Hartley振蕩器設(shè)計(jì)使用兩個(gè)與并聯(lián)電容串聯(lián)的感應(yīng)線圈,形成諧振回路,產(chǎn)生正弦振蕩
我們研究的基本LC振蕩器電路的主要缺點(diǎn)之一在前面的教程中,他們無(wú)法控制振蕩的幅度,而且很難將振蕩器調(diào)諧到所需的頻率。如果L 1 和L 2 之間的累積電磁耦合太小,則反饋不足,振蕩最終會(huì)消失為零。
同樣,如果反饋太強(qiáng),振蕩將繼續(xù)增加振幅,直到它們受到產(chǎn)生信號(hào)失真的電路條件的限制。因此,“調(diào)諧”振蕩器變得非常困難。
然而,可以準(zhǔn)確反饋適當(dāng)?shù)碾妷毫恳詫?shí)現(xiàn)恒定振幅振蕩。如果我們反饋超過(guò)必要的振幅,可以通過(guò)偏置放大器來(lái)控制振蕩的幅度,使得如果振蕩幅度增加,則偏置增加并且放大器的增益減小。
如果振蕩的幅度減小,則偏置減小并且放大器的增益增加,從而增加反饋。通過(guò)這種方式,振蕩的幅度使用稱為自動(dòng)基極偏壓的過(guò)程保持恒定。
壓控振蕩器中自動(dòng)基極偏置的一大優(yōu)勢(shì)是,通過(guò)提供晶體管的B類偏置或甚至C類偏置條件,可以使振蕩器更有效。這具有以下優(yōu)點(diǎn):集電極電流僅在振蕩周期的一部分期間流動(dòng),因此靜態(tài)集電極電流非常小。然后,這個(gè)“自調(diào)諧”基本振蕩器電路形成了最常見的LC并聯(lián)諧振反饋振蕩器配置之一,稱為Hartley振蕩器電路。
Hartley振蕩器儲(chǔ)能電路
在Hartley振蕩器中,調(diào)諧LC電路連接在晶體管放大器的集電極和基極之間。就振蕩電壓而言,發(fā)射極連接到調(diào)諧電路線圈上的分接點(diǎn)。
調(diào)諧LC儲(chǔ)能電路的反饋部分取自電感線圈的中心抽頭或甚至兩個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立線圈與可變電容器并聯(lián), C 如圖所示。
Hartley電路通常被稱為分離電感振蕩器,因?yàn)榫€圈 L 是中心抽頭。實(shí)際上,電感 L 就像兩個(gè)獨(dú)立的線圈非常接近,流過(guò)線圈部分的電流 XY 將信號(hào)引入線圈部分 YZ 下方。
Hartley振蕩器電路可以采用任何配置,使用單個(gè)抽頭線圈(類似于自耦變壓器)或一對(duì)串聯(lián)的線圈與單個(gè)電容器并聯(lián),如下所示。
基本的Hartley振蕩器設(shè)計(jì)
>
當(dāng)電路振蕩時(shí),電壓 X (集電極),相對(duì)于點(diǎn) Y (發(fā)射極),與 Z (基極點(diǎn))處的電壓相位相差180 o )相對(duì)于點(diǎn) Y 。在振蕩頻率下,集電極負(fù)載的阻抗是電阻性的,基極電壓的增加會(huì)導(dǎo)致集電極電壓降低。
然后存在180° o 相位變化在基極和集電極之間的電壓中,這與反饋回路中的原始180° o 相移提供了正反饋的正確相位關(guān)系,以保持振蕩。
反饋量取決于電感器“分接點(diǎn)”的位置。如果將其移近收集器,則反饋量會(huì)增加,但收集器與地之間的輸出會(huì)減少,反之亦然。電阻 R1 和 R2 以正常方式為晶體管提供通常的穩(wěn)定直流偏置,而電容充當(dāng)隔直電容。
In在這個(gè)Hartley振蕩器電路中,DC集電極電流流過(guò)線圈的一部分,因此該電路被稱為“串聯(lián)饋電”,其中Hartley振蕩器的振蕩頻率給定為。
注意: L T 是總數(shù)如果使用兩個(gè)單獨(dú)的線圈,包括它們的互感, M ,累積耦合電感。
可以通過(guò)改變“調(diào)諧”電容來(lái)調(diào)節(jié)振蕩頻率, C 或通過(guò)改變線圈內(nèi)鐵塵芯的位置(感應(yīng)調(diào)諧),在很寬的頻率范圍內(nèi)輸出,使其非常容易調(diào)諧。此外,Hartley振蕩器產(chǎn)生的輸出幅度在整個(gè)頻率范圍內(nèi)保持不變。
除了上面的串聯(lián)式Hartley振蕩器之外,還可以將調(diào)諧振蕩器電路連接到放大器作為并聯(lián)饋電振蕩器,如下所示。
分流饋電Hartley振蕩器電路
在并聯(lián)饋電的Hartley振蕩器電路中,集電極電流的交流和直流分量都是分開的電路周圍的路徑。由于直流分量被電容阻斷, C2 沒有直流電流通過(guò)感應(yīng)線圈, L ,調(diào)諧電路中浪費(fèi)的電量更少。
射頻線圈(RFC), L2 是一個(gè)射頻扼流圈,它在振蕩頻率下具有很高的電抗,因此大部分射頻電流都會(huì)施加到 LC 通過(guò)電容調(diào)諧儲(chǔ)能電路, C2 ,直流分量通過(guò) L2 到達(dá)電源。可以使用電阻代替RFC線圈, L2 但效率會(huì)更低。
Hartley振蕩器示例No1
AHartley振蕩器電路具有兩個(gè)單獨(dú)的0.5mH的電感器,設(shè)計(jì)用于與可調(diào)電容器并聯(lián)諧振,可變電容器可在100pF和500pF之間調(diào)節(jié)。確定振蕩的上下頻率以及Hartley振蕩器帶寬。
從上面我們可以計(jì)算出Hartley振蕩器的振蕩頻率:
該電路由兩個(gè)串聯(lián)的感應(yīng)線圈組成,因此總電感如下:
Hartley振蕩器上頻率
Hartley振蕩器頻率較低
Hartley Oscillator Bandwidth
Hartley振蕩器使用運(yùn)算放大器
除了使用雙極結(jié)型晶體管(BJT)作為Hartley振蕩器的放大器有源級(jí)之外,我們還可以使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)或運(yùn)算放大器, (運(yùn)算放大器)。運(yùn)算放大器Hartley振蕩器的操作與晶體管版本的操作完全相同,其操作頻率以相同方式計(jì)算。考慮下面的電路。
Hartley振蕩器運(yùn)算放大器電路
優(yōu)勢(shì)使用運(yùn)算放大器構(gòu)建Hartley振蕩器作為其有源級(jí),可以使用反饋電阻 R1 和 R2非常容易地調(diào)整運(yùn)算放大器的增益 。與上面的晶體管振蕩器一樣,電路的增益也必須等于或略大于 L1 / L2 的比率。如果兩個(gè)感應(yīng)線圈纏繞在一個(gè)共同的磁芯上,并且存在互感 M ,則該比率變?yōu)椋↙1 + M)/(L2 + M)。
Hartley振蕩器摘要
然后總結(jié)一下,Hartley振蕩器由并聯(lián)LC諧振器振蕩電路組成,其反饋通過(guò)電感分壓器實(shí)現(xiàn)。像大多數(shù)振蕩器電路一樣,Hartley振蕩器有多種形式,最常見的形式是上面的晶體管電路。
這個(gè) Hartley振蕩器配置有一個(gè)帶諧振的諧振電路線圈抽頭將一部分輸出信號(hào)反饋回晶體管的發(fā)射極。由于晶體管發(fā)射器的輸出始終與集電極的輸出“同相”,因此該反饋信號(hào)為正。作為正弦波電壓的振蕩頻率由振蕩電路的諧振頻率決定。
在下一篇關(guān)于振蕩器的教程中,我們將看另一種類型的LC振蕩器電路,它與Hartley振蕩器叫做Colpitts Oscillator。 Colpitts振蕩器使用兩個(gè)串聯(lián)電容,在諧振回路中與單個(gè)電感并聯(lián)形成一個(gè)中心抽頭電容。
-
電路
+關(guān)注
關(guān)注
173文章
5966瀏覽量
172971 -
振蕩器
+關(guān)注
關(guān)注
28文章
3847瀏覽量
139368 -
運(yùn)算放大器
+關(guān)注
關(guān)注
215文章
4970瀏覽量
173575
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論