Bộ dao động Hartley là một điện tử mạch dao động trong đó tần số dao động được xác định bởi mạch điều chỉnh gồm tụ điện và cuộn cảm, tức là một dao động LC. Bộ dao động Hartley được phát minh bởi Hartley khi ông đang làm việc trong Phòng thí nghiệm Nghiên cứu của Công ty Điện lực Phương Tây. Mạch được phát minh vào năm 1915 bởi kỹ sư người Mỹ Ralph Hartley. Đặc điểm riêng của bộ dao động Hartley là mạch được điều chỉnh bao gồm một tụ điện đơn song song với hai cuộn cảm mắc nối tiếp hoặc một cuộn cảm có nấc điều chỉnh, và tín hiệu phản hồi cần thiết cho dao động được lấy từ điểm nối trung tâm của hai cuộn cảm.
Hartley Oscillators là gì?
Bộ dao động Hartley được ghép nối cảm ứng, bộ dao động tần số thay đổi trong đó bộ dao động có thể là một chuỗi hoặc shunt được cấp nguồn. Bộ tạo dao động Hartley là lợi thế của việc có một tụ điều chỉnh và một cuộn cảm khai thác trung tâm. Bộ xử lý này đơn giản hóa việc xây dựng một mạch dao động Hartley.
Bộ dao động Hartley
Mạch tạo dao động Hartley và hoạt động
Sơ đồ mạch của một bộ dao động Hartley được hiển thị trong hình dưới đây. Một bóng bán dẫn NPN được kết nối trong một cấu hình bộ phát chung hoạt động như một thiết bị hoạt động trong giai đoạn khuếch đại. R1 và R2 là điện trở xu hướng và RFC là cuộn cảm tần số vô tuyến, cung cấp sự cách ly giữa Hoạt động AC và DC .
Ở tần số cao, giá trị điện kháng của cuộn cảm này rất cao, do đó nó có thể được coi như một mạch hở. Điện kháng bằng 0 đối với điều kiện DC, do đó không gây ra vấn đề gì cho tụ điện DC. CE là bộ phát bỏ qua tụ điện và RE cũng là một điện trở phân cực. CC1 và CC2 là tụ điện ghép nối.
Mạch tạo dao động Hartley
Khi nguồn điện một chiều (Vcc) được cấp cho mạch, dòng điện thu bắt đầu tăng lên và bắt đầu sạc tụ điện C. Khi tụ điện C được sạc đầy, nó bắt đầu phóng điện qua L1 và L2 và lại bắt đầu sạc.
Dạng sóng điện áp ngược và thứ tư này là sóng sin nhỏ và dẫn với sự thay đổi âm của nó. Cuối cùng nó sẽ chết đi trừ khi nó được khuếch đại.
Bây giờ bóng bán dẫn đi vào hình ảnh. Sóng sin được tạo ra bởi mạch bể được ghép nối với đế của bóng bán dẫn thông qua tụ điện CC1.
Vì bóng bán dẫn được cấu hình là bộ phát chung, nó lấy đầu vào từ mạch bể và đảo ngược nó thành sóng sin tiêu chuẩn với sự thay đổi tích cực hàng đầu.
Do đó bóng bán dẫn cung cấp sự khuếch đại cùng với sự đảo ngược để khuếch đại và hiệu chỉnh tín hiệu được tạo ra bởi mạch bể. Điện cảm lẫn nhau giữa L1 và L2 cung cấp phản hồi năng lượng từ mạch thu-phát sang mạch phát-gốc.
Tần số dao động trong mạch này là
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Trong đó Leq là tổng độ tự cảm của các cuộn dây trong mạch bể được cho là
Leq = L1 + L2 + 2M
Đối với một mạch thực tế, nếu bỏ qua L1 = L2 = L và độ tự cảm lẫn nhau, thì tần số của dao động có thể được đơn giản hóa là
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
Mạch tạo dao động Hartley sử dụng Op-Amp
Bộ dao động Hartley có thể được thực hiện bằng sử dụng một bộ khuếch đại hoạt động và cách sắp xếp điển hình của nó được thể hiện trong hình bên dưới. Loại mạch này tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh độ lợi bằng cách sử dụng điện trở phản hồi và điện trở đầu vào.
Trong bộ dao động Hartley transistorized, độ lợi phụ thuộc vào các phần tử mạch bình như L1 và L2 trong khi trong bộ dao động Op-amp độ lợi phụ thuộc ít hơn vào các phần tử mạch bình và do đó cung cấp độ ổn định tần số cao hơn.
Bộ tạo dao động Hartley sử dụng Op-Amp
Hoạt động của mạch này tương tự như phiên bản bóng bán dẫn của bộ dao động Hartley. Sóng hình sin được tạo ra bởi mạch phản hồi và nó được kết hợp với phần op-amp. Sau đó, sóng này được ổn định và đảo ngược bởi bộ khuếch đại.
Tần số của một bộ dao động được thay đổi bằng cách sử dụng một tụ điện thay đổi được trong mạch bể, giữ cho tỷ số phản hồi và biên độ của đầu ra không đổi trong một dải tần. Tần số của dao động đối với loại dao động này giống như dao động đã thảo luận ở trên và được cho là
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
Trong đó: Leq = L1 + L2 + 2M
Hoặc là
Leq = L1 + L2
Để tạo ra dao động từ mạch này, độ lợi của bộ khuếch đại phải và phải được chọn lớn hơn hoặc ít nhất bằng tỷ số của hai cuộn cảm.
Av = L1 / L2
Nếu tồn tại cảm kháng lẫn nhau giữa L1 và L2 vì lõi chung của hai cuộn dây này, thì độ lợi trở thành
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
Ưu điểm
- Thay vì hai cuộn dây riêng biệt L1 và L2, có thể sử dụng một cuộn dây trần và cuộn dây nối đất tại bất kỳ điểm mong muốn nào cùng với nó.
- Bằng cách sử dụng một tụ điện thay đổi được hoặc bằng cách làm cho lõi có thể di chuyển được (thay đổi độ tự cảm), tần số dao động có thể thay đổi.
- Rất ít linh kiện cần thiết, bao gồm cả hai cuộn cảm cố định hoặc một cuộn dây có điều chỉnh.
- Biên độ của đầu ra không đổi trên dải tần làm việc.
Nhược điểm
- Nó không thể được sử dụng như một bộ dao động tần số thấp vì giá trị của cuộn cảm trở nên lớn và kích thước của cuộn cảm trở nên lớn.
- Hàm lượng hài trong đầu ra của bộ dao động này rất cao và do đó nó không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu sóng hình sin thuần túy.
Các ứng dụng
- Bộ dao động Hartley là tạo ra một sóng hình sin với tần số mong muốn
- Bộ dao động Hartley chủ yếu được sử dụng làm máy thu vô tuyến. Cũng lưu ý rằng do dải tần rộng của nó, nó là bộ dao động phổ biến nhất
- Bộ tạo dao động Hartley thích hợp cho các dao động trong phạm vi RF (tần số vô tuyến), lên đến 30MHZ
Vì vậy, đây là tất cả về lý thuyết mạch dao động điều hòa hoạt động và các ứng dụng. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc dự án điện và điện tử , hãy đóng góp ý kiến quý báu của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn, chức năng chính của Hartley Oscillator là gì?
Tín ảnh:
