哈特萊型LC振蕩電路的設(shè)計(jì)及制作方法

在高頻率電路中，常使用到由L與C所構(gòu)成的振蕩電路。在此，說明LC振蕩器的工作原理。首先介紹的是稱呼為哈特萊(Hartley)型的振蕩電路。其振蕩頻率為10M~20MHz。

LC振蕩器的概要圖2所示的為此次所制作的振蕩器的方塊圖。Tr1為振蕩用的晶體管，Tr2為緩沖器。緩沖電路主要是介于振蕩電路與負(fù)載之間，使振蕩電路的工作原理不受負(fù)載的影響。圖3所示的為所制作的振蕩器電路圖。為了使振蕩頻率為可變，使用可變電容二極管(varicap)。緩沖器為一種高輸入，低輸出阻抗的射隨（Emitter Follower)放大器。

哈特萊振蕩電路的原理圖4所示的為哈特萊振蕩電路的原理圖。此為由晶體管所構(gòu)成的放大電路，以及由LC所構(gòu)成的反饋電路所組成的。哈特萊振蕩電路如圖所示，將線圈分割為L(zhǎng)1與L2，以滿足振蕩條件。

圖4中的L1與L2間的相互電感為M時(shí)，其合成的電感量L成為L(zhǎng)= L1+ L2+2M。如此，其振蕩頻率f是由振蕩頻率決定的。此處，要滿足振蕩條件，反饋信號(hào)的相位必須與信號(hào)的相位為一致。假設(shè)合成電感量L所發(fā)生的電壓為e，中間的接點(diǎn)E的左方線圈為L(zhǎng)1，右方線圈為L(zhǎng)2。此時(shí)，L1與L2所發(fā)生的電壓雖然為同一方向，但是，如果以E點(diǎn)為基準(zhǔn)，考慮到L1與L2的電壓時(shí)，L1所發(fā)生的電壓相對(duì)于所發(fā)生的電壓e成為逆相。因此，以接點(diǎn)E為基準(zhǔn)，電壓Vbe與Vce為逆相，也即是相位相差180°。而Vbe為晶體管放大器的輸入信號(hào)，與輸出信號(hào)Vce相位差l80°。結(jié)果，相位差合計(jì)為360°，使反饋信號(hào)成為同相，達(dá)到產(chǎn)生振蕩的條件。

振蕩頻率的決定由于設(shè)計(jì)的振蕩頻率為10M~20MHz，振蕩用線圈L為使用圖5所示的HAM Band線圈(FCZ研究所)中的一種。

取自FCZ研究所業(yè)余無線波帶所使用的線圈10S型之?dāng)?shù)據(jù)電感量可以由計(jì)算求出。也可以更換為0.7S(7mm四方)型在此為使用FCZ21-10S。此一線圈端子①～③間的電感量L為1.45 μH 。 并聯(lián)所連接的靜電容量為使用A M電子調(diào)諧所使用的可變電容二極管(varicap)1SVl49，其靜電容量值會(huì)隨著所加入的電壓大小而變化。在此，也可以使用相同特性的lSV100。可變電容二極管lSV149的特性如圖6所示。由電壓一電容量特性(VR對(duì)C特性)，可以知道加入逆電壓1~9V其電容量變化為500pF~20pF。因此，在LC振蕩電路中，如圖7所示，將可變電容二極管與680pF的電容Cs串聯(lián)，當(dāng)加在可變電容二極上的逆向電壓VR為2 V時(shí)，其電容量為300pF，合成電容量成為280pF，所以諧振頻率fmin成為

  接著，如圖(b)所示，將逆向電壓VR=9V加在可變電容二極管上，其合成電容量成為19.4pF。所以

  因此，振蕩頻率的可變范圍為9.l6MHz~30.0MHz 。

1SV149變?nèi)荻O管最大極限值參數(shù)（Ta=25℃）

 [取自東芝產(chǎn)品說明書](此處于AM電子調(diào)諧器中，其容量變化比C1V/C8V接近20)。

圖7 電路振蕩頻率的范圍求法