מתנד הרטלי הוא אלקטרוני מעגל מתנד שבו תדירות התנודה נקבעת על ידי המעגל המכוון המורכב מקבלים ומשרנים, כלומר מתנד LC. מתנד הרטלי הומצא על ידי הרטלי בזמן שעבד במעבדת המחקר של חברת החשמל המערבית. המעגל הומצא בשנת 1915 על ידי המהנדס האמריקאי ראלף הארטלי. התכונה האישית של מתנד הרטלי היא שהמעגל המכוון מורכב מקבל יחיד במקביל לשני משרנים הם בסדרה או משרן טפח יחיד, ואות המשוב הדרוש לתנודה נלקח מחיבור המרכז של שני המשרנים.
מהם מתנדים של הרטלי?
מתנד הרטלי משולב באופן אינדוקטיבי, מתנדים בתדרים משתנים, כאשר המתנד עשוי להיות סדרתי או מוזל. מתנדים של הרטלי הוא היתרון שיש בקבל כוונון אחד ובמשרן מקודד אחד. מעבד זה מפשט את בנייתו של מעגל מתנדים של הרטלי.
מתנד הרטלי
הרטלי מתנד מעגל ועבודה
תרשים המעגל של מתנד הרטלי מוצג באיור שלהלן. טרנזיסטור NPN מחובר בתצורת פולט נפוצה עובד כמכשיר פעיל בשלב המגבר. R1 ו- R2 הם נגדים מוטים ו- RFC הוא החנק בתדר הרדיו, המספק את הבידוד בין הפעלת AC ו- DC .
בתדרים גבוהים, ערך התגובה של חנק זה הוא גבוה מאוד, ולכן ניתן להתייחס אליו כאל מעגל פתוח. התגובה היא אפסה למצב DC, ולכן אינה גורמת לבעיה בקבלים DC. ה- CE הוא הפולט קבלים עוקפים ו- RE הוא גם נגד מטיה. CC1 ו- CC2 הם קבלים צימוד.
מעגל מתנדים הרטלי
כאשר אספקת ה- DC (Vcc) ניתנת למעגל, זרם הקולט מתחיל לעלות ומתחיל בהטענה של הקבל C. לאחר שהקבל C נטען לחלוטין, הוא מתחיל להתפרק דרך L1 ו- L2 ושוב מתחיל להיטען.
צורת גל מתח אחורית ורביעית זו היא גל סינוס שהוא קטן ומוביל בשינוי השלילי שלו. בסופו של דבר זה ימות אלא אם כן יוגבר.
עכשיו הטרנזיסטור נכנס לתמונה. גל הסינוס שנוצר על ידי מעגל הטנקים מחובר לבסיס הטרנזיסטור דרך הקבל CC1.
מכיוון שהטרנזיסטור מוגדר כ- emitter משותף, הוא לוקח את הקלט ממעגל הטנק והופך אותו לגל סינוס סטנדרטי עם שינוי חיובי מוביל.
לפיכך הטרנזיסטור מספק הגברה יחד עם היפוך להגברת ולתיקון האות שנוצר ממעגל הטנק. ההשראה ההדדית בין L1 ו- L2 מספקת משוב של אנרגיה ממעגל פולט-אספן למעגל פולט-בסיס.
תדירות התנודות במעגל זה היא
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
כאשר Leq הוא ההשראות הכוללת של סלילים במעגל המיכל ניתן כ-
Leq = L1 + L2 + 2M
למעגל מעשי, אם מוזנחים L1 = L2 = L וההשראות ההדדית, ניתן לפשט את תדירות התנודות כ
fo = 1 / (2π √ (2 L C))
מעגל מתנדים הרטלי באמצעות מגבר אופ
ניתן לממש את מתנד הרטלי על ידי באמצעות מגבר תפעולי והסידור האופייני לה מוצג באיור שלהלן. סוג זה של מעגל מאפשר התאמת רווח באמצעות התנגדות משוב והתנגדות קלט.
במתנד הרטלי טרנזיסטורי, הרווח תלוי באלמנטים במעגל הטנקים כמו L1 ו- L2 ואילו ברווח המתנד של Op-amp הוא פחות תלוי באלמנטים במעגל הטנק ומכאן מספק יציבות תדרים גדולה יותר.
מתנד הרטלי באמצעות Op-Amp
פעולתו של מעגל זה דומה לגרסת הטרנזיסטור של מתנד הרטלי. גל הסינוס נוצר על ידי מעגל המשוב והוא מצורף לקטע המגבר. ואז הגל הזה מתייצב והופך על ידי המגבר.
תדר המתנד משתנה על ידי שימוש בקבל משתנה במעגל הטנק, תוך שמירה על יחס המשוב ומשרעת הפלט קבועה לאורך טווח תדרים. תדירות התנודות עבור מתנד מסוג זה זהה לתנוד שנדון לעיל וניתנת כ
fo = 1 / (2π √ (Leq C))
איפה: Leq = L1 + L2 + 2M
אוֹ
Leq = L1 + L2
כדי ליצור את התנודה ממעגל זה, יש וצריך לבחור את הרווח של המגבר גדול או לפחות שווה ליחס של שני השראות.
Av = L1 / L2
אם ההשראה ההדדית קיימת בין L1 ו- L2 מכיוון שהליבה המשותפת של שני הסלילים הללו, הרי שהרווח הופך להיות
Av = (L1 + M) / (L2 + M)
יתרונות
- במקום שני סלילים נפרדים L1 ו- L2, ניתן להשתמש בסליל בודד של חוט חשוף ולהקרקע את הסליל בכל נקודה רצויה יחד איתו.
- על ידי שימוש בקבל משתנה או על ידי הפיכת ליבה לתזוזה (משתנה ההשראות), ניתן לשנות את תדירות התנודות.
- יש צורך במעט מאוד רכיבים, כולל שני משרנים קבועים או סליל טפח.
- משרעת הפלט נותרת קבועה בטווח תדרי העבודה.
חסרונות
- לא ניתן להשתמש בו כמתנד בתדירות נמוכה מכיוון שערך המשרנים הופך גדול וגודל המשרנים הופך גדול.
- התוכן ההרמוני בפלט של מתנד זה הוא גבוה מאוד ולכן הוא אינו מתאים ליישומים הדורשים גל סינוס טהור.
יישומים
- המתנד של הרטלי הוא לייצר גל סינוס בתדר הרצוי
- מתנדים של הרטלי משמשים בעיקר כמקלטי רדיו. שימו לב גם כי בשל מגוון התדרים הרחב שלו, הוא המתנד הפופולרי ביותר
- מתנד הרטלי מתאים לתנודות בטווח RF (תדר רדיו), עד 30 מגה-הרץ
לפיכך, כל זה עובד על תיאוריית מעגלי המתנד של הרטלי ויישומים. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל ספק בנוגע למושג זה או פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה אנא הוסף את הצעותיך החשובות על ידי תגובה בקטע התגובות למטה. הנה שאלה בשבילך, מה הפונקציה העיקרית של מתנד הרטלי?
נקודות זיכוי:
