Fragen zur Beschaltung einer Kapazitätsdiode

Hallo Ernst-Georg,

das ist doch ganz einfach.

Trenne die Betrachtung der Schaltung mal in den Wechselstrom- HFaspekt
und den Gleichstromaspekt.


Wechselstrom, HF:
Der Schwinkreis besteht aus Spule und Drehko. Diesem Kreis
ist parallelgeschaltet der 47p und die Diode in Serie.
Diese Mimik muß ja aber eine HF-mäßige Verbindung zur (HF) Masse haben;
genau so wie eine Seite des Drehkos auf Masse liegt.
Das macht der 10nF. HF-Kurzschluss so zu sagen.

Gleichstrom:
Die Diode braucht ja einen geschlossenen Gleichstromkreis.
Das macht der 1M.

Ich hoffe, ich habe es verständlich genug beschrieben.

73
Wilhelm

Hallo Ernst-Georg.

> Muss ich den 10nF denn mit in die Gesamtkapazität einrechnen?
> Vermutlich ja, oder?

Theoretisch ja, praktisch nicht.

Das kommt auf den Anwendungsfall an.

Für Mittel- und Langwelle sind die 10nF zu wenig, für KW ok,
für UKW zu groß. Wenn das C ausreichend groß, also Xc deutlich!
kleiner als das Xc der Kreis-Cs ist, spielt es für
die Berechnung keine Rolle. Rechne mal selbst den Unterschied
zwischen den 10nF und z.B. 100nF aus. Du wirst sehen, das macht
kaum etwas aus. Die Schaltung ist eine 'Kurzwellen-Lupe'.
Da kommt es auch nicht auf absolute Genauigkeit an.

Theoretisch könnstest du so ein dickes 1 Farad Teil aus dem
Kfz Bereich nehmen. Du wärest für alle Frequenzen alle Sorgen
los, wenn nicht die REALEN! Eigenschaften dieses Cs diesem
Vorhaben einen gewaltigen Strich durch die Rechnung machten.
Wie du siehst, das richtige Teil zum richtigen Zeitpunkt am
richtigen Ort, wie immer im Leben.

73
Wilhelm

Hallo,
die Schaltung habe ich mal mit LTSpice simuliert. Im oberen Diagramm 
sieht man die Resonanzkurven des Schwingkreises zur Varactorspannung 
(Tabelle unten in der Schaltung). Darunter ist der Frequenzgang mit den 
jeweiligen Resonanzspitzen zu sehen. Den 100k-Widerstand R4 habe ich 
hinzugefügt um den Schwingkreis realitätsnah zu bedämpfen.

Hier meine Interpretation zu den Fragen von Ernst-Georg:

Bei der Kurzwellenlupe kommt es darauf an, zum Drehkondensator ein nur 
sehr geringe Kapazität parallel zu schalten, um so die eingestellte 
Frequenz um einige 100Hz bis einige 10kHz fein abstimmen zu können.

Die Varactordiode wird in Sperrichtung betrieben. Der Kondensator 10nF 
dient zur gleichstrommäßigen Abtrennung der Kathode von GND, ist aber 
für die HF des Abstimmkreises effektiv ein Kurzschluss. Dies macht 
HF-mäßig den Widerstand von p3 zwischen Schleifer und GND unwirksam.

Der 1MOhm-Widerstand ist erforderlich, um die Anode der Varactordiode 
auf GND zu legen. Ohne den R 1MOhm würde die Anode "in der Luft" hängen 
und es könnte sich keine brauchbare Abstimmspannung einstellen.

Berechnet man den Effektivwert der Kondensatoren in Reihenschaltung, 
ergibt sich der Einfluss des 10nF mit wenigen 1/10pF. Zumal ja der 47p 
und die Varactordiode auch noch in Reihe geschaltet sind.

Ceff bei der Reihenschaltung von Kondensatoren wird so berechnet:
Ceff = C1*C2 / C1+C2

Angenommen die Varactordiode hat eine Kapazitätsvariation zwischen 80 
und 120pf. Dann ergibt sich
für 47p-80p-10n    Ceff = 47p*80p / 47+80p=29,60p
                   Ceff = 29,60p*10000p / 29,6p + 10000p =29,5p
für  47p-120p-10n  Ceff = 47p*120p / 47+120p=33,77p
                   Ceff = 33,77p*10000p / 33,7p+10000p =33,65p

Dem Abstimmkondensator werden also in jeder Stellung zwischen 29,5p - 
33,65p parallel geschaltet. Die Kapazitätsänderung der KW-Lupe ändert 
somit die Schwingkreis-Kapazität um ca. 0-4,1pF. Die Änderung der 
Abstimmfrequenz mittels der KW-Lupe lässt sich dann einfach mit der 
Thomsonschen Formel bestimmen.

mfG Ottmar