什么是哈特利振蕩器？

哈特利振蕩器（Hartley Oscillator）是一種電子振蕩電路，屬于LC振蕩器的一種。它由抽頭線圈電感（tapped inductor）與可變電容并聯(lián)的電路取得回授，是一種電感耦合的可變頻率振蕩器。哈特利振蕩器的振蕩頻率由電容和電感組成的調(diào)諧電路決定，可以通過改變電容或電感的大小來調(diào)節(jié)振蕩頻率。

哈特利振蕩器的結(jié)構(gòu)包括一個抽頭線圈電感和一個可變電容，振蕩所需的反饋信號取自兩個電感器的中心連接。它的主要優(yōu)點是輸出振幅在振蕩頻率變化時保持不變，且抽頭線圈電感的回授程度維持一定。此外，哈特利振蕩器還可以通過改變電容或電感的大小來方便地調(diào)節(jié)振蕩頻率。

然而，哈特利振蕩器也存在一些缺點。首先，它的輸出波形含有大量諧波，輸出波形不是理想的弦波，這可能導致在某些應(yīng)用中性能不佳。其次，哈特利振蕩器不能作為低頻振蕩器使用，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。

哈特利振蕩器通常用于產(chǎn)生所需頻率的正弦波，如無線電接收機中的本地振蕩器或射頻振蕩器。在這些應(yīng)用中，哈特利振蕩器能夠提供穩(wěn)定的頻率和振幅，從而確保系統(tǒng)的正常運行。此外，哈特利振蕩器還可以用于其他需要穩(wěn)定頻率和振幅的場合，如通信、測量和控制等領(lǐng)域。

需要注意的是，在設(shè)計和使用哈特利振蕩器時，需要仔細考慮其優(yōu)缺點，并根據(jù)具體的應(yīng)用需求來選擇合適的振蕩器類型。此外，還需要注意電路的穩(wěn)定性、調(diào)諧范圍、失真等指標，以確保哈特利振蕩器在實際應(yīng)用中能夠達到預期的性能要求。

接下來小編給大家分享一些哈特利振蕩器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

哈特利振蕩器電路圖分享

1、哈特利振蕩器電路圖（1）

在本教程中，我們將制作一個“哈特利振蕩器電路”。為電路中的每個組件提供單獨的電源是很困難的，因為大多數(shù)時候，當我們處理不同的電子電路和微處理器或微控制器時，它們需要具有特定頻率和幅度的信號源，其范圍可能從幾Hz到幾GHz。因此，我們使用振蕩器電路為不同的電路元件提供不同電平的信號。振蕩器是一種無需任何輸入即可產(chǎn)生連續(xù)、重復、交替波形的電路。振蕩器將來自直流源的單向電流轉(zhuǎn)換為具有所需頻率的交流波形，頻率由其電路組件決定。

這里簡單的哈特利振蕩器電路被設(shè)計為提供寬范圍的正弦輸出。哈特利振蕩器是諧振子的一種。 Hartley 振蕩器的振蕩頻率由 LC 振蕩器決定。每個正弦振蕩器電路都會有一個儲能電路、放大器電路和反饋路徑，這里反饋應(yīng)該是正的，并且振蕩器電路必須獲得無阻尼輸出。哈特利振蕩器通常經(jīng)過調(diào)諧以產(chǎn)生射頻頻段的波。哈特利振蕩器的顯著特點是調(diào)諧電路由一個與兩個串聯(lián)電感（或單個抽頭電感）并聯(lián)的電容器組成，振蕩所需的反饋信號取自兩個電感的中心連接。該電路能夠產(chǎn)生頻率范圍為 20KHz 至 90KHz 的正弦波信號。

哈特利振蕩器電路有一個包含兩個電感器和一個電容器的儲能電路。 R3是集電極電阻，而發(fā)射極電阻R4形成穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。此外，電阻器 R1 和 R2 形成 BC547 晶體管的分壓器偏置網(wǎng)絡(luò)，并在共發(fā)射極 CE 配置中充當單晶體管放大器。通過輸出耦合電容器 C4 從 BC547 晶體管的集電極端子獲取輸出。反饋路徑通過儲能電路連接在集電極和基極之間。 L1和L2以及電容器C2形成儲能電路。電容器C1和C4是輸入和輸出去耦電容器，而發(fā)射極電容器C3是用于旁路放大的交流信號的旁路電容器。

當我們向該電路供電時，晶體管開始導通，從而為電容器 C2 充電。隨著集電極電流開始上升并對儲能電路中的電容器 C 充電。在獲得可行的最大電荷后，電容器充滿電，并且 C 開始通過電感器 L1 和 L2 放電。這些充電和放電循環(huán)導致儲能電路中的阻尼振蕩。

儲能電路中的振蕩電流在電感器 L1 和 L2 上產(chǎn)生交流電壓，由于接觸點接地，電感器 L1 和 L2 的相位相差 180°。放大器的輸出施加到電感器 L1 上，而 L2 上的反饋電壓施加到晶體管的基極。因此，放大器的輸出與儲能電路的電壓同相，并補回其損失的能量，而反饋到放大器電路的能量將異相180°。由于晶體管的作用，已經(jīng)與晶體管異相 180°的反饋電壓由額外的 180°相移提供。因此，儲能電路的輸入和輸出信號之間會產(chǎn)生總共 360° 的相移。

2、哈特利振蕩器電路圖（2）

電子振蕩器是一種產(chǎn)生重復、連續(xù)振蕩波形的電子電路。振蕩器有多種類型。哈特利振蕩器是振蕩器電路類型之一，其中調(diào)諧電路決定振蕩頻率。調(diào)諧電路由電感和電容組成，也稱為LC調(diào)諧電路。

哈特利振蕩器設(shè)計有兩個串聯(lián)電感器（單個抽頭電感器）和并聯(lián)電容器，與電感線圈組合形成諧振回路，產(chǎn)生連續(xù)的正弦振蕩。反饋是從產(chǎn)生振蕩所需的兩個電感器的中心連接獲得的。

Hartley 振蕩器是一個簡單的電路，包含晶體管 BC547、一些電阻器、電感器和電容器。哈特利振蕩器中的 LC 諧振電路是使用兩個串聯(lián)的電感器（稱為抽頭電感器）和與串聯(lián)電感器并聯(lián)的電容器構(gòu)建的。這里的晶體管用作共發(fā)射極放大器，用于放大振蕩信號。

當電路接通電源時，集電極端的電流開始增加，電容器充電，然后通過兩個串聯(lián)的電感器放電，從而產(chǎn)生初始振蕩。 L1 兩端的振蕩信號被施加到晶體管的發(fā)射極和基極端子，用于放大信號，然后將信號施加到反饋儲能電路。該儲能電路產(chǎn)生 180° 的相移，放大器電路也提供 180° 的相移，因此在輸出處獲得總共 360° 的相移。

3、哈特利振蕩器電路圖（3）

在本教程中，我們將介紹“哈特利振蕩器電路”。我們經(jīng)常將 Hartley 電路稱為分離電感振蕩器，因為環(huán)路 L 是中心抽頭的?；旧希姼?L 的行為就像兩個獨立的線圈，非常靠近流過線圈的電流。我們可以使用任何設(shè)置創(chuàng)建哈特利振蕩器電路，該設(shè)置使用僅抽頭線圈（如自耦變壓器）或使用單個電容器連接的兩個線圈（如電路圖中所示）。

Hartley 振蕩器電路包括一個帶有共發(fā)射極配置晶體管的 RC 耦合放大器。它還包括具有電感器和電容器的諧振電路或調(diào)諧電路。在哈特利振蕩器中，我們將儲能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，我們將發(fā)射器連接到調(diào)諧電路線圈上的抽頭點。

當電路振蕩時，集電極電壓相對于發(fā)射極與基極相對于發(fā)射極的相位相差 180 度。此外，在頻率振蕩時，基極電壓的降低導致集電極電壓的升高。你可以說晶體管的基極和集電極之間有180度的相移。

攻絲點起著至關(guān)重要的作用。如果將其移近集電極，反饋會增加，但是，地球和集電極之間的輸出會減少。因此，該振蕩器的反饋取決于分接點。振蕩器產(chǎn)生在整個頻率范圍內(nèi)保持恒定的輸出幅度。

4、哈特利振蕩器電路圖（4）

眾所周知，許多電子電路和微控制器需要具有特定頻率]和幅度的信號源，其范圍可能從幾赫茲到幾千兆赫。為了提供這種類型的信號，我們使用稱為振蕩器的電路。這里簡單的哈特利振蕩器電路設(shè)計用于提供寬范圍的正弦輸出。

每個正弦振蕩器電路都會有儲能電路、放大器電路和反饋路徑，這里反饋應(yīng)該是正的，并且振蕩器電路必須獲得無阻尼輸出。這種哈特利振蕩器電路廣泛應(yīng)用于無線電通信和音頻系統(tǒng)。

Hartley 振蕩器電路具有包含兩個電感器和一個電容器的儲能電路，這里 BC547 晶體管在共發(fā)射極配置中充當單晶體管放大器。輸出通過輸出耦合電容C4取自BC547晶體管的集電極端子。反饋路徑通過儲能電路連接在集電極和基極之間。

當我們向該電路供電時，集電極電流開始上升并對儲能電路中的電容器 C 充電。當電容器充滿電時，它會通過 L1 和 L2 電感器放電，并開始初始振蕩。因此，L1 上的感應(yīng)振蕩應(yīng)用于放大器的發(fā)射極和基極端子之間，這將被放大，然后再次應(yīng)用于反饋（儲能元件），此處儲能電路對信號產(chǎn)生 180° 相移，晶體管放大器對信號產(chǎn)生 180° 相移放大期間的信號，因此在儲能電路的輸入和輸出信號之間產(chǎn)生總 360° 相移。

5、哈特利振蕩器電路圖（5）

在哈特利振蕩器中，振蕩頻率由包含兩個電感器和一個電容器的儲能電路決定。電感器串聯(lián)連接，電容器并聯(lián)連接在它們之間。 Hartley 振蕩器通常用于射頻 (RF) 振蕩器應(yīng)用，建議頻率范圍為 20KHz 至 30MHz。 Hartley 振蕩器可以在低于 20KHz 的頻率下工作，但對于較低的頻率，電感值需要很高，并且有實際限制。典型哈特利振蕩器的電路圖如下圖所示。

在電路圖中，電阻器 R1 和 R2 為晶體管 Q1 提供分壓器偏置。 Re是發(fā)射極電阻，其作用是為晶體管提供熱穩(wěn)定性。 Ce 是發(fā)射極旁路電容器，它旁路放大的交流信號。如果發(fā)射極旁路電容器不存在，則放大的交流電壓將在 Re 上下降，并且將添加到 Q1 的基極-發(fā)射極電壓上，從而破壞偏置條件。 Cin 是輸入直流去耦電容，Cout 是輸出直流去耦電容。直流去耦電容器的作用是防止直流電壓到達后級。電感器L1、L2和電容器C1構(gòu)成儲能電路。

當電源接通時，晶體管開始導通，集電極電流增加。結(jié)果，電容器 C1 開始充電，當電容器 C1 充滿電時，它開始通過線圈 L1 放電。這種充電和放電會在儲能電路中產(chǎn)生一系列阻尼振蕩，這是關(guān)鍵。

儲能電路中產(chǎn)生的振蕩耦合（反饋）到 Q1 的基極，并以放大形式出現(xiàn)在晶體管的集電極和發(fā)射極上。晶體管的輸出電壓（集電極和發(fā)射極兩端的電壓）將與電感器 L1 兩端的電壓同相。由于兩個電感器的連接點接地，L2 兩端的電壓將與 L1 兩端的電壓異相 180°。 L2兩端的電壓實際上反饋到Q1的基極。由此我們可以看出，反饋電壓與晶體管有180°的相位差，而且晶體管本身也會產(chǎn)生另一個180°的相位差。因此輸入和輸出之間的總相位差為360°，這是產(chǎn)生持續(xù)振蕩的非常重要的條件。

6、哈特利振蕩器電路圖（6）

哈特利振蕩器的電路圖如下圖所示。以共發(fā)射極配置連接的NPN 晶體管用作放大器級中的有源器件。 R1和R2是偏置電阻，RFC是射頻扼流圈，它提供交流和直流操作之間的隔離。

在高頻下，該扼流圈的電抗值非常高，因此可以將其視為開路。直流條件下電抗為零，因此直流電容器不會出現(xiàn)問題。 CE 是發(fā)射極旁路電容，RE 也是偏置電阻。 CC1和CC2是耦合電容。

當向電路提供直流電源 (Vcc) 時，集電極電流開始升高，并開始對電容器 C 充電。電容器 C 充滿電后，它開始通過 L1 和 L2 放電，然后再次開始充電。

此前后電壓波形為正弦波，其較小且以負向變化為主。除非它被放大，否則它最終會消失。現(xiàn)在晶體管登場了。儲能電路產(chǎn)生的正弦波通過電容器CC1耦合到晶體管的基極。

由于晶體管配置為共發(fā)射極，因此它從儲能電路獲取輸入并將其反相為具有領(lǐng)先正向變化的標準正弦波。

因此，晶體管提供放大和反相，以放大和校正儲能電路生成的信號。 L1和L2之間的互感提供從集電極-發(fā)射極電路到基極-發(fā)射極電路的能量反饋。