar izmantot kā zemfrekvences oscilatoru, jo induktoru vērtība kļūst liela un induktoru izmērs kļūst liels.
- Harmonikas saturs šī oscilatora izvadā ir ļoti augsts, un tāpēc tas nav piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešams tīrs sinusoidāls vilnis.
Pieteikumi
- Hārtlija oscilatoram ir jāizveido sinusa viļņi ar vēlamo frekvenci
- Hārtlija oscilatori galvenokārt tiek izmantoti kā radio uztvērēji. Ņemiet vērā arī to, ka plašā frekvenču diapazona dēļ tas ir vispopulārākais oscilators
- Hārtlija oscilators ir piemērots svārstībām RF (radiofrekvenču) diapazonā līdz 30 MHz
Tādējādi tas viss attiecas uz Hārtlija oscilatoru ķēdes teorijas darbību un lietojumiem. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo koncepciju. Turklāt jebkādas šaubas par šo koncepciju vai elektrotehnikas un elektronikas projekti , lūdzu, sniedziet vērtīgus ieteikumus, komentējot komentāru sadaļā zemāk. Šeit ir jautājums jums, kāda ir Hārtlija oscilatora galvenā funkcija?
Foto kredīti:
- Hārtlija oscilatoru ķēde teļu pilsēta
- Hārtlija oscilatoru ķēde, izmantojot Op-Amp nptel
