हार्टले दोलक

हार्टले थरथरानवाला एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला विद्युत सर्किट है जिसमें दोलन आवृत्ति कैपेसिटर और इंडिकेटर्स से युक्त एक ट्यूनेड सर्किट द्वारा निर्धारित की जाती है, जो कि एक LC थरथरानवाला है। सर्किट का आविष्कार 1915 में अमेरिकी इंजीनियर राल्फ हार्टले ने किया था। हार्टले ऑसिलेटर की विशिष्ट विशेषता यह है कि ट्यून्ड सर्किट में श्रृंखला में दो प्रेरकों (या एकल टैप किए गए प्रारंभ करनेवाला) के साथ समानांतर में एक संधारित्र होता है, और दोलन के लिए आवश्यक प्रतिक्रिया संकेत दो प्रेरकों के केंद्र कनेक्शन से लिया जाता है।

इतिहास

मूल पेटेंट ड्राइंग

हार्टले ऑसिलेटर का आविष्कार हार्टले ने तब किया था जब वे पश्चिमी इलेक्ट्रिक कंपनी की अनुसंधान प्रयोगशाला के लिए काम कर रहे थे। हार्टले ने 1915 में बेल सिस्टम के ट्रांसअटलांटिक रेडियोटेलेफोन परीक्षणों की देखरेख करते हुए डिजाइन का आविष्कार किया और पेटेंट कराया; इसे 26 अक्टूबर, 1920 को पेटेंट संख्या 1,356,763 से सम्मानित किया गया था। ध्यान दें कि लेबल किए गए कॉमन-ड्रेन हार्टले सर्किट के नीचे दिखाया गया मूल योजनाबद्ध अनिवार्य रूप से पेटेंट ड्राइंग के समान है, सिवाय इसके कि ट्यूब को JFET द्वारा बदल दिया जाता है, और नकारात्मक ग्रिड पूर्वाग्रह के लिए बैटरी की आवश्यकता नहीं होती है।

1946 में हार्टले को ट्रायोड ट्यूबों को नियोजित करने वाले ऑसिलेटिंग सर्किट पर अपने शुरुआती काम के लिए IRE मेडल ऑफ ऑनर से सम्मानित किया गया था और इसी तरह उनकी शुरुआती पहचान और सूचना की कुल मात्रा के बीच मौलिक संबंध की स्पष्ट व्याख्या के लिए जो सीमित बैंड के ट्रांसमिशन सिस्टम पर प्रसारित हो सकती है। -चौड़ाई और आवश्यक समय।(उद्धरण का दूसरा भाग सूचना सिद्धांत में हार्टले के काम को संदर्भित करता है जो मोटे तौर पर हैरी निक्विस्ट के समानांतर है।)

ऑपरेशन

कॉमन-ड्रेन हार्टले सर्किट, एन-चैनल JFET का उपयोग करते हुए।

हार्टले थरथरानवाला एक टैंक सर्किट द्वारा अलग-अलग होता है जिसमें दो श्रृंखला से जुड़े प्रारंभ करनेवाला (या, अक्सर, एक कुंडल नल कॉइल) एक संधारित्र के समानांतर होता है, पूरे एलसी टैंक में अपेक्षाकृत उच्च प्रतिबाधा और अपेक्षाकृत कम वोल्टेज के बीच एक प्रवर्धक के साथ / कॉयल के बीच उच्च वर्तमान बिंदु। मूल 1915 संस्करण में तीन बैटरी और अलग-अलग समायोज्य कॉइल के साथ सामान्य प्लेट (कैथोड अनुयायी) कॉन्फ़िगरेशन में प्रवर्धक उपकरण के रूप में एक ट्रायोड का उपयोग किया गया था। दाईं ओर दिखाया गया सरलीकृत सर्किट एक जंक्शन FET (आम नाली कॉन्फ़िगरेशन में), एक LC टैंक सर्किट (यहां सिंगल वाइंडिंग टैप किया गया है) और एक बैटरी का उपयोग करता है। सर्किट हार्टले ऑसिलेटर ऑपरेशन को दिखाता है:

• JFET के स्रोत से आउटपुट (उत्सर्जक, यदि एक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया था; एक ट्रायोड के लिए कैथोड) के गेट (या आधार) पर सिग्नल के समान चरण (तरंगें) होते हैं और मोटे तौर पर इसके इनपुट के समान वोल्टेज होते हैं ( जो पूरे टैंक सर्किट में वोल्टेज है), लेकिन करंट को बढ़ाया जाता है, यानी यह बफर एम्पलीफायर # करंट बफर या VCVS|वोल्टेज-नियंत्रित वोल्टेज-स्रोत के रूप में काम कर रहा है।
• यह कम प्रतिबाधा आउटपुट तब कॉइल टैपिंग में खिलाया जाता है, प्रभावी रूप से एक autotransformer में जो वोल्टेज को बढ़ा देगा, जिसके लिए अपेक्षाकृत उच्च करंट की आवश्यकता होती है (कॉइल के शीर्ष पर उपलब्ध की तुलना में)।
• संधारित्र-कुंडली अनुनाद के साथ, ट्यून की गई आवृत्ति के अलावा सभी आवृत्तियों को अवशोषित किया जाएगा (टैंक डीसी के पास लगभग 0Ω के रूप में दिखाई देगा, कम आवृत्तियों पर प्रारंभ करनेवाला की कम विद्युत प्रतिक्रिया के कारण, और बहुत उच्च आवृत्तियों पर फिर से कम होने के कारण संधारित्र); वे ट्यून्ड फ्रीक्वेंसी को छोड़कर दोलन के लिए आवश्यक 0° से फीडबैक के चरण को भी स्थानांतरित कर देंगे।

सरल परिपथ पर विविधताओं में अक्सर स्वत: लाभ नियंत्रण के तरीके शामिल होते हैं जो एम्पलीफायर लाभ को कम करते हैं ताकि ओवरलोड के नीचे एक स्तर पर निरंतर आउटपुट वोल्टेज बनाए रखा जा सके; उपरोक्त सरल सर्किट सकारात्मक चोटियों पर चलने वाले गेट के कारण आउटपुट वोल्टेज को सीमित कर देगा, प्रभावी रूप से दोलनों को कम कर देगा लेकिन महत्वपूर्ण विरूपण (नकली टोन हार्मोनिक्स) से पहले परिणाम नहीं हो सकता है। टैप किए गए कॉइल को दो अलग-अलग कॉइल्स में बदलना, मूल पेटेंट योजनाबद्ध के रूप में, अभी भी एक कामकाजी ऑसीलेटर में परिणाम देता है लेकिन अब दो कॉइल चुंबकीय रूप से अधिष्ठापन को युग्मित नहीं करते हैं, और इसलिए आवृत्ति, गणना को संशोधित किया जाना है (नीचे देखें), और ऑटोट्रांसफॉर्मर परिदृश्य की तुलना में वोल्टेज वृद्धि तंत्र की व्याख्या अधिक जटिल है।

एलसी टैंक फीडबैक व्यवस्था में टैप किए गए कॉइल का उपयोग करने वाला एक बिल्कुल अलग कार्यान्वयन एक सामान्य-ग्रिड (या सामान्य-गेट या सामान्य-बेस) एम्पलीफायर चरण को नियोजित करना है, जो अभी भी उल्टा नहीं करने वाला है लेकिन करंट गेन के बजाय वोल्टेज गेन प्रदान करता है; कॉइल टैपिंग अभी भी कैथोड (या स्रोत या उत्सर्जक) से जुड़ा है, लेकिन यह अब एम्पलीफायर के लिए (कम प्रतिबाधा) इनपुट है; स्प्लिट टैंक सर्किट अब प्लेट (या ड्रेन या कलेक्टर) के अपेक्षाकृत उच्च आउटपुट प्रतिबाधा से प्रतिबाधा को गिरा रहा है।

हार्टले और कोलपिट्स ऑसिलेटर की तुलना

हार्टले थरथरानवाला कोलपिट्स थरथरानवाला का दोहरा है जो दो प्रेरकों के बजाय दो कैपेसिटर से बने वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करता है। यद्यपि दो कुंडल खंडों के बीच पारस्परिक युग्मन होने की कोई आवश्यकता नहीं है, सर्किट आमतौर पर टैप किए गए कॉइल का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है, जैसा कि यहां दिखाया गया है, टैप से लिया गया फीडबैक। इष्टतम टैपिंग पॉइंट (या कॉइल इंडक्शन का अनुपात) इस्तेमाल किए गए एम्पलीफाइंग डिवाइस पर निर्भर करता है, जो द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर , FET, ट्रायोड या लगभग किसी भी प्रकार का एम्पलीफायर हो सकता है (इस मामले में नॉन-इनवर्टिंग, हालांकि सर्किट के वेरिएशन के साथ एक उलटा एम्पलीफायर या एक ट्रांजिस्टर के कलेक्टर/ड्रेन से एक अर्थेड सेंटर-पॉइंट और फीडबैक भी आम हैं), लेकिन एक जंक्शन FET (दिखाया गया) या ट्रायोड अक्सर आयाम स्थिरता की एक अच्छी डिग्री के रूप में नियोजित किया जाता है (और इस प्रकार विरूपण में कमी) कर सकते हैं एक साधारण ग्रिड रिसाव के साथ प्राप्त किया जा सकता है गेट या ग्रिड के साथ श्रृंखला में प्रतिरोधी-संधारित्र संयोजन (नीचे स्कॉट सर्किट देखें) सिग्नल चोटियों पर डायोड चालन के लिए धन्यवाद, प्रवर्धन को सीमित करने के लिए पर्याप्त रिवर्स पूर्वाग्रह का निर्माण।

हार्टले ऑसिलेटर का ऑप-एम्प संस्करण

दोलन की आवृत्ति लगभग टैंक सर्किट की गुंजयमान आवृत्ति है। यदि टैंक कैपेसिटर का कैपेसिटेंस C है और टैप किए गए कॉइल का कुल इंडक्शन L है तो

$f={1 \over 2\pi {\sqrt {LC}}}\,$

यदि अधिष्ठापन के दो अयुग्मित कुण्डलियाँ L₁ और मैं₂ तब प्रयोग किए जाते हैं

$L=L_{1}+L_{2}\,$

हालाँकि, यदि दो कॉइल चुंबकीय रूप से युग्मित हैं, तो पारस्परिक अधिष्ठापन k के कारण कुल अधिष्ठापन अधिक होगा

$L=L_{1}+L_{2}+k{\sqrt {L_{1}L_{2}}}\,$

तार में परजीवी समाई और ट्रांजिस्टर द्वारा लोड होने के कारण वास्तविक दोलन आवृत्ति ऊपर दी गई तुलना में थोड़ी कम होगी।

हार्टले ऑसिलेटर के लाभ:

• फ्रीक्वेंसी को सिंगल वेरिएबल कैपेसिटर का इस्तेमाल करके एडजस्ट किया जा सकता है, जिसके एक साइड को अर्थ किया जा सकता है
• आउटपुट आयाम फ़्रीक्वेंसी रेंज पर स्थिर रहता है
• या तो एक टैप किए गए कॉइल या दो निश्चित प्रेरकों की आवश्यकता होती है, और बहुत कम अन्य घटक
• कैपेसिटर को एक (समानांतर-गुंजयमान) क्वार्ट्ज क्रिस्टल के साथ बदलकर या टैंक सर्किट के शीर्ष आधे हिस्से को क्रिस्टल और ग्रिड-लीक रेसिस्टर के साथ बदलकर एक सटीक फिक्स्ड-फ्रीक्वेंसी क्रिस्टल थरथरानवाला भिन्नता बनाना आसान है (त्रि-टेट थरथरानवाला के रूप में) ).

नुकसान:

• हार्मोनिक-समृद्ध आउटपुट अगर एम्पलीफायर से लिया जाता है और सीधे एलसी सर्किट से नहीं (जब तक कि आयाम-स्थिरीकरण सर्किटरी कार्यरत न हो)।

यह भी देखें

• ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर

संदर्भ

• Langford-Smith, F. (1952), Radiotron Designer's Handbook (4th ed.), Sydney, Australia: Amalgamated Wireless Valve Company Pty., Ltd.
• Record, F. A.; Stiles, J. L. (June 1943), "An Analytical Demonstration of Hartley Oscillator Action", Proceedings of the IRE, 31 (6): 281–287, doi:10.1109/jrproc.1943.230656, ISSN 0096-8390, S2CID 51643731
• Rohde, Ulrich L.; Poddar, Ajay K.; Böck, Georg (May 2005), The Design of Modern Microwave Oscillators for Wireless Applications: Theory and Optimization, New York, NY: John Wiley & Sons, ISBN 0-471-72342-8
• Vendelin, George; Pavio, Anthony M.; Rohde, Ulrich L. (May 2005), Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques, New York, NY: John Wiley & Sons, ISBN 0-471-41479-4

बाहरी संबंध

• Hartley oscillator, Integrated Publishing