하틀리 발진기 – 일정한 진폭을 유지하기 위한 최선의 선택

전자 발진기는 DC 전력을 AC 신호로 변환하는 전자 회로입니다. 주파수 선택 필터의 유형에 따라 RC 발진기 또는 LC 발진기로 그룹화할 수 있습니다.

라디오 수신기나 RF 발진기에서 찾을 수 있는 가장 일반적인 발진기 중 하나는 Hartley 발진기입니다. 암스트롱 오실레이터의 발전이며 조정하기 쉽습니다. 오늘 우리는 기사를 따라 이동하면서 작동, 구성 등에 대해 더 깊이 파고들 것입니다.

전자 발진기

하틀리 오실레이터란 무엇입니까?

1915년 Ralph Hartley가 발명한 Hartley 발진기는 일종의 고조파 발진기입니다. LC 발진기(인덕터와 커패시터가 있는 회로)는 발진 주파수를 결정합니다. RF 발진기로 알려진 무선 주파수 대역에서 파동을 생성하도록 조정할 수 있습니다. 사인파 신호의 RF 범위는 30kHz ~ 30MHz에서 시작합니다.

단순 Hartley 발진기

2개의 단일 탭 인덕터와 병렬 연결된 하나의 커패시터를 갖는 발진기의 동조 회로를 구별하는 기능입니다. 또한 인덕터의 중앙 연결에서 발진에 필요한 피드백 신호를 받습니다.

하틀리 발진기의 작동 원리 및 회로도

Hartley 발진기는 다른 기능을 가진 다이어그램에서와 같이 여러 회로 구성요소를 가지고 있습니다.

하틀리 발진기 회로도

R1, R2 및 RE는 필요한 회로 바이어싱을 제공하는 반면 C2 및 C1은 커플링 커패시터로 기능합니다.

그러면 RFC(Radio Frequency Choke Coil)는 회로에서 DC와 AC의 조건을 별도로 유지합니다. DC 조건에서 거의 0에 가까운 리액턴스를 보여주므로 DC 커패시터에 중단을 일으키지 않기 때문입니다. 또한 고주파 애플리케이션에서 RFC 리액턴스가 크므로 개방 회로로 간주할 수 있습니다.

이 회로에는 180°의 위상 편이를 제공하는 트랜지스터 증폭기도 있습니다. 탱크 회로의 구성 요소인 L1, L2 및 C는 발진 주파수를 생성합니다.

이제 작동 원리 측면에서

• DC 공급 전압(VCC)을 회로에 적용하면 트랜지스터의 컬렉터 전류가 증가합니다. 그러면 탱크 회로의 커패시터 충전이 시작됩니다.
• 완전 충전 후 커패시터는 L2 및 L1 인덕터를 통해 방전을 시작합니다.
• 커패시터가 방전되면 인덕터가 충전을 시작합니다.

(인덕터 코일)

참고;

커패시터는 전기장에 전하를 저장하는 반면 인덕터는 자기장 <엠>. 따라서 커패시터가 완전히 방전되면 인덕터가 자동으로 충전을 시작하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

• 연속 방전 및 충전은 사인파 진동을 갖는 출력으로 이어집니다. 그리고 진폭도 점차 감소하기 때문에 출력 신호에서 진동이 주로 감쇠됩니다. 진폭 감소는 인덕터의 내부 저항으로 인해 회로에서 열 손실이 발생합니다(I ² 아르 자형).
• 또한 탱크 회로는 지점 B와 A 사이에 180° 위상 변이를 제공합니다. 그러나 지점 C는 접지된 상태로 유지됩니다. 따라서 b가 음수이면 양수가 됩니다.
• 진동을 오랫동안 유지하려면 감쇠된 사인파 진동을 증폭해야 합니다. 따라서 탱크 회로의 출력을 공통 이미 터 구성의 트랜지스터에 대한 입력으로 제공합니다. 거기에서 트랜지스터는 사인파 신호를 증폭합니다.
• 다음으로 인덕터 L1과 L2 사이의 상호 인덕턴스는 피드백 신호/에너지를 수신합니다.
• 그 후 탱크 회로의 커패시터는 증폭된 출력으로 트랜지스터로부터 충전 에너지를 받은 후 정현파 발진을 추가로 생성합니다.
• 다른 의미에서 증폭된 출력은 탱크 회로에서 발생하는 열 손실을 보상합니다. 따라서 탱크 회로는 진폭을 줄이는 대신 작동 주파수 범위에서 일정한 출력 진폭을 보장합니다.

하틀리 발진기의 진동 주파수

탱크 회로가 생성하는 진동의 주파수를 병렬 공진 회로와 유사하게 계산할 수 있습니다. 이를 위해 공식을 사용할 것입니다.

C는 탱크 회로에서 C1의 커패시턴스입니다.

Hartley 발진기에서는 탱크 회로에 두 개의 인덕터를 사용합니다. 따라서 등가 인덕턴스는 다음과 같습니다.

엘 _eq =엘 ₁ + L ₂

등가 인덕턴스를 찾을 때 코일 간의 상호 인덕턴스도 고려해야 합니다. 일거다;

엘 _eq =엘 ₁ + L ₂ + 2백만

마지막으로 진동 주파수를 다음과 같이 조합합니다.

다양한 구성의 Hartley 발진기

분로 공급 하틀리 발진기

션트 공급 Hartley 발진기는 공통 이미 터 구성을 사용합니다.

분로 방식의 Hartley 발진기

하나의 공급 전압을 사용할 때 분압 저항 R_B R1은 고정 바이어스를 공급합니다.

C1은 R_E를 우회합니다. , 온도를 안정화시키는 이미 터 스와핑 저항.

그런 다음 인덕터 L3은 C3가 커플링 커패시터 및 DC 차단 기능을 하므로 컬렉터에 션트를 공급합니다. 차단 및 결합은 컬렉터가 단락되는 것을 방지합니다.

마찬가지로 C2는 베이스와 접지 사이에 단락이 없도록 하는 베이스 차단 커플링 커패시터입니다.

분로 공급 Hartley 발진기의 작동

션트 공급 회로가 약간의 에너지를 받은 후 R1 및 R_B 초기 바이어스를 결정합니다. 동시에 L2와 L1을 통해 수집기에서 베이스로 피드백을 받으면 진동이 발생합니다.

참고;

이미터에서 L2 및 C2를 통해 베이스까지 AC 경로가 존재합니다. 경로는 L1 및 C3을 통해 수집기로 가는 경로와 유사합니다.

퇴행성 편향은 진동하는 동안 교차로 RE를 발생시킵니다(그리고 정확한 C1 값).

션트 주도 요소 값은 다음을 결정합니다.

1. R_B R1 값은 쉽게 시작할 수 있도록 클래스 C 바이어스를 제공합니다.
2. C1 및 RE 값은 온도 안정화를 위한 것입니다.
3. 마지막으로 클래스 C 또는 B 바이어스 값은 필요한 작업 효율성을 결정합니다.

출력은 최종적으로 인덕터에서 탱크로 또는 커패시터에서 컬렉터로 올 수 있습니다.

시리즈 공급 Hartley 오실레이터

두 번째 구성인 직렬 공급 Hartley 발진기에서 기본 회로도 이미 터 안정화되고 전압 분배기 바이어스됩니다. 탱크 인덕터 탭을 통해 콜렉터 전압을 적용하면 C3이 신호에 대한 전압 소스를 분로시킵니다. 또한 그 동작은 션트 공급 회로와 유사합니다.

DC가 탱크 회로의 섹션을 통해 흐를 때 차이가 발생합니다. 여기서 Q 팩터와 발진기 주파수 안정성은 션트 공급 회로보다 낮아집니다.

직렬 공급 Hartley 발진기의 회로도

Op-amp(연산 증폭기)를 사용하는 Hartley 발진기

연산 증폭기의 한 가지 주요 이점은 입력을 사용하여 발진기의 이득을 개별적으로 조정할 수 있고 연산 증폭기의 피드백 저항 발진기 배열이 반전 모드에 있다는 것입니다. 따라서 방정식을 사용하여 게인을 표현할 수 있습니다.

A =-Rf/R1

어디서;

-Rf = 피드백 저항

R1 = 입력 저항

A =이득

연산 증폭기를 사용하는 Hartley 발진기

트랜지스터를 사용한 반전에서 이득은 L2와 L1의 비율보다 약간 크거나 같습니다. 연산 증폭기 회로 버전에서는 탱크 회로 요소에 최소한으로 의존하기 때문에 주파수 안정성이 향상되었습니다. 그러나 트랜지스터 버전과 연산 증폭기 버전은 주파수 방정식과 작동 원리가 비슷합니다.

하틀리 오실레이터의 장점과 단점

Hartley 발진기의 장점은 다음과 같습니다.

• 우선, 대형 변압기 대신 단일 코일을 자동 변압기로 사용할 수 있습니다.
• 둘째, 두 개의 고정 인덕터 또는 탭 코일과 같은 몇 가지 구성요소만 있으면 됩니다.
• 또한 커패시터를 쿼트 수정으로 교체하면 고정 주파수 수정 발진기의 변형을 생성할 수 있습니다.

쿼트 크리스탈

• 그러면 필요한 고정 주파수 범위에서 출력 진폭을 유지할 수 있습니다.
• 마지막으로 가변 인덕터 또는 단일 가변 커패시터를 사용하여 주파수를 변경할 수 있습니다.

단점은;

• 안타깝게도 저주파 진동에는 Hartley 발진기를 사용할 수 없습니다.
• 또한 고조파 왜곡이 있으므로 순수한 사인파가 필요한 애플리케이션에는 적합하지 않습니다. 다행히도 진폭 안정화 회로를 추가하여 왜곡을 제거할 수 있습니다.

결론

간단히 말해서, Hartley 발진기는 원하는 주파수의 사인파를 생성하는 것과 같은 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다. 뿐만 아니라 FET(Field Effect Transistor) 증폭기 기반, 직렬 또는 션트 공급 등과 같은 많은 구성을 가지고 있습니다.

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