Генератор Хартли - это электронный схема генератора в котором частота колебаний определяется настроенным контуром, состоящим из конденсаторов и катушек индуктивности, то есть LC-генератором. Генератор Хартли был изобретен Хартли, когда он работал в исследовательской лаборатории Western Electric Company. Схема была изобретена в 1915 году американским инженером Ральфом Хартли. Отличительной особенностью генератора Хартли является то, что настроенная схема состоит из одного конденсатора, подключенного параллельно с двумя катушками индуктивности, включенными последовательно, или с одной ответвленной катушкой индуктивности, а сигнал обратной связи, необходимый для генерации, берется из центрального соединения двух катушек индуктивности.
Что такое осцилляторы Хартли?
Генератор Хартли представляет собой индуктивно связанные генераторы переменной частоты, при этом генератор может иметь последовательное или шунтирующее питание. Преимущество генераторов Хартли в том, что они имеют один настроечный конденсатор и одну катушку индуктивности с центральным отводом. Этот процессор упрощает построение схемы генератора Хартли.
Осциллятор Хартли
Схема и работа генератора Хартли
Принципиальная схема генератора Хартли показана на рисунке ниже. Транзистор NPN подключенный в общей конфигурации эмиттера, работает как активное устройство в каскаде усилителя. R1 и R2 - резисторы смещения, а RFC - радиочастотный дроссель, который обеспечивает изоляцию между Работа переменного и постоянного тока .
На высоких частотах значение реактивного сопротивления этого дросселя очень велико, поэтому его можно рассматривать как разомкнутую цепь. Реактивное сопротивление равно нулю для постоянного тока, поэтому не вызывает проблем для конденсаторов постоянного тока. CE - излучатель байпасный конденсатор RE также является резистором смещения. CC1 и CC2 - это конденсаторы связи.
Схема осциллятора Хартли
Когда на схему подается постоянный ток (Vcc), ток коллектора начинает расти и начинается с зарядки конденсатора C. Когда конденсатор C полностью заряжен, он начинает разряжаться через L1 и L2 и снова начинает заряжаться.
Эта прямая и четвертая форма волны напряжения представляет собой небольшую синусоидальную волну с отрицательным изменением опережения. В конце концов, он вымрет, если его не усилить.
Теперь на сцену выходит транзистор. Синусоидальная волна, генерируемая контур резервуара подключен к базе транзистора через конденсатор CC1.
Поскольку транзистор сконфигурирован как общий эмиттер, он принимает входной сигнал от цепи резервуара и инвертирует его в стандартную синусоиду с опережающим положительным изменением.
Таким образом, транзистор обеспечивает усиление наряду с инверсией для усиления и коррекции сигнала, генерируемого контуром резервуара. Взаимная индуктивность между L1 и L2 обеспечивает обратную связь энергии от схемы коллектор-эмиттер к схеме база-эмиттер.
Частота колебаний в этом контуре равна
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Где Leq - общая индуктивность катушек в контуре резервуара, определяется как
Leq = L1 + L2 + 2M
Для практической схемы, если L1 = L2 = L и пренебречь взаимной индуктивностью, то частоту колебаний можно упростить как
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Схема осциллятора Хартли с использованием операционного усилителя
Осциллятор Хартли может быть реализован с помощью с помощью операционного усилителя и его типичное расположение показано на рисунке ниже. Этот тип схемы облегчает регулировку усиления за счет использования сопротивления обратной связи и входного сопротивления.
В транзисторном генераторе Хартли усиление зависит от элементов контура резервуара, таких как L1 и L2, тогда как в генераторе операционного усилителя усиление меньше зависит от элементов контура резервуара и, следовательно, обеспечивает большую стабильность частоты.
Осциллятор Хартли на операционном усилителе
Принцип действия этой схемы аналогичен транзисторной версии генератора Хартли. Синусоидальная волна генерируется цепью обратной связи и соединена с секцией операционного усилителя. Затем эта волна стабилизируется и инвертируется усилителем.
Частота генератора изменяется с помощью переменного конденсатора в контуре резервуара, сохраняя коэффициент обратной связи и амплитуду выходного сигнала постоянной во всем диапазоне частот. Частота колебаний для этого типа осциллятора такая же, как у обсуждаемого выше осциллятора, и задается как
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Где: Leq = L1 + L2 + 2M
Или же
Leq = L1 + L2
Чтобы генерировать колебания в этой цепи, коэффициент усиления усилителя должен и должен быть выбран больше или, по крайней мере, равным отношению двух индуктивностей.
Av = L1 / L2
Если между L1 и L2 существует взаимная индуктивность из-за общего сердечника этих двух катушек, то коэффициент усиления становится равным
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Преимущества
- Вместо двух отдельных катушек L1 и L2 можно использовать одну катушку с неизолированным проводом, а катушку заземлить в любой желаемой точке вместе с ней.
- Используя переменный конденсатор или сделав сердечник подвижным (изменяя индуктивность), можно изменять частоту колебаний.
- Требуется очень мало компонентов, включая либо два фиксированных индуктора, либо катушку с ответвлениями.
- Амплитуда выходного сигнала остается постоянной во всем рабочем диапазоне частот.
Недостатки
- Его нельзя использовать в качестве низкочастотного генератора, так как индуктивности становятся большими, а размер индукторов - большими.
- Содержание гармоник на выходе этого генератора очень велико, поэтому он не подходит для приложений, требующих чистой синусоидальной волны.
Приложения
- Генератор Хартли должен генерировать синусоидальную волну с желаемой частотой.
- Генераторы Хартли в основном используются в качестве радиоприемников. Также обратите внимание, что благодаря широкому диапазону частот это самый популярный генератор.
- Генератор Хартли подходит для колебаний в радиочастотном диапазоне до 30 МГц.
Таким образом, это все о работе и приложениях теории схем осциллятора Хартли. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова основная функция осциллятора Хартли?
Фото:
