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Forum: HF, Funk und Felder Praktische Tipps für Colpitt-Oszillator


Autor: Benjamin K. (halunke86)
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Nach langer Rumspielerei habe ich es endlich geschafft, meinen 
Colpitt-Oszillator (zumindest mal in der Simulation) so schwingen zu 
lassen, wie ich es geplant hatte (ich hatte anfangs das Problem einer 
Übersteuerung, d.h. an der Basis meines Transistors lag eine so große 
Amplitude an dass das Signal am Ausgang verfälscht wurde).
Morgen werde ich die Schaltung einfach mal aufbauen und schauen, ob sie 
auch in echt schwingt, jedoch wollte ich mich davor noch erkundigen, ob 
die Dimensionierung von den Größen her soweit einigermaßen passt oder ob 
es noch etwas gibt, das ich nicht beachtet / ungünstig dimensioniert 
habe (in der Simulation scheint es mir so, als sei die Schaltung nciht 
wirklich stabil, denn sobald ich an einem der Parameter (Bauteilgrößen) 
nur ein wenig rumspiel, bekomme ich wieder Probleme ; kann natürlich 
auch sein, dass dies ein Problem mit dem Programm ist)

Im Anschluss möchte ich diesen Colpitt-Oszillator zu einem VCO 
erweitern. Hierfür habe ich geplant, C1 durch eine Varaktordiode und 
eine Trimmkapazität zu ersetzen. Die Varaktordiode steuer ich dann auch 
über einen (hochohmigen) Spannungsteiler an, da diese nur mit positiven 
Spannungen wie geplant funktioniert.
Sind diese Überlegungen soweit in Ordnung oder gibt es auch hier noch 
irgendwelche Einwände?

Vielen Dank schonmal im voraus.

Gruß Benny

Autor: Benjamin K. (halunke86)
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zur Grafik:

N006(rote Kennlinie) liegt zwischen C5 und R3
N004(grüne Kennlinie) liegt an der Basis von Q1
N002(blaue Kennlinie) liegt am Kollektor von Q1

Autor: debugger (Gast)
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Schon mal an eine mögliche Temperaturdrift gedacht ?

Autor: Benjamin K. (halunke86)
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dafür ist doch die (strom)gegenkopplung da...

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Der Widerstand im Kollektor ist um eine Zehnerpotenz zu hoch.

200 Ohm aber niemals 2kOhm.

Autor: Benjamin K. (halunke86)
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Helmut S. schrieb:
> Der Widerstand im Kollektor ist um eine Zehnerpotenz zu hoch.
>
> 200 Ohm aber niemals 2kOhm.

Mit 200 Ohm habe ich aber wieder genau das gleiche Problem, nämlich dass 
meine Spannung an der Basis viel zu niedrig ist (bis -2V) und folglich 
mein Ausgangssignal verzerrt wird (oder ist das wieder nur ein 
Software-Problem?)

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hab ihn mal etwas hochohmiger dimensioniert.
Die Spannung am Kollektorwiderstand wird immer schlecht aussehen.

Autor: Benjamin K. (halunke86)
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Helmut S. schrieb:
> Hab ihn mal etwas hochohmiger dimensioniert.
> Die Spannung am Kollektorwiderstand wird immer schlecht aussehen.

Bei meiner Dimensionierung sieht die spannung meines erachtens besser 
aus, jedoch habe ich eine nur halb so große amplitude und ich weiß eben 
nicht ob diese in der Realität Probleme bereiten könnte...
Da ich bis jetzt noch keien Erfahrung in dieser Richtung gesammelt habe: 
reicht dein Signal von der Qualität her aus zur Übertragung ?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Die Oberwellen (2*f0, 3*f0, 4*f0, ...) werden andere Funkdienste stören.
Deshalb solltest du das Signal filtern, wenn das eine "Dauerfunke" 
werden soll. Stichwort LC-Filter.

Autor: Johannes (Gast)
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Der Kondensator C4 ist viel zu groß, dadurch wird der Schwingkreis mit 
der Gate-Kapazität und C2/C3 belastet (Gate-Kapazität ist 
temperaturabhängig).

Ich würde C1/L1 eher 200pF/100nH machen, damit der Schwingkreis 
niederohmiger wird. Dann C4 möglichst klein machen, so dass die 
Schaltung gerade noch stabil schwingt (Größenordnung ~10 pF).

Den Widerstand R5 kann man auch ganz weglassen und das Ausgangssignal am 
Emitter abgreifen. Es sollte noch eine Verstärkerstufe mit hochohmigem 
Eingang nachgeschaltet werden, damit der Oszillator nicht durch die Last 
beeinflusst wird.

Autor: Peter (Gast)
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Johannes hat recht, C4 ist viel zu gross, der sollte kleiner sein als 
C1, z.B 15pF. Aber C1/L1 mit 200pF/100nH finde ich zu viel, aber ein 
Versuch mit 500nH/40pF wäre angebracht.

Der Oszi soll mit relativ grosser Amplitude schwingen, damit er stabil 
und schnell anschwingt. Erst durch nichtlinerität des Transistors wird 
dann bei grosser Aussteuerung die Amplitude begrenzt. Das bringt 
natürlich Oberwellen mit sich, aber die musst Du ohnehin wegfiltern, wie 
bereits erwahnt wurde.

Ein Tip: An L1/C1 kannst Du einen praktisch reinen Sinus auskoppeln 
(wenn C4 klein genug ist) allerdings nur hochohmig (z.B. über ein 
Dual-Gate FET oder als Anzapfung an L1 z.B. nach 1 Windung)

Zur Simulation würde ich noch einen Widerstand in Serie zu L1 nehmen, 
(z.B. 5 Ohm) denn die begrenzte Güte der Spule (Q = 25..100) hat einen 
grossen Einfluss!

Autor: Benjamin K. (halunke86)
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Johannes schrieb:
> Der Kondensator C4 ist viel zu groß, dadurch wird der Schwingkreis mit
> der Gate-Kapazität und C2/C3 belastet (Gate-Kapazität ist
> temperaturabhängig).
>
> Ich würde C1/L1 eher 200pF/100nH machen, damit der Schwingkreis
> niederohmiger wird. Dann C4 möglichst klein machen, so dass die
> Schaltung gerade noch stabil schwingt (Größenordnung ~10 pF).
>
> Den Widerstand R5 kann man auch ganz weglassen und das Ausgangssignal am
> Emitter abgreifen. Es sollte noch eine Verstärkerstufe mit hochohmigem
> Eingang nachgeschaltet werden, damit der Oszillator nicht durch die Last
> beeinflusst wird.

Dem VCO soll prinzipiell nur noch ein Ausgangsverstärker inklusive 
Antennenankopplung (Drahtantenne) folgen. Auch hier habe ich wieder mit 
der Dimensionierung meine Schwierigkeiten. Prinzipiell habe ich vor, 
eine Emitterschaltung zu verwenden, da diese die größte 
Leistungsverstärkung mit sich bringt. Die einzig sinnvolle Literatur zur 
Antennenankopplung habe ich 
hier(http://www.radiospirit.de/body_antennenkopplungen.html) gefunden, 
jedoch bin ich noch nicht so ganz sicher, wie ich diese in meine 
Verstärkerschaltung "integriere". Zudem kann ich noch nicht abschätzen, 
welche Ankopplung bei einer einfachen Drahtantenne am sinnvollsten ist. 
Hat mir jemand hierzu einen sinnvollen Tipp/Literaturtipp/Link?

Vielen Dank schonmal im voraus

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