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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 11 MHZ Oszillator sauber auskoppeln


Autor: stephan (Gast)
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hi..

ich mach grad meine ersten praktischen erfahrungen mit oszillatoren,
und bin noch dabei einen brauchbaren LC Sinus Oscillator zu bauen, den
ich für spätere bastelzwecke weiterverwenden möchte.
Ich habe bereits die Oszillatorschaltung als Collpitsvariante bei 11
MHz zum laufen bekommen. Ich war überrascht, hat auf anhieb
funktioniert, sauberer sinus, sogar größere amplitude als bei der
simulation (ca. 1.8V)
der zweite schritt ist nun das signal auch brauchbar auszukoppeln ohne
dass die schwingung einbricht und es sollte den sinus nicht verzerren.
ich habe es erst mit einem bc547 in Collektorschaltung als
impedanzwandler versucht. hat grundsätzlich funktioniert bis auf die
tatsache, dass mein ausgangssignal nur noch ein 5tel der amplitude
hatte und zudem stark verzerrt war.
ich habs mit nem JFET schließlich versucht (auch in Drainschaltung),
das grundproblem bleibt leider immernoch...
sinus is verbeult und stark gedämpft.

meine frage, an was liegts ?
und welche lösung seht ihr den oszillator so wie er ist,
verzerrungsfrei auszukoppeln ?

vielleicht ein OP, aber der macht ja bei noch höheren frequenzen auch
irgendwann dicht... (UKW z.b.)

oder induktiv per übertrager ? noch nicht versucht.. keine erfahrung
bis jetz..

mfg

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Hallo Stephan,

sieht nach einem Arbeitspunkt-Problem aus :)

Gerne verwendet man einen Transistor in Kollektorschaltung, er hat zwar
nur eine Spannungsverstärkung von 1, aber eine sehr hohe
Stromverstärkung.

Der Arbeitspunkt ist so einzustellen, das am Emitter die halbe
Betriebsspannung anliegt, so dass er die positive und die negative
Halbwelle verzerrungsfrei verstärken kann.

Die weitere Spanungsverstärkung ist mit Vorsicht zu genießen,
denn Du hast ja schon stolze 1,8 Volt (sicherlich Effektivwert),
manchmal ist weniger mehr :)


In Deiner Schaltung wird warscheinlich der FET zu stark in seinen
Grenzwerten gefahren. Vergrößere mal die 820 OHM auf ca. 5k



Bernhard

Autor: stephan (Gast)
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hallo

ich hoffe dass es so ist.. ich werds morgen nochmal probieren.
aber ich meinte es bei der ersten variante mit dem bipolar transistor
den arbeitspunkt richtig eingestellt zu haben.. aber mal schauen..
danke schonmal im voraus..

Autor: stephan (Gast)
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hi

also ich hab bischen rumprobiert, aber irgendwie
bekomm ich den jfet nich richtig zum laufen.
also ich hab versucht über einen spannungsteiler 4.5 V dc am Gate
anzulegen und das Sourcepotential damit auf 4.5V+Ugs hochzuziehen.
ich hab jetz mal den hf eingang abgetrennt und nur eine DC Analyse
gemacht. Am Source miss ich etwa 5.5V, Ugc sind bei mir knapp 1V.
nur komischerweise fallen an den beiden 4MOhm widerständen mit meinem
multimeter nur 3.7V ab statt 4.5V. mein oszi misst sogar nur 2V an
beiden. kann irgendwie nich sein.
also dachte ich mir dass irgendwo ein parasitärer spannungsabfall von
etwa 1.4V sein muss.. hab alle punkte nachgemessen, nix.
und AC mäßig kommt sowieso nur blödsinn raus.
ich mein bei 11MHz kann ich mir net vorstellen dass da der fet in die
knie geht (700MHz).
irgendwie weiss ich nimmer weiter...
mein selbst dimensionierter oszillator ging gleich auf anhieb, aber an
so einem einfachen sourcefolger scheiterts :-/
einzigste was ich noch probier is die 4MOhm bisle niederohmiger zu
machen.

meint ihr der fet is kaputt ?

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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>den beiden 4MOhm widerständen mit meinem
>multimeter nur 3.7V ab statt 4.5V. mein oszi misst sogar nur 2V an
>beiden. kann irgendwie nich sein.

doch, denn Du beachtest anscheind den Eingangswiderstand Deines
Multimeters nicht ;)

(Mein Oszi hat einen Eingangswiderstand von 1M)


>irgendwie weiss ich nimmer weiter...

am Gate des FET über ein POTI eine Spannung anlegen, die verändern und
schauen was am Drain passiert (Kennlinie aufnehmen)


Benötigt dieser FET eine positive oder negative Gate-Spannung gegenüber
Source?

Denn Deine beiden Schaltungen unterscheiden sich in diesem Punkt
grundlegend. In der ersten ist GATE negativ in der zweiten positiv ???

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Also grundsätzlich würde ich ja einen Emitterfolger nehmen :-)

Wenn Du Dir das Datenblatt vom BF245A anschaust, siehst Du, daß eine
Transfercharakteristik nur für negative Gatespannungen angegeben wird.
Je negativer die Gatespannung, umso mehr wird der Strom abgeschnürt.
Weiterhin hast Du einen linearen Bereich für Ug von 0V bis -1V. Somit
ist Deine Eingangsamplitude von 1.8V zu gross(!) für den BF245A. Besser
sieht es aber mit BF245B aus.
Die Sperrschicht Deines FETs ist ja ein PN-Übergang und daher funkt das
ganze nur mit negativen Spannungen. Also bevorzuge Deine 1. Version...
Du musst den Arbeitsstrom so einstellen, dass er mitten im linearen
Bereich liegt, das wären bei Dir dann ca. 500 Ohm, aber wie gesagt,
geht ja nicht wegen falscher Typ.

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo Stephan,

schau dir doch mal diesen Verstärker mit dem 2N5109 an,
es ist zwar ein alter Transistortyp, aber er ist noch zu bekommen.

http://www.pan-tex.net/usr/r/receivers/2N5109.htm

es grüsst,
Arno

Autor: stephan (Gast)
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@bernhard schulz

lol! ja stimmt der tastkopf hat ja schon 1M.. kopf auf tisch klopf

nun ja ich denke das mit dem verbeultem sinus hat 2 gründe die sich
überlagern. einmal wie ihr schon angedeuted habt das mit der geringen
spannung am gate..
aber was ich denke, ich habe hier noch einen uralten tastkopf, so
globig, also mit bananenstecker, hab im katalog nachgeschaut und der
hat 130 bis 150 pF kapazität. tja wenn ich am sourcewiederstand beim
fet damit miss, dann sind es nur noch 100 Ohm bei meiner frequenz
(1/2*PiP*f*C), d.h. meine gegenkopplund geht in die knie und die
spannung knickt ab.

ich war heut an der FH und habs mit nem anderen taskopf gemessen
(15pF). da hatte ich 1.2V Amplitude am ausgang und sauberen sinus.

mfg ;)

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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>ich war heut an der FH und habs mit nem anderen taskopf gemessen
>(15pF). da hatte ich 1.2V Amplitude am ausgang und sauberen sinus.


.... manchmal ganz einfach ;)

Autor: AxelR: (Gast)
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Hallo Stephan,

mit welchem Programm hast Du die Schaltung simuliert?
Ich habe hier Multisim7 und bekomme die nicht zum laufen...

Zum Tastkopf - schalte mal einen kleinen Kondensator (3.3pF) in Reihe
zur Messspitze. Deine Amplitde stimmt dann zwar nicht mehr, aber das
Signal wird nicht mehr verfälscht.
Der Koppelkondensator zur BF 245 ist VIEL zu groß!
Nimm hier 10pF-33pF und greif die Schwingung direkt am Kollektor von
deinem BC547 (auch hier mal einen anderen Transistor testen..) ab.

Der Spannungsabfall am Source-Pin des BF245 muss auf jeden Fall größer
sein, als am Gate, damit die Gatespannung relativ zum SourcePin negativ
wird. Wenn Du das Gate (hier über den 4Mohm Widerstand) an Masse legst,
fliessen ein paar Milliamere. Je stärker Du das Source Potenzial
anhebst (Spannungsabfall über dem 820 Ohm), um so weniger Drainstrom
fliesst durch den Transistor.
Dein Versuch mit dem Spannungsteiler ist natürlich naheliegend - den
"oberen" 4Mohm Widerstand (sind bei Dir leider nicht durchnummeriert)
lege mal an negative Betriebsspannung und spiele dann mit den Werten.

Da ich iM keine Zeit, das zusammenzulöten, wollte ich es schnell
"zusammenklicken", bekomme aber keine Schwingung auf meinm virtuellen
Oszi raus, schade. (Wie gesagt, MULTISIM 7)

Gruß
AxelR.[DG1RTO]

Autor: stephan (Gast)
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hi..
wieso negativ anlegen, du meinst eher GND auf -9V legen, einzigste was
sinn macht. aber es reicht doch völlig aus, gate liegt auf 4,5V und
Source damit auf 4,5V+Ugs (bei mir 5,5V). D.h. ich kann +/- 3V locker
austeuern.
nun mein simulationsprogramm (electronic workbench) ist eher für
einfache schaltungen ausgelegt und auch nur im NF bereich.
also für ihn sind 1 Ghz gleiche wie 1Mhz.
aber tatsache is dass die schaltung sowohl im programm als auch real
anschwingt. vielleicht schwingt es ja auch nur in dem moment an wo ich
den tastkopf dranheb, aber das glaube ich jetz mal nich ;-D zumal er ja
am fet ausgang auch was reinkriegt, und die Fet-schaltung is ja durch
den hochohmigen widerstand total vom oszillator abgekoppelt.

collpits schaltung ist meine liebste, weil sie einfach aufzubauen ist

mfg

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