Qué es el Oscilador Hartley: Circuito, funcionamiento y sus aplicaciones

El oscilador Hartley es un circuito oscilador electrónico en el que la frecuencia de oscilación viene determinada por el circuito sintonizado formado por condensadores e inductores, es decir, un oscilador LC. El oscilador Hartley fue inventado por Hartley mientras trabajaba en el Laboratorio de Investigación de la Western Electric Company. El circuito fue inventado en 1915 por el ingeniero estadounidense Ralph Hartley. La característica personal del oscilador Hartley es que el circuito sintonizado consiste en un único condensador en paralelo con dos inductores en serie o un único inductor con toma, y la señal de retroalimentación necesaria para la oscilación se toma de la conexión central de los dos inductores.

¿Qué son los osciladores Hartley?

Los osciladores Hartley son osciladores de frecuencia variable acoplados inductivamente, en los que el oscilador puede ser alimentado en serie o en derivación. Los osciladores Hartley tienen la ventaja de contar con un condensador de sintonización y un inductor con toma central. Este procesador simplifica la construcción de un circuito oscilador Hartley.

Circuito y funcionamiento del oscilador Hartley

El diagrama del circuito de un oscilador Hartley se muestra en la siguiente figura. Un transistor NPN conectado en configuración de emisor común funciona como dispositivo activo en la etapa de amplificación. R1 y R2 son resistencias de polarización y RFC es la reactancia de radiofrecuencia, que proporciona el aislamiento entre el funcionamiento de CA y CC.

A altas frecuencias, el valor de la reactancia de este estrangulador es muy alto, por lo que puede tratarse como un circuito abierto. La reactancia es nula en condiciones de CC, por lo que no causa ningún problema para los condensadores de CC. El CE es el condensador de derivación del emisor y el RE es también una resistencia de polarización. Los CC1 y CC2 son los condensadores de acoplamiento.

Cuando se suministra corriente continua (Vcc) al circuito, la corriente de colector empieza a aumentar y comienza con la carga del condensador C. Una vez que el condensador C está totalmente cargado, empieza a descargarse a través de L1 y L2 y vuelve a cargar.

Esta forma de onda de tensión de ida y vuelta es una onda sinusoidal que es una pequeña y conduce con su alteración negativa. Al final se extinguirá si no se amplifica.

Ahora entra en escena el transistor. La onda sinusoidal generada por el circuito tanque se acopla a la base del transistor a través del condensador CC1.

Como el transistor está configurado como emisor común, toma la entrada del circuito tanque y la invierte en una onda sinusoidal estándar con una alteración positiva principal.

Así, el transistor proporciona amplificación junto con la inversión para amplificar y corregir la señal generada por el circuito tanque. La inductancia mutua entre L1 y L2 proporciona la retroalimentación de energía del circuito colector-emisor al circuito base-emisor.

La frecuencia de las oscilaciones en este circuito es

fo = 1/ (2π √ (Leq C))

Donde Leq es la inductancia total de las bobinas del circuito del depósito viene dada por

Leq = L1 + L2 + 2M

Para un circuito práctico, si se desprecia L1 = L2 = L y la inductancia mutua, la frecuencia de las oscilaciones puede simplificarse como

fo = 1/ (2π √ (2 L C))

Circuito oscilador Hartley con Op-Amp

El oscilador Hartley puede implementarse utilizando un amplificador operacional y su disposición típica se muestra en la siguiente figura. Este tipo de circuito facilita el ajuste de la ganancia utilizando la resistencia de realimentación y la resistencia de entrada.

En el oscilador Hartley transistorizado, la ganancia depende de los elementos del circuito tanque, como L1 y L2, mientras que en el oscilador Op-amp la ganancia depende menos de los elementos del circuito tanque y, por tanto, proporciona una mayor estabilidad de la frecuencia.

El funcionamiento de este circuito es similar al de la versión con transistores del oscilador Hartley. La onda sinusoidal es generada por el circuito de realimentación y se acopla a la sección del op-amp. A continuación, esta onda se estabiliza y se invierte mediante el amplificador.

La frecuencia de un oscilador se varía utilizando un condensador variable en el circuito tanque, manteniendo la relación de retroalimentación y la amplitud de la salida es constante para todo un rango de frecuencias. La frecuencia de las oscilaciones de este tipo de oscilador es la misma que la del oscilador antes mencionado y viene dada por

fo = 1/ (2π √ (Leq C))

Donde: Leq = L1 + L2 + 2M
O
Leq = L1 + L2

Para generar la oscilación de este circuito, la ganancia del amplificador debe y tiene que seleccionarse mayor o al menos igual que la relación de dos inductancias.

Av = L1 / L2

Si la inductancia mutua existe entre L1 y L2 debido al núcleo común de estas dos bobinas, entonces la ganancia se convierte en

Av = (L1 + M) / (L2 + M)

Ventajas

• En lugar de dos bobinas separadas L1 y L2, se puede utilizar una sola bobina de hilo desnudo y conectar la bobina a tierra en el punto que se desee.
• Utilizando un condensador variable o haciendo que el núcleo sea móvil (variando la inductancia), se puede variar la frecuencia de las oscilaciones.
• Se necesitan muy pocos componentes, entre ellos dos inductores fijos o una bobina con derivación.
• La amplitud de la salida se mantiene constante en toda la gama de frecuencias de trabajo.

Desventajas

• No se puede utilizar como oscilador de baja frecuencia, ya que el valor de los inductores se hace grande y el tamaño de los mismos también.
• El contenido de armónicos en la salida de este oscilador es muy elevado, por lo que no es adecuado para las aplicaciones que requieren una onda sinusoidal pura.

Aplicaciones

• El oscilador Hartley debe producir una onda sinusoidal con la frecuencia deseada
• Los osciladores Hartley se utilizan principalmente como receptores de radio. También hay que tener en cuenta que, debido a su amplia gama de frecuencias, es el oscilador más popular
• El oscilador Hartley es apto para oscilaciones en el rango de RF (radiofrecuencia), hasta 30MHZ

Así pues, esto es todo sobre la teoría del circuito del oscilador Hartley, su funcionamiento y sus aplicaciones. Esperamos que hayas comprendido mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre los proyectos de electricidad y electrónica, puedes aportar tus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función principal del oscilador Hartley?

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