Oszillator schwingt nicht (wahrscheinlich; sinnvolle Messung?)

[Jonas W. (jonw)]

Einen schönen Samstag!

Wir versuchen nun schon seit ein paar Tagen den angehangenen 
Schwingkreis zum schwingen zu bekommen. Zunächst war dieser in einer 
größeren Schaltung eingebettet, aber nun ist er aber frei schwebend an 
meiner dritten Hand aufgehangen.

Hier ist, was wir bisher getan haben um den Fehler einzugrenzen:
* Mit einem Oszilloskop die Spannung über R7 gemessen (später dann aber 
festgestellt, dass das Oszilloskop (ein altes Gerät von einem Bekannten) 
garnicht genug Bandbreite hat, um die durch den Trimmer gegebene 
maximale Frequenz des Schwingkreises darzustellen).
* Mit dem Circuit Simulator von falstad.com ( 
http://www.falstad.com/circuit/ , Vorsicht, Java Applet) den Schaltkreis 
nachgebaut und damit einen groben Designfehler ausgeschlossen.
* Gleichspannungs-Messungen mit einem Multimeter mit den 
Durchschnittswerten der Simulation verglichen (Übereinstimmung; Ist die 
Frage wie aussagekräftig das ist: (a) Simulation, (b) 
Gleichspannungsmessung ;) )
* Über R7 noch ein Potentiometer angelegt und über die Spannungsteilung 
das Signal an einen Logik-Frequenzzähler geschickt. Abgesehen von 
vermutlichen Messfehlern (1-30 Hz) für einen Messframe beim 
Ein-/Ausschalten der Spannungsversorgung für den Schwingkreis passierte 
da nichts (sollte man hier eventuell das Signal erstmal weiter in einer 
Rechteckwelle ummodeln?)

Die Spulen sind handgewickelt auf einer Papierrolle mit Tesafilm 
fixiert. Die Induktivitätsangabe ist die Summe der beiden Spulenteile 
(das Programm erlaubte es nicht, einen Abgriff in die Mitte zu setzen; 
daher hab ich das so gemacht). Zunächst hatten wir Festinduktivitäten 
(auf 60μH aufgerundet), hatten da aber dann nach einer Messung die 
Sorge, dass die 10Ω der Festinduktivität zu groß sind gegenüber den 
260mΩ, die der Kupferdraht den wir für die Spule verwendet haben (3m 
Länge, 0.5mm Durchm.), hat. 130 Windungen, 1.3cm Durchmesser, 4.4cm 
Länge.

Im frei schwebenden Aufbau ist Q4 kein 2N2222 sondern 2N2222A, was aber 
nach Inspektion des Datenblatts keinen Unterschied abgesehen von der 
maximalen Spannung machen sollte.

Wir sind für Vorschläge dankbar. Leider ist gerade kein Oszilloskop mit 
einer Bandbreite über 10 MHz (ja, das ding ist wirklich alt) verfügbar. 
Da dieser Trimmer auch keinen Anschlag hat, kann man nicht abschätzen 
bei wieviel pF man gerade ist, um zumindest mal am unteren Ende des 
Spektrums zu messen.

beste Grüße aus Dresden
ps.: Da wir keine Intentionen haben, den Funkverkehr zu stören, wären 
wir für eine Abschätzung, wieviel mW das Ding maximal emittieren könnte 
sehr dankbar.
pps.: Wer sich über die englischen Beschriftungen wundert: Die 
entstanden, als wir den größeren Schaltkreis drumherum analysiert haben.
ppps.: Wie bettet man hier sauber Links ein? Die über das URL-RFC 
empfohlene Weise mit spitzen Klammern (aka größer/kleiner Zeichen) 
<http...> führt dazu, dass die letzte Klammer mit an den Link gehangen 
wird...

[Jens G. (jensig)]

Die beiden Spulen sind also magnetisch miteinander gekoppelt?
Ich könnte mir aber vorstellen, daß 2-10p für den Dreko zu wenig sind. 
da spielen Dir parasitäre C schon eine Rolle, was kapazitive 
Spannungsteiler usw. bedeutet. Rechne mal den Schwingkreis so um, daß Du 
mit 50p oder so hinkommst.
Auch der C6 ist nach meinem Gefühl arg niedrig für 15MHz, zumal der 
2N2222 eine rel. hohe Ccb hat (8p bei 10V - bei niedrigerer Spannung 
steigt die noch dazu deutlich an)

[Schaltplanleser (Gast)]

[OT]
Vielleicht wollen die Elektronen lieber von oben nach unten schwingen 
;-)
Mal doch mal +5V nach oben und GND nach unten.
[/OT]

[Jonas W. (jonw)]

Jens G. schrieb:
> Die beiden Spulen sind also magnetisch miteinander gekoppelt?
Ziemlich sehr. Sie sind genaugenommen übereinander gewickelt (dabei 
wurde auf gleiche Flussrichtung geachtet).

> Ich könnte mir aber vorstellen, daß 2-10p für den Dreko zu wenig sind.
> da spielen Dir parasitäre C schon eine Rolle, was kapazitive
> Spannungsteiler usw. bedeutet. Rechne mal den Schwingkreis so um, daß Du
> mit 50p oder so hinkommst.
Nun, genaugenommen wollen wir parasitäre Kapazitäten haben. Und das 
nicht zu knapp. Man sollte das Ding ruhig um 5 MHz(!) verstimmen können, 
indem man mit der Hand rumfuchtelt (Theremin, anyone?). Habe dazu mal 
die Antenne mit in den Ausschnitt eingetragen.
[[
es handelt sich hierbei um den Volume-Schwingkreis einer 
Theremin-Schaltung. Der wird später durch einen 10MHz LC-Filter 
geschoben und die Amplitude dient zum Skalieren des Pitch-Signals.
]]
edit: Laut Internetquellen kann man mit einer parasitären Kapazität 
durch die Hand von „usually only a few picofarads“ rechnen (Quelle: 
http://www.gaudi.ch/OpenTheremin/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=68 
)

> Auch der C6 ist nach meinem Gefühl arg niedrig für 15MHz, zumal der
> 2N2222 eine rel. hohe Ccb hat (8p bei 10V - bei niedrigerer Spannung
> steigt die noch dazu deutlich an)
Hast du einen Vorschlag für die Dimensionierung von C6?

Schaltplanleser schrieb:
> [OT]
> Mal doch mal +5V nach oben und GND nach unten.
> [/OT]
Gesagt-getan. Siehe neuen Anhang.

ps: Anhang nochmal geändert um den Abgriff für die weitere Verarbeitung 
zu markieren.

[Ottmar K. (wil1)]

Hallo,
....schwingt doch!
Aber der 2N2222 ist etwas grob für die Anwendung, jedoch dürfte ein C 
ca. 220pF über CE geschaltet, ihn zum Oszillieren bringen. Weiterhin ist 
es nicht unklug mit dem Wert des Emitterwiderstandes zu jonglieren. 
Recht vielversprechend dürften 4k7 - 6k8 sein. Denn bei geringerem 
Kollektorstrom ist die Verstärkung größer (im Datenblatt mal die 
Abhängigkeit Ib:Ic nachschauen).

Ich habe mal spasshalber Eure Schaltung simuliert und dabei etwas 
einsichtiger umgezeichnet. Links die Schaltung, rechts oben die 
Schwingungen am Emitter und darunter das Frequenzspektrum.

In der Simulation schwang der 2N2222 erst mit dem Kondensator über CE 
und noch besser mit dem Emitterwiderstand 5k6

Die Frequenzangaben im Schaltbild treffen hier nicht zu, wurden mit dem 
BC247 ermittelt.

Als Simulator möchte ich euch das kostenlose LTspiceIV empfehlen. 
Download:
[http://www.linear.com/designtools/software/#Spice]

Sendebetrieb: testweise wohl schon erlaubt, aber ohne Ankoppelung einer 
Antenne! Dies ist ein STÖRSENDER wie man aus dem beigefügten 
Frequenzspektrum, welches weit über 100MHz hinaus reicht zu erkennen 
ist.
Die untere Frequenz liegt bei ca. 2MHz die höheren sind Vielfache davon.


Gruss Ottmar

[Jonas W. (jonw)]

Ottmar K. schrieb:
> Hallo,
> ....schwingt doch!
> Aber der 2N2222 ist etwas grob für die Anwendung, jedoch dürfte ein C
> ca. 220pF über CE geschaltet, ihn zum Oszillieren bringen. Weiterhin ist
> es nicht unklug mit dem Wert des Emitterwiderstandes zu jonglieren.
> Recht vielversprechend dürften 4k7 - 6k8 sein. Denn bei geringerem
> Kollektorstrom ist die Verstärkung größer (im Datenblatt mal die
> Abhängigkeit Ib:Ic nachschauen).
Herzlichen Dank für die Anregungen und die Simulation.

> Die Frequenzangaben im Schaltbild treffen hier nicht zu, wurden mit dem
> BC247 ermittelt.
Das ist interessant und unschön. Aber ich bin inzwischen sowieso der 
Ansicht, dass es nicht allzu sinnvoll ist, das im 20MHz Bereich zu 
betreiben.

> Als Simulator möchte ich euch das kostenlose LTspiceIV empfehlen.
> Download:
> [http://www.linear.com/designtools/software/#Spice]
LTSpice werden wir uns mal anschauen; Sind leider alle auf Linux 
unterwegs, weshalb das eventuell schwierig wird.

> Sendebetrieb: testweise wohl schon erlaubt, aber ohne Ankoppelung einer
> Antenne! Dies ist ein STÖRSENDER wie man aus dem beigefügten
> Frequenzspektrum, welches weit über 100MHz hinaus reicht zu erkennen
> ist.
> Die untere Frequenz liegt bei ca. 2MHz die höheren sind Vielfache davon.
Hmm... Das wundert mich doch schon ziemlich. Ist ja eigentlich nicht zum 
Senden gedacht. Ich habe zwar gelesen, dass der Hartley-Oszillator 
ziemliche Harmonien hat, aber dass es so übel ist .... Hätte nicht 
erwartet, dass man da über die zweite oder dritte hinaus noch 
signifikant was sieht, vorallem nicht, dass die Abstrahlung beim 
Anschluss einer Antenne über eine Entfernung von mehr als einem Meter 
noch sichtbar sein würde (wobei: Ist Zeug kleiner als -40dB überhaupt 
noch interessant?)

beste Grüße

[Ottmar K. (wil1)]

Ottmar K. schrieb:

> Die Frequenzangaben im Schaltbild treffen hier nicht zu, wurden mit dem
> BC247 ermittelt.

Fehlerberichtigung RICHTIG: BC547C Falsch: BC247
Ottmar

[Heinz (Gast)]

Bau eine Verstärker und er wird schwingen! Murphys law!

[ZF (Gast)]

Jonas W. schrieb:
> LTSpice werden wir uns mal anschauen; Sind leider alle auf Linux
> unterwegs, weshalb das eventuell schwierig wird.

LTSpice läuft auch unter Wine