Pengayun Hartley

Secara sederhana, pengayun adalah litar yang menukar kuasa DC dari sumber bekalan ke kuasa AC ke Beban. Sistem pengayun dibina menggunakan kedua-dua komponen aktif dan pasif dan ia digunakan untuk penghasilan sinusoidal atau bentuk gelombang berulang yang lain pada output tanpa penerapan isyarat input luaran. Kami membincangkan beberapa pengayun dalam tutorial sebelumnya:

• Pengayun Colpitts
• Pengayun Fasa RC Fasa
• Pengayun Jambatan Wein
• Pengayun Kristal Kuarza
• Litar Oscillator Fasa Pergeseran
• Pengayun Voltan Terkawal (VCO)

Segala jenis pemancar atau penerima radio-TV atau peralatan ujian makmal mempunyai pengayun. Ia adalah komponen utama untuk menghasilkan isyarat jam. Aplikasi pengayun sederhana dapat dilihat di dalam peranti yang sangat biasa seperti jam tangan. Jam tangan menggunakan pengayun untuk menghasilkan isyarat jam 1 Hz.

Pengayun dikelaskan sebagai pengayun sinusoidal atau pengayun relaksasi bergantung pada bentuk gelombang output. Sekiranya pengayun menghasilkan gelombang sinusoidal dengan frekuensi pasti di seluruh output, pengayun disebut pengayun sinusoidal. Pengayun relaksasi memberikan gelombang bukan sinusoidal seperti gelombang persegi atau gelombang segitiga atau jenis gelombang yang serupa di seluruh output.

Selain daripada klasifikasi pengayun berdasarkan isyarat keluaran, Pengayun boleh dikelaskan menggunakan pembinaan litar seperti pengayun Rintangan negatif, pengayun maklum balas dll.

The Hartley pengayun adalah salah satu jenis LC (Pengaruh-Pemuat) maklum balas pengayun yang dicipta pada 1915 oleh jurutera Amerika Ralph Hartley. Dalam tutorial ini, kita akan membincangkan mengenai pembinaan dan aplikasi Hartley oscillator.

Litar Tangki

Hartley oscillator adalah pengayun LC. Pengayun LC terdiri daripada litar tangki yang merupakan bahagian penting untuk menghasilkan ayunan yang diperlukan. Litar tangki menggunakan tiga komponen, dua induktor, dan sebuah kapasitor. Kapasitor disambungkan selari dengan dua induktor siri. Berikut adalah gambarajah litar Harley Oscillator:

Mengapa gabungan induktor-kapasitor disebut sebagai litar tangki? Kerana litar LC menyimpan kekerapan ayunan. Di litar tangki, kapasitor dan dua induktor siri sedang dicas dan dilepaskan satu sama lain berulang-ulang yang menghasilkan ayunan. Waktu pengecasan dan pelepasan atau dengan kata lain, nilai kapasitor dan induktor adalah faktor penentu utama bagi frekuensi ayunan.

Berasaskan transistor

Dalam gambar di atas, litar pengayun Hartley praktikal ditunjukkan di mana komponen aktif adalah transistor PNP. Di litar, voltan keluaran muncul di litar tangki yang disambungkan ke pemungut. Walau bagaimanapun, voltan maklum balas juga merupakan bahagian voltan keluaran yang dilambangkan sebagai V1, muncul di Induktor L1.

The kekerapan adalah berkadar terus dengan nisbah nilai kapasitor dan pengaruh.

Kerja Litar Oscillator Hartley

Komponen aktif dalam Hartley Oscillator adalah transistor. Titik operasi DC di kawasan aktif ciri ditentukan oleh perintang R1, R2, RE, dan voltan bekalan pengumpul VCC. Kapasitor CB adalah kapasitor penyekat dan CE adalah kapasitor pintasan Paskah.

The transistor dikonfigurasikan dalam konfigurasi pemancar sepunya. Dalam konfigurasi ini, voltan input dan output transistor mempunyai pergeseran fasa 180 darjah. Di litar, voltan keluaran V1 dan voltan maklum balas V2 mempunyai peralihan fasa 180 darjah. Dengan menggabungkan kedua-duanya, kita mendapat pergeseran fasa 360 darjah, yang penting untuk ayunan (disebut sebagai kriteria Barkhausen).

Perkara penting lain untuk memulakan ayunan di dalam litar tanpa menggunakan isyarat luaran adalah dengan menghasilkan voltan bunyi di dalam litar. Apabila kuasa dihidupkan, voltan kebisingan dihasilkan dengan spektrum kebisingan yang luas dan ia mempunyai komponen voltan yang diperlukan pada frekuensi, yang diperlukan untuk pengayun.

Operasi AC litar tidak dipengaruhi oleh rintangan R1 dan R2 untuk nilai rintangan yang besar. Kedua-dua perintang ini digunakan untuk bias transistor. Bumi dan CE digunakan untuk kekebalan litar keseluruhan dan dua perintang dan kapasitor ini digunakan sebagai pemancar perintang dan pemancar pemancar.

Operasi AC sebahagian besarnya dipengaruhi oleh frekuensi resonan litar tangki. Kekerapan ayunan dapat ditentukan dengan menggunakan formula di bawah-

F = 1 / 2π√L _T C

Induktansi keseluruhan litar tangki ialah L _T = L ₁ + L ₂

Hartley Oscillator Berasaskan Op-Amp

Dalam gambar di atas, pengayun Hartley berasaskan op-amp telah ditunjukkan di mana kapasitor C1 disambungkan selari dengan L1 dan L2 secara bersiri.

Op-amp dihubungkan dalam konfigurasi terbalik, di mana perintang R1 dan R2 adalah perintang maklum balas. Keuntungan voltan penguat dapat ditentukan dengan formula yang disebutkan di bawah -

A = - (R2 / R1)

Voltan maklum balas dan voltan keluaran juga dilambangkan dalam litar pengayun Hartley berdasarkan op-amp di atas.

Kekerapan Osilasi dapat dikira menggunakan formula yang sama yang digunakan dalam bahagian pengayun Hartley berdasarkan transistor.

Pengayun Hartley biasanya berayun dalam julat RF. Frekuensi boleh diubah dengan mengubah nilai induktor atau kapasitor atau kedua-duanya. Untuk pemilihan komponen yang berubah-ubah, kapasitor dipilih di atas induktor kerana ia boleh diubah dengan mudah daripada induktor. Kekerapan ayunan dapat diubah dalam nisbah 3: 1 untuk variasi lancar.

Contoh Hartley Oscillator

Anggaplah pengayun Hartley dengan frekuensi berubah 60-120 KHz terdiri daripada kapasitor pemangkas (100 pF hingga 400 pF). Litar tangki mempunyai dua induktor di mana nilai satu induktor adalah 39uH. Oleh itu, untuk mencari nilai induktor lain, kami akan mengikuti prosedur di bawah:

Kekerapan pengayun Hartley adalah-

F = 1 / 2π√L _T C

Dalam keadaan ini di mana frekuensi berbeza antara 60 hingga 120 kHz yang merupakan nisbah 1: 2. Variasi frekuensi dapat diperoleh dengan sepasang gegelung kerana kapasitansi bervariasi dalam nisbah 100pF: 400 pF yang merupakan nisbah 1: 4.

Jadi, apabila frekuensi F adalah 60 kHz, kapasitansinya adalah 400 pF.

Sekarang,

Jadi, jumlah kapasitans ialah 17.6 mH dan nilai Induktor lain adalah

17.6 mH - 0.039 mH = 17.56 mH.

Perbezaan antara Hartley Oscillator dan Colpitts Oscillator

Pengayun Colpitts sangat mirip dengan pengayun Hartley tetapi terdapat perbezaan pembinaan antara keduanya. Walaupun Hartley dan Colpitts, kedua-dua pengayun mempunyai tiga komponen dalam litar tangki, pengayun Colpitts menggunakan induktor tunggal selari dengan dua kapasitor dalam siri sedangkan pengayun Hartley menggunakan sebaliknya, satu kapasitor tunggal selari dengan dua induktor dalam siri.

Kelebihan dan Kekurangan Hartley Oscillator

Kelebihan:

1. Amplitud keluaran tidak berkadar dengan julat frekuensi berubah dan amplitud tetap hampir tetap.

2. Frekuensi mudah dikawal menggunakan pemangkas dan bukannya kapasitor tetap dalam litar tangki.

3. Sangat sesuai untuk aplikasi jangkauan RF kerana penjanaan frekuensi RF yang stabil.

Kekurangan

1.Hartley Oscillator menyediakan gelombang sinus yang terdistorsi dan tidak sesuai untuk operasi berkaitan gelombang sinus tulen. Sebab utama kelemahan ini adalah jumlah harmonik yang tinggi disebabkan oleh output.

2. Dalam frekuensi rendah nilai Induktor menjadi besar.

Hartley Oscillator Circuit terutamanya digunakan untuk menghasilkan gelombang sinus dalam pelbagai peranti seperti pemancar dan penerima Radio.