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Forum: HF, Funk und Felder oscillator frage


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo an alle,

ich hätte eine Frage bezüglich des Oszillators im Anhang. Ich habe diese 
Zeichnung aus einem 137 MHz Receiver. Der Teil ist der entsprechende 
Oszillator, der gesteuert durch eine PLL-Schleife den 1st LO für die 
erste Mischerstufe spielt.

Ich hab mich die letzte Zeit etwas in die Theorie der Oszillatoren 
eingelesen, konnte aber dieses Konzept nirgends finden. Weiss zufällig 
jemand um welche Art es sich handelt?

Die eigentliche Frage ist aber:
Die entsprechend generierte Frequenz liegt am Emitter des Transistors 
an. Ich hab das ganze mit LTSpice simuliert und sieht auch sehr schön 
aus. Von da aus geht es dann als Input an die PLL-Schleife. ABER: warum 
wird die Frequenz für den Mischer am Kollektor abgegriffen? Das versteh 
ich nicht, ganz abgesehen davon, dass meine Simulation da alles mögliche 
zeigt, aber keine wirkliche Sinusschwingung.

Hätte jemand nen Tipp für mich? Ich verstehs nicht....

Wenn gewünscht häng ich noch die zwei Bilder der Simulation an.

Gruß Thomas

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Das sieht nach einer leicht abgewandelten Form des Colpitts aus. Der 
zweite Widerstand am Emitter ist zum Kollektor gewandert, um dort ein 
zweites Signal auskoppeln zu können. So kann die Amplitude des 
Mischersignals reduziert werden. Möglicherweise muß die Leitung zum 
Mischer auch wegen einer Schaltdiode auf Plus liegen.

Gruß

Autor: Thomas (Gast)
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ich hab das Design mal mit nem Standart-Collpits-Design verglichen. Es 
gibt sehr viele Parallelen, aber irgendwie siehts im Detail doch wieder 
komplett anders aus.

Um welche Art handelt es sich denn? Kollektorschaltung?
Und was sind die beiden frequenzbestimmenden Kondensatoren? Ich dachte 
zuerst an C17 und C23, aber dann macht ja die Varicap keinen Sinn. Ich 
finde da irgendwie den LC-Schwingkreis nicht.

ein komplett verwirrter Thomas

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Schwinkreis ist L4 parallel die Reihenschaltung C10 / D5. Dazu parallel 
die Reihenschaltung C9 / C17 /C23 und genaugenommen auch noch parallel 
zu C23 die Reihenschaltung C16 und die Kapazität dessen, was außen an 
C16 dranhängt.
Natürlich auch noch die Kapazitäten des Transistors...
C17  C23 sind der kapazitive Spannungsteiler zwischen Basis  Emitter 
und GND, der für die Schwingbedingung sorgt, die Ankopplung mit C9 an 
den Schwingkreis passt den Kram an.

Die Grundschaltung zuzuordnen fällt mir etwas schwer, eigentlich in 
Richtung Hartley mit kapazitivem Teiler statt Anzapfung an der Spule, 
aber vielleicht weiß da wer was genaueres...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Thomas (Gast)
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ich hab nun ein Design im WWW gefunden, dass es genau trifft:

http://www.qsl.net/va3iul/High_Frequency_VCO_Desig...

nennt sich wohl Parallel Tuned Colpitts VCO. Im LTspice schwingt das 
Teil auch recht gut am normalen Ausgang (Emitter des MRF947).

Aber der Abgriff am Collector zeigt bei mir das Bild im Anhang. Sieht 
sehr komisch aus und ich kann mir nicht vorstellen, dass man damit 
ernsthaft nen Mischer füttern kann.

Autor: murax (Gast)
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Hier handelt es sich um einen klassischen Collpits Oszillator.
Er schwingt in der Regel sehr stabil und ist bei richtiger 
Dimensionierung rauscharm.
Der Vorteil liegt hauptsächlich in der Verwendung einfacher Spulen ohne 
Anzapfung oder Koppelwicklung. Man kann also beinahe jede herkömmliche 
Spule (Drossel) verwenden, wenn deren Güte ausreicht.
Die Auskoppelung des Signals an zwei unterschiedlichen Stellen hat den 
Vorteil dass beide "Verbraucher" entkoppelt sind. Reste des 
Empfangssignals, die vom Empfangsmischer zurückkommen führen nicht zu 
Störungen im Synthesizer und umgekehrt.

Das stark nichtlineare Signal am Collector kommt daher, dass der 
Oszillator keine Amplitidenregelung besitzt, sondern nur durch 
Strombegrenzung im Transistor stabilisiert wird.
Durch eine Ferritperle, die man über den Draht des Emitteranschlusses 
schiebt, lässt sich der Grad der Nichtlinearität reduzieren, 
gleichzeitig reduziert sich das Rauschen. Sollte die Schaltung damit 
nicht anschwingen, sollte der Strom im Transistor durch verringern des 
Wertes des Emitterwiderstandes erhöht werden.

Tip: der Widerstand für die Zuführung der Abstimmspannung zur 
Kapazitätsdiode sollte einen Wert von 5 kOhm nicht übersteigen, da 
ansonsten das Rauschen stark zunimmt (hier gibt es ziemlich absurde 
Theorien, die extrem grosse Werte verlangen.....)

Gruss Murax

Autor: Thomas (Gast)
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Danke murax für die Erklärung.

Heisst das man kann den Mischer ernsthaft mit dem Signal füttern, wie in 
meinem letzten Post angehängt?
Ok, nach dem Mischer kommt eh der ZF-Filter, der blockt das locker. Aber 
irgendwie sagte mir mein Bauchgefühl, dass der Signalverlauf unschön 
ist.

Autor: Olaf (Gast)
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> Aber irgendwie sagte mir mein Bauchgefühl, dass der
> Signalverlauf unschön ist.

Bevor ich meinen Bauch einschalte, veranlasse ich Spice erstmal dazu 
eine FFT zu machen um mir so anzuschauen wo welche Frequenzen liegen und 
welchen Pegel sie haben.

Olaf

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Du könntest Spice auch gleich den Mischer selbst simulieren lassen
dann.  Noch ein einfaches ZF-Filter dahinter, dann kann man ja mal
gucken, was da in der ZF überhaupt ankommt.

Autor: Olaf (Gast)
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> Du könntest Spice auch gleich den Mischer selbst simulieren lassen
> dann.

Sind die Ergebnisse davon denn einigermassen praxisnah? Das ist naemlich 
die Stelle wo mein Bauch unruhig wird. :-)

Olaf

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Olaf schrieb:
>> Du könntest Spice auch gleich den Mischer selbst simulieren lassen
>> dann.
>
> Sind die Ergebnisse davon denn einigermassen praxisnah?

So gut halt wie die Modelle. ;-)  Naja, einen Trafo mit ein wenig
Streuinduktivität simulieren und ein reales Diodenmodell eines
Herstellers benutzen, sollte doch zumindest einen Anhaltspunkt
geben.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Olaf schrieb:
>> Du könntest Spice auch gleich den Mischer selbst simulieren lassen
>> dann.
>
> Sind die Ergebnisse davon denn einigermassen praxisnah? Das ist naemlich
> die Stelle wo mein Bauch unruhig wird. :-)
>

Wenn man die parasitären Elemente halbwegs sinnvoll berücksichtigt, 
decken sich meine Simulationen mit der Realität ganz gut. 
Strahlungseffekte werden allerdings nicht berücksichtigt, was den 
Einsatz von SPICE eher auf max. 1GHz begrenzt.

Ein Problem sind aber ideale Bauelemente. Asymmetrien muß man also extra 
einbauen. Z.B. in einem Mischer aus zwei Transistoren.

Leider gibt es für SPICE keine tollen Modelle, die diverse 
Qualitätsstufen des Bauelements zugänglich machen.

Mit ako kann man Modelle in der Simulation teiländern.

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