Servus, ich versuche gerade etwas mehr über Oszillatoren zu erfahren und zu lernen. Genauer gesagt muss ich einen VCO bauen. Nun versuch ich erst einmal Oszillatoren verstehen zu lernen, und bin gerade an einem Punkt angelangt wo ich nicht wirklich weiter komme. Und zwar gibt es ja Schwingbedinungen für Phase und Amplitude (Rückkopplung) Da der Clapp Oszillator in Kollektorschaltung gebaut ist, gibt es somit keine Phasenverschiebung zwischen Ein- und Ausgang was schon mal passt. Für die Amplitudenbedingung bzw. Rückkopplung gilt aber doch k*v = 1 was meines errachtens ja bei Kollektorschaltung nie erfüllt sein kann da dort die Verstärkung v nur annähernd 1 ist. Jetzt meine Frage, wie kann das trotzdem schwingen? bzw wie funktioniert es, dass die Amplitudenbedinung erfüllt ist? Vielleicht könnt ihr mir ja helfen, wäre sehr dankbar. mfg Andy Hier mal ein Bild mit einem Clapp Oszillator http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/dd/Clapp_oszillator.GIF
Die Verstärkung v=1 bei der Kollektorschaltung gilt für eine Eingangsspannung zwischen Basis und Gnd. Als weitere Eingangsspannung tritt aber die Spannung zwischen Basis und Emitter auf. Diese ist (differentiell betrachtet) viel kleiner, so dass auch Verstärkungen v>1 möglich sind.
Ist diese Verstärkung dann auch berechenbar? Wenn ja wie? Ich habe grad eben auch noch was gelesen, das in diesem Fall die ganze Oszillierende Wechselspannung auf den Eingang zurückgekoppelt wird um eben dadurch die Amplitudenbedinung noch zu erfüllen. Bin mir nur nicht sicher wo diese denn zurückgekoppelt wird? Soll damit gemeind seind, das einfach der Schwingkreis so zu sagen an der Basis liegt und damit komplett an der Basis schwingt und wieder in die Basis gekoppelt wird? Sorry, für die vll doofen fragen aber ich steh total auf dem Schlauch
Die Formeln gab es hier schon mal, ich finde sie aber im Moment nicht wieder. Das war wohl im Zusammenhang mit Collpits Oszillatoren. Ansonsten gibt es hier noch was: http://de.wikipedia.org/wiki/Clapp-Schaltung
Andy Andy schrieb: > Soll damit gemeind seind, das einfach der Schwingkreis so zu sagen an > der Basis liegt und damit komplett an der Basis schwingt und wieder in > die Basis gekoppelt wird? Ja. Wobei die frequenzbestimmenden Komponenten L1 und die Serienschaltung aus C1, C2 und C3 sind. Der Witz an der Sache ist, dass der Emitterfolger einen sehr niederohmigen Ausgang hat, mit dem in den Schwingkreis eingekoppelt wird. Damit und der erforderlichen hohen Güte des Schwingkreises wird die eingekoppelte Spannung vervielfacht: Über C2 und C3 entsteht die theoretisch doppelte Spannung, womit die Verstärkung <1 des Emitterfolgers kompensiert wird.
Danke euch habt mir schon sehr weitergeholfen. Das einzige was ich noch nicht so ganz versteh is, wo denn jetzt eigentlich die Rückkopplung stattfindet? Ist das jetzt zwischen den beiden Kondensatoren oder ist dass an der Basis. Wie funktioniert das mit der Rückkopplung.
Stelle Dir vor, was passieren würde, wenn Du an der Basis auftrennst und dort einen Sinus mit der Resonanzfrequenz des LC-Kreises einspeist: Der LC-Kreis würde anfangen mitzuschwingen. Jetzt lassen sich die Spannungen an den einzelnen Kondensatoren C1/C2/C3 nach dem Prinzip des kapazitiven Spannungsteilers ausrechnen: An C3 liegt knapp die eingespeiste Amplitude an, über C2 ebenso (das ist der springende Punkt!). Die Spannung über C2 und C3 ist also schon doppelt so hoch wie die Spannung des Generators. Die Spannung an C1 beträgt nochmals ein Vielfaches der Generatorspannung (ca. Faktor 20!). All das ist theoretisch und setzt voraus, dass Bauteile mit hoher Güte verwendet werden, insbesondere die Spule. Aber es sollte klar sein, dass, wenn Du die Basis oben an C2 anschliesst ein Mitkopplung stattfindet, womit die Anordnung zum Oszillator wird. Obacht: Der Eingangswiderstand an der Basis bedämpft den Schwingkreis, was bei falscher Dimensionierung ein Anschwingen verhindern kann.
Das ist ja echt eine Wissenschaft für sich :-) Aber so langsam glaub ich steig ich dahinter. Die Formel um die Frequenz des Schwingkreises zu berechnen sollte doch folgendermaßen lauten oder? http://upload.wikimedia.org/math/7/e/8/7e8b78201b1ddf2978e72a788dd01e26.png Gibts eigentlich noch andere vielleicht einfachere Möglichkeiten einen VCO aufzubauen? Was ich am meisten finde ist ein VCO nach Clapp (also die oben genannte Schaltung und dann noch eine kapazitäts Diode)
So nachdem ihm mir jetzt so einiges erklärt habt, hab ich jetzt mal in
LT-Spice einen clapp Oszillator aufgebaut.
Hab das alles mal Dimensioniert und getesetet.
Jedoch scheint etwas schief zu laufen da bei der Schwinung die Welle
oben abgeschnitten ist. Ist das normal oder was kann das sein?
Dimensionierung:
B = 220
Ic sei 2mA
URe sei 2V
fres = 2Mhz (stimmt auch)
Einen Gedanken was ich hab ist, dass er vielleicht übersteuert aber
warum?
Hier natürlich noch die Bilder der Schaltung und des Ausgangssignal. Bin ja schon mal froh das da überhaupt was raus kommt :-)
spiel mal mit dem Basisspannungsteiler R1 R2 bis der Arbeitspunkt so liegt das er nicht mehr in die Sättigung geht. Das Abschneiden der oberen Bögen zeigt eine Übersteuerung an und führt zu einem mieserablen "Klirrfaktor" und einem hohen Oberwellenanteil. Namaste
Ok, das hab ich gemacht, hab mal 100k und 70k gemacht, leider macht das kaum einen unterschied. Wenn ich jedoch den RE auf 10k erhöhe sieht es schon besser aus. Lässt sich das denn nicht vorher schon berechnen ob er übersteuert oder nicht?
na klar, das Programm macht nichts Anderes. aber ehrlich es ist aufwendiger als mit spice tray and error zu spielen. irgend wann habe ich auch mal gelernt das zu berechnen zwischen 70k und 100k ist bezogen auf 30k auch nur ein marginaler Unterschied Zumal der Verstärkungsfaktor (he21 bzw B ) sich auf die Emmitterschaltung bezieht ist vor der Berechnung erst mal eine Transformation auf die Kollektorschaltung fällig, frag mich bitte nicht nach der Lösung. Das habe ich vor 30 Jahren das letzte mal berechnet. viel spas noch beim spielen.
Ich hab jetzt alles nochmal neu berechnet und nochmal im Datenblatt nach gesehen. Hab den Arbeitspunkt jetzt mal ganz an den Rand gelegt (Ic = 0,1mA) R1 = 394k R2 = 86k und Re = 10k. Es sieht schon besser aus, jedoch schwing es sich immer noch sehr komisch ein. Anscheinend bekomm ich vom Schwingkreis her schon ein viel zu großes Signal. Transformation in Kollektorschaltung wegen dem B sollte normal nicht nötig sein mit dem kann ich schon rechnen.
Das verhaeltnis 55pF zu 120uH ist voellig daneben. Das gibt keine Guete mehr. Probier doch eher 5.5nF und 12uH.
Sieht schon wieder besser aus Danke für den Tip :-) Bin nur neu in diesem Thema und jeder Tip ist hilfreich für micht. Gibt es denn auch eine Möglichkeit die Amplitude der Schwinung zu berechnen? Ich muss ja vorher den Arbeitspunkt des Verstärkers einstellen und das ist ja nicht wirklich genau wenn ich nicht zuvor weiß wie hoch denn eigentlich die Amplitude meines Eingangssignals ist.
der Kapazitive Spannungsteiler sieht auch etwas streng (feste rückkoplung)aus die werte erscheinen mir deutlich zu hoch aber ich kann mich irren. Die Kreisverstärkung eines Oszillators sollte nicht zu groß sein.
Andy Andy schrieb: > Gibt es denn auch eine Möglichkeit die Amplitude der Schwinung zu > berechnen? Ich muss ja vorher den Arbeitspunkt des Verstärkers > einstellen und das ist ja nicht wirklich genau wenn ich nicht zuvor weiß > wie hoch denn eigentlich die Amplitude meines Eingangssignals ist. Mehr schlecht als recht kann man die Amplitude berechnen. In der Praxis wird meistens das Verhaeltnis von C1,C2 angepasst bis es Ok ist. Das Problem bei der Berechnung der Amplitude ist das dass alles nachher sehr unlinear wird. Deshalb geht es meistens schneller das auszuprobieren. Die Amplitude schauckelt sich meistens so weit auf bis die Basis-Kollektordiode leitend wird und die Sache begrenzt. Will man die Amplitude auf einen exakten Wert halten ist noch eine zusaetzliche Regelung einzubauen.
Ok, deshalb hab ich beim googeln auch nicht wirklich was dazu gefunden. Beim Dimensionieren des Schwinkreises gehts mir hauptsächlich darum das ich das Mathematisch irgendwie lösen könnte, z.b ich sag ich will einen Schwingkreis der mit 10Mhz schwingt. Das ist ja soweit kein Problem, jedoch liegt das Problem dann wohl eher darin die Bauteile sinnvoll und gut aufzuteilen, sprich wie groß muss die spule und die Kondensatoren sein, denn es sind ja nunmal 3 Kondensatoren. Gibts da eine Faustregel oder eher wieder nur probieren? Ich hoffe ihr versteht was ich mein.
Andy Andy schrieb: > Gibts da eine Faustregel > oder eher wieder nur probieren? Ich hoffe ihr versteht was ich mein. Das sind meistens so Erfahrungswerte die man da einsetzt mit welcher Induktivitaet da man bei einer bestimmten Frequenz beginnt. Danach kann man dann die Kondensatoren ausrechnen. Aber wie gesagt gute Oszillatoren bauen ist eine Kunst fuer sich.
Das ist ja super :-) Hätte fast geglaubt das es komplizierter seit :-) Danke dir. Jetzt muss ich nur noch mein Übersteuern irgendwie in den griff bekommen und dann schaut die Sache schon mal gut aus. Reicht es denn normal nicht aus wenn ich den Arbeitspunkt meines Verstärkers so lege das an RE die halbe Betriebsspannung abfällt, somit hab ich zum Aussteuern nach oben und unten jeweils 5 V zur Verfügung, mehr geht doch eh nicht oder?
Als Faustregel geht das. Doch setzt sich IE aus IB und IC zusammen das macht die Berechnung einwenig vertrakter. ;-) Namaste
Ja stimmt auch wieder :-) Jedoch sollte das aber nicht dazu führen das alles übersteuert oder? Denn Ib sollte bzw ist im Verhältnis zu Ic sehr sehr klein
Bei einer Kollektorschaltung, um eine solche handelt es sich gleichspannungsmäßig, ist die Verstärkung wesentlich kleiner als he21( so um 2-10) d.h. der Basisstrom stellt schon eineerheblichen anteil des Emmiterstromes dar. Namaste
Das wusste ich nicht, steht diese Verstärkung auch im Datenblatt oder woher kommt diese?
"Transistorgrundschaltungen" und deren Anwendung Transistor als vierpol
bezüglich der Stromverstärkung der Kollektorschaltung muss ich mich korrigieren, sie ist sogar kleiner 1 während die Spannungsverstärkung sehr hoch ist. http://de.wikipedia.org/wiki/Transistorgrundschaltungen
aja da war ich schon in der Basisschaltung(der Standardschaltung für HF) irgendwas war bei der Kollektorschaltung mit Verstärkung 1-10 Wie gesagt schon länger her bei mir und immer nur Hobby. Da darf man auch vergessen. Also du weist jetzt wo du es findest schönen Abend noch.
Kein Problem, da ist man schnell mal wo anders gelandet, da es einfach so viele verschiedene Sachen und Schaltungen gibt. Danke dir für deine Hilfe, immer wieder schön mit anderen über ein Thema zu diskutieren :-) Schönen Abend
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.