Hallo, ich habe für einen HF Verstärker eine Emitterschaltung berechnet siehe Anhang. Kann da mal bitte einer drüber schauen, ob ich alles richtig gemacht habe? Probleme gibt es noch bei der Verstärkung das Maximum liegt bei 1,245 Mhz und nicht bei 3,6864 und die Phasenverschiebung beträgt nicht mehr 180°. Edit: mit einem Emitterkondensator von 300pF habe ich jetzt ca eine Phasenverschiebung von 180° und 14db Verstärkung. Nur mit der alten Kombination hatte ich bei 1.245 eine Verstärkung von 24db. Kann ich das auch auf 3,6864MHz erreichen? Viele Grüße Florentin
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hä? wo ist das Problem? Ich habe den Verstärker so entwurfen. Und mit der ersten Kondensator Kombo komme ich auf 24db bei 1.245MHz. Mit der 2. Auf 14db bei 3,6864Mhz. Das wollt ich nun noch optimieren. Gibt es allgemein noch Verbesserungsvorschläge?
Bei Hochfrequenzverstärker ist es schwierig hohe Verstärkungsfaktoren mit einer Stufe zu erreichen. Was du tun kannst ist folgendes. 1. Den Kollektorwiderstand kleiner machen um den Ausgangsseitigen Tiefpass eine höhere Grenzfreuenz zu geben. 2. Du könntes in reihe zum Kollektorwiderstand eine kleine Spule schalten. Das ganze ist als L-Entzerrung bekannt. Gruss Helmi
Hab das mal ins HF-Forum geschoben, ich glaube, da ist es besser aufgehoben.
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Ok danke! Ich war mir nicht ganz sicher wohin. Ich habe das Teil jetzt mal aufgebaut. Mit den Teilen im Anhang. Leider sieht das ganze in der Praxis etwas anders aus als in der Simulation. Die 1Vs aus dem Oszilator werden auf "nur" 2.5Vs verstärkt. Gruß Florentin
Florentin S. wrote: > Leider sieht das ganze in der > Praxis etwas anders aus als in der Simulation. Wir begrüßen dich in der wundersamen Welt der Hochfrequenztechnik, Florentin. :-) Ein alter Spruch heißt da: ,,Wer HF misst, misst Mist.'' Das gilt für Simulationen um so mehr... Das Problem hierbei ist oft, all die Einflussfaktoren der realen Umgebung auch in die Modellierung mit einzubeziehen. Murphys Law hat da noch viele weise Sprüche: ,,Es ist einfacher, einen Transistor zum Schwingen anzuregen als ihn davon abzuhalten.'' Anmerkung dazu: Die sicherste Methode, ihn am Schwingen zu hindern, ist sein Einsatz in einem Oszillator. Wie schon in der Mail angedeutet, ich würde mich an deiner Stelle erstmal an einer Selektivstufe versuchen, d. h. den Arbeitswiderstand im Kollektorkreis als Schwingkreis auslegen. Damit sollten sich schon etwas mehr als 10 dB Verstärkung in einer Stufe realieren lassen, d. h. 3,2 V am Ausgang. Falls du am Ausgang mit einem Oszillografen misst, dann kopple ihn am besten gleich niederohmig an, d. h. nimm einen 50-Ω-Lastwiderstand, der an eine zweite Wicklung des Ausgangs- kreises geklemmt wird, un miss über diesem Widerstand.
Der 400pF Koppelkondensator ist etwas klein. Entspricht immerhin 1kR Blindwiderstand. Ansonsten würde ich den Spannungsteiler aus den beiden 5k weglassen - der macht Dir ja nur die Leistung kaputt. Der Bias-Spannungsteiler kann, wenn die Verluste daran stören, noch durch Induktivitäten entkoppelt werden. (Oder man macht eine aktive Arbeitspunktregelung.) Selektivstufen sind zwar ganz nett - aber sie sind halt etwas empfindlich bezüglich Bauteilschwankungen und man kann nie so genau sagen wie hoch die Verstärkung ist. Wenn Du sehr hochohmig auskoppelst, kannst Du den Kollektorwiderstand auch durch eine Stromquelle/Transistor ersetzen. Damit bekommt man sehr hohe (Spannungs-) Verstärkungen hin. (Die alternative Variante mit Spule wurde ja schon genannt.) Wenn das immer noch nicht reicht kannst Du über Leistungsanpassung nachdenken - aber immer mit dem Nachteil einigermaßen Frequenzselektiv zu sein. Viele Grüße, Martin L.
Also der Spannungsteiler muss schon sein, da mein Oszillator wie gesagt 1V Spannung erzeugt, wobei der Verstärker jedoch übersteuert. In der Praxis habe ich jetzt für die Kondensatoren andere Werte genommen, da diese die Spannungsverstärkung gesteigert haben. Als Basiskondensator habe ich jetzt 1nF und als Emitterkondensator 470pF. Viele Grüße Florentin
>Also der Spannungsteiler muss schon sein, da mein Oszillator wie gesagt >1V Spannung erzeugt, wobei der Verstärker jedoch übersteuert. Das ist doch kontra-produktiv. Erst das Signal abschwächen und dann Verstärken. Das mit der Übersteuerung bekommt man doch anders im Griff. In reihe zu deinem Emitterkondensator legst du noch einen Widerstand. Das hat den Vorteil das die Verstärkung der Stufe jetzt exakter definiert ist, der Eingangswiderstand der Schaltung grösser wird und die Verzerrungen abnehmen. Gruss Helmi
also wenn ich vor den 470pF Kondensator noch einen 850Ohm Widerstand schalte komme ich auf 11dB Verstärkung in der Simulation. Was ja niedriger ist als mit dem Spannungsteiler. Viele Grüße Florentin
Wieso vor dem 470pF Kondensator. Dein Emitterkondensator hat doch 330pF. In reihe mit dem must du einen Widerstand schalten.
Ich zitiere mich mal selbst: "Als Basiskondensator habe ich jetzt 1nF und als Emitterkondensator 470pF. " Das ist der Wert, den ich bei Conrad bekommen konnte. In Reihe zu dem habe ich jetzt in der Simulation einen 800/850 Ohm Widerstand geschalten. Aber mit der Alten Variante hat ich zu mindestens in der Simulation mehr Spannungsverstärkung.
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Versuch mal diese Dimensionierung. Eingangsspannung: 1Vs Ausgangspannung: 4Vs Frequenz: 5MHz Gruss Helmi
Hallo, danke für deinen Anreiz Hemi! Ich habe jetzt auch nochmal eine Stufe berechnet. Ich beziehe mich mal auf diesen Schaltplan: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/02043021.gif. (Die Werte müssen noch genormt werden) Für R1 habe ich 29.5k Ohm. Für R2 6.5k Ohm. Für Rc 535 Ohm und für Re 130 Ohm. Ich habe das ganze allerdings mit einem BC546 berechnet. Nur wie kommt es jetzt, dass das ganze jetzt sogar ohne Emitterkondensator so hohe Verstärkungen erzielt? Ich vermute, dass das ganze liegt am jetzt höheren Kollektorstom. Die alte Schaltung habe ich auf Ic=5mA eingestellt, die jetzige auf 10mA. Nur zur Praktischen Umsetzung: 10uF gibt es ja nicht als Keramik Kondensator. Nimmt man da am besten Folienkondensatoren? Weil Elkos eigen sich ja eher weniger ;-). Gruß tuxianer
>10uF gibt es ja nicht als Keramik >Kondensator. Nimmt man da am besten Folienkondensatoren? Weil Elkos >eigen sich ja eher weniger ;-). 10µF gibt es inzwischen als Keramik-SMD. Nimm einen Elko und schalte einen großen Keramik parallel.
@Florentin S. Die Verstaerkung deiner Stufe sollte jetzt 535 Ohm / 130 Ohm = 4 sein. auch nicht viel anders als meine berechnung 750 / 180 = 4 Du hattes in deinem ersten Fall das Signal abgeschwaecht um den Transistor nicht zu uebersteuern. In den beiden letzten Faellen ist die Stufe so angepasst das sie bei deinem 1V Signalpegel nicht uebersteuert. Viel mehr Verstaerkung wirst du jetzt aber auch nicht rausholen koennen die Betriebsspannung setzt dir da eine Grenze. Und mit dem 535 Ohm Kollektorwiderstand hast du jetzt eine hoehere Grenzfrequenz also deine 3dB setzen spaeter ein. Mal die Frage wofuer brauchst du die Stufe jetzt ? Zu dem Kondensator kann ich mich HildeK anschliessen. Ich mach das auch immer so Elko und parallel ein Keramik C Gruss Helmi
Hallo, die Stufe ist die Modulationsstufe nach einem Quarzoszilator. Viel mehr kann man da scheinbar echt nicht rausholen, da die Stufe selbst bei 1.1Vs übersteuert. Gruß tuxianer
10uF sind gnadenlos überdimensioniert. Ein Tausendstel des Wertes täte es auch ... (Und auch ein Zehntausenstel ...)
Wäre nicht statt dem Elko ein Folienkondensator besser? Denn der hat ja keine Polung. Und wie ist das mir Keramikkondensator parallel zu verstehen?
>Und wie ist das mir Keramikkondensator parallel zu verstehen?
Da ein Elko schlechte HF Eigenschaften (induktivität) kann man ihn
einen Keramikkondensator parallel schalten. Der Elko macht dann die
niederigen Frequenzen und der Keramik C die hohen Frequenzen.
Gruss Helmi
Hallo, Also niedrige Frequenzen möchte ich nicht Verstärken. Ich hätte vlt. voher erwähnen sollen, dass der Verstärker nur genau eine Frequenz (3,6864 MHz) verstärken soll. Und zu dem Elko schaltet man dann am besten einen Keramikkondensator von ca. 1nF oder? Und wie herum Polt man den Kondensator? Viele Grüße Florentin
>Also niedrige Frequenzen möchte ich nicht Verstärken. Ich hätte vlt. >voher erwähnen sollen, dass der Verstärker nur genau eine Frequenz >(3,6864 MHz) verstärken soll. Dann brauchst du keinen Elko - es reichen einige nF; Vorschlag: 10nF. Ich beziehe mich auf die Schaltung von Helmut Lenzen: Beitrag "Re: Emitterschaltung"
Bei der Dimensionierung meiner Schaltung hatte ich zuerst immer angenommen das du das ganze Band bis 3.6MHz verstaerken wolltest daher die 10uF. Aber wie Hildek schon gesagt hat wenn du nur 3.6Mhz verstaerken willst dann reichen da 10nF. Gruss Helmi
Hallo, ich habe nochmal eine Frage ich würde diese Stufe zur Modulation gerne Tasten. Ich wollte dies mit einem Transistor als Schalter realisieren, so dass ich das ganze mit einem UC steuern kann. Kann das funktionieren? Und wo setze ich den Transistor am besten ein? Vor den Eingang der Stufe? Viele Grüße Florentin
@Florentin S. Sag mal genauer was du damit jetzt eigentlich vorhast ? Soll das jetzt ein kleiner Sender werden ? Ansonsten koenntes du ihn die Betriebsspannung wegnehmen. Gruss Helmi
Ja ich möchte damit am Ende Daten übertragen. Die einfachste Modulationsart ist ja die Stufe zu tasten. Wie gesagt diese Stufe ist die Stufe nach einem Quarzoszillator.
Früher hat man die Morsetaste einfach in die Emitterleitung reingeschleift. Etwas ähnliches kannst du hier sicher auch mit einem Schalttransistor machen. Allerdings schwankt dadurch die Oszillatorlast, das kann zu Chirp führen.
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Da nimmt man aber im allgemeinen keine Verstaerkerstufe mit Widerstand im Kollektorkreis. Normalerweise ist dort ein Schwingkreis wo die Antenne dann angepasst angeschlossen wird. So in etwa wie in dem Beispiel. Gruss Helmi
also in der Emitterleitung hat in der Simulation leider nicht so gut funktioniert. Was wäre also die beste Variante bei meinem Verstärker? Wie ich die Antenne ankoppeln soll habe ich mir auch schon überlegt. Ich wollte als Antenne jedoch so und so nur ein Stück Draht nehmen. Gruß Florentin
Allso mit dem Widerstand im Kollektorkreis wirst du nicht viel Energie abstrahlen koennen. Ansonsten siehe oben.
Könnte ich meinen Verstärker auf einen Selektivverstärker umbauen, wenn ich den Kollektorwiderstand durch einen Schwingkreis ersetze? Muss ich da noch andere Werte ändern? Und wie kopple ich dann die Antenne an?
Solltes du meinen Schaltplan mal betrachten. Da ist der Schwingkreis schon drin und die anpassung an die Antenne.
Wenn ich den Schaltplan jetzt richtig verstanden habe besteht der Schwingkreis aus L1 und C5. Der Emitter Widerstand wurde jetzt ja weggelassen. Nur wie berechne ich diesen Verstärker nun? Gruß Florentin
Florentin, schalt einfach mal den Lötkolben ein und bau das Teil auf. ;-) Es gibt einen alten Spruch: Wer HF misst, misst Mist. Das trifft für Simulationen dann umso mehr zu... Es ist einfach recht schwierig, auch wirkliche alle notwendigen Randbedingungen einer solchen Stufe so zu erfassen, dass man eine Simulation hinlegen kann, die nahe genug an der Realität ist. Ja, Selektivverstärker mit Schwinkreis im Kollektor ist die erste Wahl hier, da du ja nur auf einer Frequenz arbeiten willst. Ob du nun die Antenne kapazitiv auskoppelst oder mit einer zusätzlichen Ankoppelwicklung, ist vermutlich für deinen einfachen Versuchsaufbau egal. Wenn man Wert auf eine 50-Ω-Auskopplung für eine ,richtige' Antenne legt, dann bietet sich die Koppelwicklung an, aber dein Stück Draht wird alles anderen denn eine Impedanz von 50 Ω haben. Einen mit Kondensator überbrückten Emitterwiderstand zur Stabilisierung des Gleichstromarbeitspunktes kann man dennoch ruhig vorsehen, dann ist die Einstellung des Kollektorstroms einfacher zu handhaben, und die Temperaturabhängigkeit sinkt. Den Abblockkondensator dafür dann von Emitter direkt nach Masse legen, nur der Gleichstrompfad geht über den Modulations-Schalttransistor.
Ok ich würde mich schon für einen Selektiv Verstärker interessieren. Nur habe ich davon jetzt auch verschiedene Varianten gesehen. Zum einen die, wo RC durch einen Parallelschwingkreis ersetzt wird. Und die von Helmut, wo der Kondensator gegen Gnd geschalten ist. Nur stellt sich mir jetzt die Frage was davon nun das Optimum ist. Bei der ersten Variante ist mir zumindestens die Berechnung relativ klar. Da mache ich ja eigentlich alles so wie gehabt. Nur wird die Verstärkung dann so hoch, dass der Verstärker überstreut. Helmuts Variante habe ich allerdings noch nicht ganz verstanden.
Florentin S. wrote: > Nur wird die Verstärkung dann so hoch, dass der > Verstärker überstreut. Nö: du willst ja Energie auskoppeln. Das wirkt auf den Schwingkreis letztlich wie eine Dämpfung.
Hallo Florentin C2,C3,L2 bilden ein sogenanntes PI Filter es dient der unterdrückung von Oberwellen und der Anpassung der Antenne an den Transistor. http://de.wikipedia.org/wiki/Resonanztransformator C4 dient der Gleichspannungsentkopplung der Antenne. Für deine zwecke würde hier 100nF passen. C5 dient auch nur der HF-Abblockung => 100nF L1 dient zur Zuführung der Gleichspannung. Sie sollte gross gegen über den Arbeitsimpedanzen. Gruss Helmi
Ok jetzt habe ich das ganze schon ein wenig mehr verstanden. Nur wo ist bei dir der Schwingkreis? Und eine großartige Antennenanpassung benötige ich auch nicht, da ich eh bloß ein Stück draht als Antenne verwenden möchte. Die Reichweite soll auch nicht gigantisch sein vlt durch ein zimmer gehen oder so. Also welche Variante von einem Selektivverstärker würdet ihr mir dafür empfehlen? Gruß Florentin Helmut Lenzen wrote: > Hallo Florentin > > > C2,C3,L2 bilden ein sogenanntes PI Filter > es dient der unterdrückung von Oberwellen und der Anpassung der Antenne > an den Transistor. > > http://de.wikipedia.org/wiki/Resonanztransformator > > C4 dient der Gleichspannungsentkopplung der Antenne. Für deine zwecke > würde hier 100nF passen. > > C5 dient auch nur der HF-Abblockung => 100nF > > L1 dient zur Zuführung der Gleichspannung. Sie sollte gross gegen über > den Arbeitsimpedanzen. > > Gruss Helmi
>Nur wo ist bei dir der Schwingkreis?
Das PI Filter ist der Schwingkreis C2,C3,L2
ok aber wäre da die Variante RC durch einen Parallelschwingkreis zu ersetzen nicht günstiger?
Auch da must du eine Anzapfung vorsehen sonst belastet deine Antenne den
Kreis zu sehr und der wird breit wie ein Scheunentor. Und dann strahlst
du Oberwellen ab.
----------+--------C 100nF ---- GND
|
L
|
+--------C1-------+----Antenne
| |
Kollektor C2
|
GND
Du koenntes es noch so machen. C1,C2,L bilden deinen Kreis
und das Verhältnis von C1 , C2 dient der Anpassung der Antenne.
C 100nF dient der Abblockung
Gruss Helmi
ok also wäre doch deine Variante mit dem Pi Filter besser. Aber kann ich da jetzt einfach meinen Kollektorwiderstand durch diese Kombination ersetzen? Und wie berechne ich die Werte für den PI Filter? Und kann ich da RE und den Spannungsteiler genau so dimensionieren wie sonst auch. Nur mit dem Spannungsteiler stell ich mir kompliziert vor, da ich ja nun keinen festgelegten Kollektorstrom mehr habe und somit auch nicht den Basisstrom ausrechnen kann.
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Das hier wäre meine Ausgangsbasis, mit der ich experimentieren würde. Der Emitterwiderstand sollte den Kollektorstrom auf knapp 100 mA festlegen, das wären ca. 1 W Verlustleistung, dafür muss er natürlich passend gekühlt werden. Kannst ja auch erstmal mit einem größeren Wert für den Widerstand anfangen. Die 100-nF-Abblockkondensatoren sind Keramik-Vielschichttypen mit Drähten dran. muRata gibt dafür eine Serienresonanz im Bereich von etwas über 10 MHz an, d. h. sie wirken bei 3,6 MHz noch gut genug als Kondensator.
Hallo, ich habe das Teil jetzt mal Praktisch aufgebaut. (R1=29,5k Ohm, R2=6,5k Ohm, Re=130 Ohm). In der Kolektorleitung habe ich einen Parallelschwingkreis. Als Antenne benutze ich einen 3m langen Draht zum Senden. Zum Empfangen habe ich eine CB Antenne an ein Oszilloskop angeschlossen. Die Antenne hatte ich erst induktiv ausgekoppelt (10 Windungen über die Spule) und einmal über einen 100nF Kondensator. Mit dem Kondensator konnte ich die größte Empfangsamplitude erreichen. Den Schwingkreis habe ich natürlich je nach Ankopplung neu abgestimmt. Was ist von diesen Ergebnissen zu halten? Ich dachte über induktive Ankopplung kann man mehr HF Energie abstrahlen. Viele Grüße Florentin
>In der Emitterleitung habe ich einen Parallelschwingkreis.
Der muss in den Kollektorkreis. Im Emitter wird der Schwingkreis zu
stark bedaempft. Poste mal einen Schaltplan.
Gruss Helmut
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sorry hab mich nur vertippt er ist im kollektorkreis ich änder es mal oben. Hier der Schaltplan. Gruß Florentin
Florentin S. wrote: > Ich dachte über induktive > Ankopplung kann man mehr HF Energie abstrahlen. Nö, die abgebbare Energie bleibt gleich. Ist halt nur eine Frage, wie man die Antenne besser angepasst bekommt. Bei der induktiven Auskopplung lässt sich einfach eine Widerstandstransformation auf Werte wie die klassischen 50 Ω realisieren. Versuch doch mal, im Empfänger auch noch einen Schwingkreis und eine Verstärkerstufe zu benutzen.
naja ich würde vorerst schon gerne einen Draht als Antenne verwenden. Aber mit der Induktiven Auskopplung erziele ich einfach keine brauchbaren Ergebnisse. Egal ob ich 2,10 oder 20 Windungen über die Spule (ca. 40 Windungen) lege. Mit dem 100nF Kondensator erziele ich beim Empfang wie schon gesagt die besten Ergebnisse. Mit Kondensatoren im pF Bereich sind die Empfangsergebnisse ebenfalls niedriger aber immer noch besser als auf die Induktive Weise. Den Empfänger werde ich als nächstes bauen. Viele Grüße Florentin
Florentin S. wrote: > naja ich würde vorerst schon gerne einen Draht als Antenne verwenden. > Aber mit der Induktiven Auskopplung erziele ich einfach keine > brauchbaren Ergebnisse. Deine Antenne ist, da sie viel zu kurz ist, einfach sehr hochohmig. Da die induktive Auskopplung (mit Abwärtstransformation) die Spannung reduziert, reduziert sich dann auch die ausgekoppelte Leistung. Wenn du eine niederohmige Antenne mit dem dicken Kondensator ankoppeln würdest, würde sie den Transistor so stark belasten, dass durch die zusammenbrechende Spannung weniger Leistung als optimal möglich ausgekoppelt würde; daher braucht man für die niederohmige Antenne die Impedanztransformation. Deine Antenne braucht das offenbar nicht. > Spule (ca. 40 Windungen) lege. Mit dem 100nF Kondensator erziele ich > beim Empfang wie schon gesagt die besten Ergebnisse. Der Nachteil ist halt nur, dass damit die Kapazität deiner Antenne sehr stark in die Schwingkreiskapazität eingeht, damit wird die ganze Schaltung ,,handempfindlich''. Ist aber, zumindest mit deiner jetzigen Antenne, wohl der sinnvollste Kompromiss.
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