Hallo, ich habe den Versuch gestartet, einen Colpitt-VCO mit einer "Grundfrequenz" von 27MHz in PSpice zu simulieren, um diesen für den späteren Aufbau zu dimensionieren (ist im Rahmen einer Studienarbeit, also bitte keine Beschwerden dass das nicht legal sei ;) ). Jedoch ist es mir bis jetzt noch nicht gelungen, diesen zum Schwingen zu bringen. Habe ich einen prinzipiellen Fehler in der Dimensionierung gemacht oder ist es eher ein Problem mit PSpice? (Falls mir jemand noch ein paar allgemeine Tipps zur Dimensionierung im peto hat, kann er diese hier gerne loswerden) Danke schonmal im voraus
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Die 200 Ohm am Ausgang find ich schon reichlich niedrig. Desweiteren würde ich eine längere Simulationszeit wählen. Willst du das dann anschließend auch aufbauen?
MB schrieb: > Amplitudenbedingung erfüllt? > Phasenbedingung erfüllt? Sinnlos rumgerechnet und trotzdem läufts nicht? Ein Colpitts läuft in dem Frequenzbereich nach Pi*Daumen und in den Frequenzbereichen wo der Daumen zu groß wird hilft die Rechnerei einem auch nicht weiter. Da brauchts vorallem einen hochfrequeztauglichen Aufbau und eine vernünfitge Abschätzung der parasitären Effekte und die richtige Auswahl der Bauteile.
Der Spannungsteiler an der Basis ist viel zu hochohimg. Mache außerdem C5 größer als C6. Das Ganze muß mehr aussehen wie hier: http://www.elektroniktutor.de/signale/colpitts.html Warum googlest du eigentlich nicht selbst ein wenig?? Kai Klaas
Ich habs mal ohne 200 Ohm Last simuliert und es schwingt nach 0,4ms. Du solltest noch den 1 µF Koppelkondensator auf 1nF umändern. sonst hast du utopische Ladekonstanten.
C5 könntest du noch erhöhen, wenn dir die Sinusverzerrungen zu stark sind. Aber Vorsicht, die reale Bauteile haben noch einige Verluste und parasitäre Effekte.
Ernestus Pastell schrieb: > Ich habs mal ohne 200 Ohm Last simuliert und es schwingt nach 0,4ms. Du > solltest noch den 1 µF Koppelkondensator auf 1nF umändern. sonst hast du > utopische Ladekonstanten. hab jetzt mal meinen basis-spannungsteiler abgeändert auf 1K/270 ohm und zudem c5 geändert auf 50pF, doch selbst ohne last schwing bei mir leider immer noch nicht allzu viel. hast du es auch in pspice simuliert (falls ja, was für einstellungen hast du gewählt?) @wozu: R17 stellt die eigentliche Last dar und C18 dient zum auskoppeln des signals... @all: danke für die schnellen antworten...
Benjamin K. schrieb: > hab jetzt mal meinen basis-spannungsteiler abgeändert auf 1K/270 ohm und > zudem c5 geändert auf 50pF, doch selbst ohne last schwing bei mir leider > immer noch nicht allzu viel. hast du es auch in pspice simuliert (falls > ja, was für einstellungen hast du gewählt?) Nicht den den Basisspannungsteiler ändern! Das dämpft den Schwingkreis. Nur mindestens 1ms simulieren und die Koppelkondensatoren (1nF statt 1µF) verkleinern. Die Last war nur nach meiner ersten Einschätzung zu groß aber ging dann in meiner Simulation in Ordnung. C5 erst erhöhen wenn es mit der gegebenen Anordnung hinhaut. Die Simulation lief mit den Standardeinstellungen und dauerte 1ms. Dein Problem lag nur in den Ladekonstanten durch die Koppelkondensatoren C17 + C18 und zu kurzer Simulationszeit.
benutzt du auch pspice? hab meine werte geändert, er schwingt jedoch noch nicht..
>hab jetzt mal meinen basis-spannungsteiler abgeändert auf 1K/270 ohm Das ist zuviel des Guten, damit bedämpfst Du den Schwingkreis zu sehr. Nehme mal ca. 10k/6.8k >Wozu dienen denn C17 (Wert?) und R 18 ? >Mach die mal weg. C17 brauchts als DC-Block, sonst wird die Basis-Spannung über L7 kurzgeschlossen. 1uF ist aber etwas zu hoch, versuche es mal mit 150p und auch besser zwischen C5 und L7 einfügen. R18 finde ich nicht, vermutlich meinst Du R16 (100 Ohm) Den brauchts wirklich nicht, kannst Du vorerst weglassen.
Ernestus Pastell schrieb: > Die 200 Ohm am Ausgang find ich schon reichlich niedrig. Desweiteren > würde ich eine längere Simulationszeit wählen. > > Willst du das dann anschließend auch aufbauen? die antwort auf die letzte frage bin ich dir noch schuldig: ja, ich hab auch vor das anschließend aufzubauen (soll ein FM-Tx werden)
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Anbei mein Dimensionierungsvorschlag mit Simulation:
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Benjamin K. schrieb: > benutzt du auch pspice? hab meine werte geändert, er schwingt jedoch > noch nicht.. Bei der Simulation verwendete ich LTspiceIV aber das kann fast keinen unterschied machen, da es ein Spice ableger ist. Und du hast hoffentlich zur die DC-Blockkondensatoren verkleinern auf 1nF und die Simulationszeit verlängert. Wie das ganze schwingt siehts du an der angehängten Datei. > die antwort auf die letzte frage bin ich dir noch schuldig: ja, ich hab > auch vor das anschließend aufzubauen (soll ein FM-Tx werden) Bevor du das ganze aufbaust solltest du mindestens noch die Verluste der Spule berechnen. Da selbige frequenzabhängig sind, müssen die Werte sich natürlich auf die Resonanzfrequenz beziehen.
Die Frequenz des LC-Kreises liegt bei etwa 7.12 MHz, also weit weg von den 27 MHz Der Basis-Spannungsteiler ist zu hochohmig, auch noch bei Ernestus Pastell Simmulation.
Peter schrieb: > Die Frequenz des LC-Kreises liegt bei etwa 7.12 MHz, also weit weg von > den 27 MHz > > Der Basis-Spannungsteiler ist zu hochohmig, auch noch bei Ernestus > Pastell Simmulation. Das weiß ich, aber es wär wohl am hilfreichsten erst mal seine Schaltung zum Schwingen zu bringen. Und mit den Widerständen für den Basisspannungsteiler hat die Oszillatorfrequenz nix zum tun. Nicht die Leute unnötig verwirren.
>Das weiß ich, aber es wär wohl am hilfreichsten erst mal seine Schaltung >zum Schwingen zu bringen. Ungefähr sollte die Frequenz schon passen, schliesslich hat diese Einfluss auf die Dimensionierung der Signalfeedbackschaltung. Auch der Arbeitspunkt des Transistors (Basis-Spannungsteiler) muss in etwas stimmen, Frequenzgang und Verstärkung des Transistors hängen massgeblich davon ab. Die Phasenverschibung des Transitors ist für diesen Clapp-Oszillator (=Sonderform des Colpitts) ebenfalls von Bedeutung, auch hierfür muss die Frequenz einigermassen stimmen.
>Das weiß ich, aber es wär wohl am hilfreichsten erst mal seine Schaltung >zum Schwingen zu bringen. Genau deswegen soll er ja den Basis-Spannungsteiler niederohmiger machen. Ein 1M Widerstand an dieser Stelle ist absurd hoch. >Und mit den Widerständen für den Basisspannungsteiler hat die >Oszillatorfrequenz nix zum tun. Nicht die Leute unnötig verwirren. Auf einen Fehler hinweisen nennst du "verwirren"?? Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Auf einen Fehler hinweisen nennst du "verwirren"?? Welcher Fehler??? Die Schaltung schwingt bei mir in der Simulation mit LTspice. Dass die h-Parameter im Datenblatt nur unter bestimmten Randbedingungen gültig sind ist mir bekannt. Ist aber nicht Gegenstand der Diskussion lenkt daher vom eigentlichen Problem ab.
>Welcher Fehler??? Die Schaltung schwingt bei mir in der Simulation mit >LTspice. Ja und? Deswegen ist jetzt alles richtig, oder was? Das ist nur eine Simulation, was du da machst, die Realität sieht etwas anders aus. Das Gain-Bandwidth-Product eines bipolaren Transistors ist vom Kollektorstrom abhängig. Deswegen willst du in der Regel schon ein paar mA durch den Transistor schicken. Bei Benjamin fließen nur 500µA Kollektorstrom. Das ist ein bißchen wenig. Dadurch hat er bei 27MHz nicht genug Verstärkungsreserve und kann in der Realität Probleme bekommen. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: >>Welcher Fehler??? Die Schaltung schwingt bei mir in der Simulation mit >>LTspice. > > Ja und? Deswegen ist jetzt alles richtig, oder was? Das ist nur eine > Simulation, was du da machst, die Realität sieht etwas anders aus. > > Das Gain-Bandwidth-Product eines bipolaren Transistors ist vom > Kollektorstrom abhängig. Deswegen willst du in der Regel schon ein paar > mA durch den Transistor schicken. Bei Benjamin fließen nur 500µA > Kollektorstrom. Das ist ein bißchen wenig. Dadurch hat er bei 27MHz > nicht genug Verstärkungsreserve und kann in der Realität Probleme > bekommen. > > Kai Klaas Weiterhin, was hat das mit der Fragestellung Simulation schwingt nicht zu tung? Ansonsten antworte Ich nur noch auf Fragen des Fragestellers. Die Leute mit nebensächlichen Halbwahrheiten verwirren überlasse ich anderen.
Wie gut, daas ich mich weigere mit Simulationsprogrammen zu arbeiten. So kann ich was aus der Praxis beitragen: 1. Für eine Frequenz von > 1...5MHz und reproduzierbarer Funktionssicherheit muss immer ein HF-Transistor verwendez werden, z.B. BF199. 2. Das Signal wird immer niederohmig am Knotenpunkt Kollektor-Kollektorwiderstand ausgekoppelt. Parallelbelastungen an der Emitterstrecke sollen vermieden werden. Die Rückwirkungen einer solchen Last wirkt bis auf den Schwingkreis zurück. Dadurch verschlechtert sich dessen Stabilität.
Ansbach Dragoner schrieb: > Wie gut, daas ich mich weigere mit Simulationsprogrammen zu arbeiten. So > kann ich was aus der Praxis beitragen: > > 1. Für eine Frequenz von > 1...5MHz und reproduzierbarer > Funktionssicherheit muss immer ein HF-Transistor verwendez werden, z.B. > BF199. > Diese Aussage ist falsch. Bei 1 bis 5MHz ist es sogar schlechter, wenn man das mit einem 1GHz-Transistor macht. Der rauscht dann mehr und schwingt eventuell noch zusätzlich auf einer sehr hohen Frequenz wegen der Zuleitungsinduktivitäten.
Helmut S. schrieb: > Diese Aussage ist falsch. Na gut, dann habe ich mich 20 Jahre und ca. 850 Colpitt-Oszilatoren lang geirrt...
Das hat aber nichts mit reproduzierter Funktionssicherheit zu tun. Das ist gebastelt.
@ Ernestus Pastell >Die Leute mit nebensächlichen Halbwahrheiten verwirren überlasse >ich anderen. Genau aus diesem Grund solltest DU hier keinen Unsinn rauslassen! Dein Simmulation schwingt eher zufällig, die lange Anschwingzeit deutet auf wenig Reserve hin. Und von einer ideale, verlustfreie Induktivität sollte man für Simulationen schon gar voraussetzen >Wie gut, daas ich mich weigere mit Simulationsprogrammen zu arbeiten. So >kann ich was aus der Praxis beitragen: Mit dieser Einstellung würde ich Dich als meinen Mitarbeiter glatt auf die Strasse setzen. Ich habe schon viel Zeit und Geld gespart, weil ich Schaltungen viel schneller via Simmulation testen, untersuchen und optimieren konnte, ohne dass ich mir am Lötkolben die Finger verbrennen musste... Klar, korrekte Schaltungssimmulation will auch gelernt sein!
Peter schrieb: > Mit dieser Einstellung würde ich Dich als meinen Mitarbeiter glatt auf > die Strasse setzen. Das wäre sehr schlecht für dich!
>>Die Leute mit nebensächlichen Halbwahrheiten verwirren überlasse >>ich anderen. >Genau aus diesem Grund solltest DU hier keinen Unsinn rauslassen! > >Dein Simmulation schwingt eher zufällig, die lange Anschwingzeit deutet >auf wenig Reserve hin. Und von einer ideale, verlustfreie Induktivität >sollte man für Simulationen schon gar voraussetzen Ich habe mich schon ausgeklingt, weil ich hier niemanden beleidigen will. Oft ist das Halbwissen ja genau auf derjenigen Seite, die das anderen vorwirft. Simulationen im HF-Bereich sind immer unvollständig, wenn keine Streukapazitäten und Bauteiletoleranzen berücksichtigt werden. Deswegen sind Simulationen immer mit Vorsicht zu genießen, sie basieren auf Modellen, die die Wirklichkeit immer nur teilweise richtig wiedergeben. Wer sich einigermaßem mit der Materie auskennt und schon ein paar Colpitts-Oszillatoren in seinem Leben gesehen hat, weiß auch ohne Rechnung, daß ein 1M Widerstand im Basisspannungsteiler eines 27MHz Oszillators ziemlich daneben ist. Wieso sollte man eine Simulation mit einer so unrealistischen Größe zum Laufen kriegen wollen? Warum nicht von Anfang an einen realistischen Basisspannungsteiler wählen? >Wie gut, daas ich mich weigere mit Simulationsprogrammen zu arbeiten. So >kann ich was aus der Praxis beitragen: Das ist natürlich auch verkehrt. Als Entwickler sollte man schon alle Möglichkeiten, die sich einem bieten, nutzen. Dazu gehört auch die Simulation. Man muß eben nur die Grenzen jeder Technik berücksichtigen. Kai Klaas
Ein VCO ist eigentlich ein spannungsgesteuerter O szillator,siehe:http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsgesteuerter_Oszillator Da ich erst kürzlich hier im Forum über die Verwendung heutzutage gebräuchlicher Abkürzungen aus dem "Englischen" aufgeklärt wurde(ja fast gemassregelt),so weise ich mal vorsichtig auf die unkorrekte Verwendung des Kürzels "VCO" hin.
>> Mit dieser Einstellung würde ich Dich als meinen Mitarbeiter glatt auf >> die Strasse setzen. >Das wäre sehr schlecht für dich! Das bezweifle ich!
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nochmals vielen dank an alle... auch wenn die diskussion am ende ein bisschen unharmonisch verlief, war sie sehr lehr- und hilfreich. ich habe meine schaltung mit pspice zwar immer noch nicht zum laufen gebracht (im anhang nochmal meine angepasste schaltung), jedoch werde ich es erstmal dabei belassen in der hoffnung, dass sie nachher im Sender funktionieren wird. falls es jemandem mal gelingen sollte diese in pspice zum laufen zu bekommen kann er ja bescheid geben. eine letzte frage noch zum schluss: wie niederohmig(zahlenwert) soll ich auskoppeln? es wird als nächste stufe noch eine verstärkerstufe folgen (wahrscheinlich mit einem darlington-transistor in emitter-schaltung) und anschließend wird das signal auf die antenne gegeben.
Günther N. schrieb: > Ein VCO ist eigentlich ein spannungsgesteuerter O > szillator,siehe:http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsgesteuerter_Oszillator > Da ich erst kürzlich hier im Forum über die Verwendung heutzutage > gebräuchlicher Abkürzungen aus dem "Englischen" aufgeklärt wurde(ja fast > gemassregelt),so weise ich mal vorsichtig auf die unkorrekte Verwendung > des Kürzels "VCO" hin. da hast du natürlich recht. mein ziel ist auch die entwicklung eines vco, jedoch wollte ich die schaltung erstmal mit einer konstanten kapazität zum schwingen bekommen, bevor ich diese durch eine varaktor-diode ersetze (und somit die schaltung dann zu einem vco erweiter)
Hi, ich hab noch weiter mit der Simulation experimentiert. Mir viel auf, das bei der Vorgabe eines maximalen Timestep meine Simulation wesentlich schneller anschwingt. Bei mir wahren es dann 10ns in LTspice. (Das man übrigens kostenlos bekommt). Desweiteren habe ich für die Transientenanalyse den Parameter "startup" benutzt, dann befinden sich die Kondensatoren zu beginn der Simulation in ungeladenem Zustand. .tran 0 1ms 0 10ns startup Etwas anderes sind eventuell noch unterschiedliche Transistormodelle in den Programmen, die zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. Zur Dimensionierung der Schaltung kann ich dir von meiner Seite was zur Orientierung mitgeben. Die Blindwiderstände des Resonanzkreises, der Basisspannungsteiler und Emitterwiderstand sollten immer in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander liegen. Vielleicht kuggst du dich im Internet noch nach fertigen Oszillatorschaltungen um, die dann von Anfang an schwingen. Dann bekommst du Übung in der Simulation und im zurecht pfriemeln des Aufbaus. Da du Darlington-Stufen erwähnst. Bei denen sollest du prüfen, ob die bei 30 MHz noch vernünftig arbeiten. Ich hab damit keine Erfahrung, aber mein Bauchgefühl sagt da könnte es Probleme geben. Und mal eine Gegenfrage, wo kommt die Eingangs gezeigte Schaltung her?
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Ich habe jetzt die Schaltung auch mal simuliert, mit TINA. Deine Originalschaltung schwingt bei mir gar nicht an. Erst, wenn ich die 200R Lastimpedanz auf mindestens 1k vergrößere, passiert etwas. Aber schön sieht das nicht aus und die Amplitude ist unter 1Vss. Gute Resultate erhalte ich dagegen mit der Schaltung im Anhang. Die Ausgangsspannung beträgt immerhin über 8Vss. Der Ausgang sollte allerdings nicht zu sehr belastet werden. Mit 1k statt 10k sinkt die Spannung auf rund 2,5Vss und der Oszillator schwingt nur noch widerwillig an. Wenn du derart niedrige Lastimpedanzen treiben willst, mußt du dem Oszillator unbedingt einen Impedanzwandler nachschalten! Kai Klaas
prinzipiell steht die schaltung so im tietze & schenk, für die dimensionerung habe ich mir jedoch sehr viele schaltungen im internet angeschaut, vergliechen etc. das mit der darlington-stufe war auch nur eine erste idee, ich muss mir noch überlegen mit welcher leistung ich überhaupt senden möchte (die obere schranke ist gesetzlich durch 4 watt geregelt, aber wie weit ich nach unten gehn kann und wie sich das auf die übertragungsstrecke auswirkt , muss ich mir noch überlegen) @kai: in deiner schaltung haste jetzt aber auch einen ziemlich hochohmigen eingangsspannungsteiler ich will in der folgenden stufe das signal nur noch verstärken. da ich in diesem frequenzbereich keine probleme bekomme bzgl. transitfrequenz, könnte ich dies mit einer emitter-verstärkerschaltung realisieren, welche ja einen hohen eingangswiderstand hat...
>@kai: in deiner schaltung haste jetzt aber auch einen ziemlich >hochohmigen eingangsspannungsteiler Ja, um dir ein wenig entgegen zu kommen. 100k statt 1M ist allerdings schon um eine Größenordnung kleiner... Kai Klaas
eine frage hätt ich noch: wieso wirkt sich die koppelkapazität zwischen SK und transistor nicht (oder zumindest nicht groß) auf die resonsanzfrequenz aus? sie liegt doch (zusammen mit dem unteren widerstand des basisspg-teilers) parallel zu den anderen c's.
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