Hallo,
ich habe einen Peltz-Oszillator aufgebaut für 7MHz. Letztlich die
Schaltung, wie sie bei B.Kainka im Dipmeter zu finden ist. Zwei BC548C
als Transistoren. Die lagen gerade so rum.
Mir ging es primär darum zu verstehen, warum meine vorherigen Versuche
partout nicht anschwingen wollten (->L/C-Verhältnis). Und wo ich schon
mal dabei bin, würde ich jetzt gerne verstehen, wie ich ausgehend von
dieser simplen Oszillatorschaltung die Stabilität des Oszillators etwas
erhöhen kann, denn leider driftet der ganz ordentlich: +/- 5 kHz sind
locker drin, wenn man in der Nähe der Transitoren auch nur wagt ein-
oder auszuatmen... +/-10 kHz wenn man die Transistoren bewusst anpustet.
Vielen Dank,
Stefan
Ein Oszillator der nicht in einem geschlossenen Gehäuse ist, wird immer
driften bei der geringsten Temperaturänderung. Also erste Massnahme
Gehäuse. Dann sollten die frequenzbestimmenden Bauteile so gewaehlt
werden das sich gegenlaeufige Temperaturkoeffizienten ergeben. Also zb.
Spule mit neg. TK und Kondensator mit pos. TK. Der
Schwindkreiskondensator kann auch aus mehrere mit unterschiedlichen TK
aufgebaut sein. Das ist bei einem Dipmeter natuerlich übertrieben. Falls
Du aber einen VFO aufbauen willst oder einen Festfrequenzoszillator dann
kannst Du viel fuer die Frequenzstabilitaet tun.
Hier wird einiges erklärt:
http://peterrachow.scienceontheweb.net/k4_2.htm sowie in Kapitel 10 der
hier erhältlichen Onlinepublikation http://www.qsl.net/k0iye/
73
Hallo Stefan
Zusätzlich zu den bisherigen Infos, die beiden DC gekoppelten
Transistoren übersteuern gerne, wodurch der Sinus stark verbeult wird
und dadurch der Schwingkreis nicht mehr frei schwingen kann. Wird jedem
Transistor ein kleiner Koppelkondensator und ein eigener
Basisspannungteiler spendiert, entschärft sich das Problem schon
deutlich.
Auch wurde schon erwähnt, dass es ungünstig ist, NF-Transistoren mit
teilweise 20pF Basiskapazität zu verwenden. Ändert sich irgendwas, wie
z.B. die Betriebsspannung, die Temperatur oder die Verstärkung der
Transistoren, so ändert sich auch diese Kapazität recht heftig. Da
spielt auch die Miller-Kapazität eine entscheidende Rolle. Ein richtiger
HF-Transistor driftet deutlich weniger weg, manche HF-Transistoren haben
eine Eingangskapazität von << 1pF und dadurch auch nur 1/20stel der
Drift.
Dann sollte ein Arbeitspunkt gewählt werden, bei dem sich der Transistor
nur gering erwärmt. Erst wenn diese grundsätzlichen Fehler beseitigt
sind, machen andere Maßnahmen, wie sich gegenseitig kompensierende
Temperaturdriften der Kondensatoren, erst Sinn.
Gruß, Bernd
Hallo OM,
Hallo Sven,
Hallo Bernd,
zunächst einmal vielen lieben Dank für die ganzen Infos zum Thema. So
wie es aussieht, habe ich da wohl noch ein bischen "Lernkurve" vor mir.
Allerdings sind die verlinkten Texte schon mal sehr informativ gewesen
(auch wenn ich vermutlich zunächst nur maximal die Hälfte davon
verstanden habe)! Wie gesagt, vielen lieben Dank dafür!
Bernd (?L02?), welchen HF-Transistor würdest du mir vorschlagen für
solche Experimente? Er sollte leidlich robust sein gegen die üblichen
Unbillen (Anfassen ohne Armband, zu lange Löten,...). Der Grund warum
ich den BC548 genommen habe, war die recht hohe Transitfrequenz und das
der eben billig, leicht verfügbar und hust fast unkaputtbar ist (ich
glaube, ich habe in meinem ganzen Elektrohobbyistenleben seit meinem 16.
Lebensjahr bislang nur drei Stück davon gehimmelt... und ich bin
wahrlich nicht lieb mit den Dingern umgegangen...)... ;-)
Die Vermutung, dass die Teile eine nennenswerte Eigenkapazität haben
müssen, hatte ich auch schon. Der Oszillator hat bislang immer deutlich
unter der berechneten Frequenz geschwungen. Beide Transistoren zusammen
ca. 15-20 pF? Das würde dann zumindest rechnerisch mit der Verschiebung
der fres nach unten so leidlich passen...
vy 73
Stefan
PS: Ich verstehe, warum ich einen LC-Kreis mit möglichst hoher Güte in
einem Oszillator haben will. Was ich nicht verstehe ist, warum die Güte
eines Parallelkreises mit zunehmendem Rp (Verluste, siehe hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis#G.C3.BCte_Parallelschwingkreises)
ansteigt. Sollte die Kreisgüte nicht intuitiv bei wenig Verlusten besser
sein? Vielleicht hat da jemand eine verständliche Erklärung für mich?
Hallo Stefan
Als HF-Transistor kann ich z.B. den BF199 (NPN) von CEDIL empfehlen, als
Komplementär den BF324 (PNP). Oder die Universaltransistoren 2N3904
(NPN) bzw. den 2N3906 (PNP), ICmax=25mA. Wobei der BF199 eine geringere
Kapazität bei einem Imax von 100mA. Der BF199 von Philips verträgt auch
nur max. 25mA. Die 2N39xx halten 200mA aus und haben ein etwas höhres
Hfe. Ich würde jetzt nicht behaupten, dass die besonders empfindlich
sind.
Güte eines Schwingkreises:
Ein niedriger Rp (Parallelwiderstand) schließt den Schwingkreis kurz,
ein hoher Rs (Serienwiderstand) verkörpert hauptsächlich den
Kupferwiderstand der Spule und trägt ebenfalls zur Dämpfung bei.
Gruß, Bernd
nobody schrieb:> Der Grund warum> ich den BC548 genommen habe, war die recht hohe Transitfrequenz
Es ist trotzdem kein HF-Transistor.
Die hohe fT ist das Resultat der bei niedrigen Frequenzen sehr hohen
Stromverstärkung (420..800 für den -C).
Diese hohe Stromverstärkung sinkt aber schon bald mit 6dB pro Oktave ab,
bis sie nur noch 1 ist. Dort liegt die Transitfrequenz.
Vergleichsweise haben HF-Transistoren geringere Stromverstärkungen, aber
der Rückgang mit 6dB/Oktave beginnt erst bei einer höheren Frequenz.
Unterm Strich zeigt deshalb ein HF-Transistor eine besseres Verhalten
als ein NF-Transistor mit der gleichen fT.
Der BFR96 und der BFW92 sind z.B. sehr günstige Transistoren bis in den
GHz Bereich, wobei z.B. der BFW92 gerade mal 27 Cent bei Reichelt
kostet. Die Bauform mit dem Emitter in der Mitte ist auch als HF
Verstärker sehr brauchbar, da man ihn dann z.B. direkt in eine Trennwand
einbauen kann. Auch sind VCOs oder andere Oszillatoren locker bis 2GHz
drin.
Der BFR96 ist etwas teurer, weil schon ganz schön Leistung bringt.
Matthias Sch. schrieb:> Der BFR96 und der BFW92 sind z.B. sehr günstige Transistoren bis> in den GHz Bereich,
Und deswegen für den weniger versierten Bastler oft problematisch. Denn
sie neigen bei nicht HF-gerechtem Aufbau zu parasitären Schwinungen auf
hohen Frequenzen.
Trotz aller Philosophie über Transitfrequenzen würde ich für diese
niedrigen Kurzwellenfrequenzen einen gutmütigeren langsameren Trasnistor
immer vorziehen. Unter 30MHz hat ein BFW92 keine nennenswerten Vorteile
gegenüber einem altbewährten BF199 oder einem 2N3904 oder dem
unverwüstlichen 2N2222A. Man handelt sich nur größere Probleme ein.
Es sieht zwar nicht so stylisch aus, aber ein BC550 tut als 10MHZ
Oszillator genausogut wie ein BFW92. Womöglich sogar mit weniger
Funkelrauschen.
Grüße
> ein BC550 tut als 10MHZ Oszillator genausogut wie ein BFW92
Dann aber wenigstens in einer Kollektorschaltung (z.B. Colpitts oder
Hartley), um die Millerkapazität zu vermeiden.
B e r n d W. schrieb:>> ein BC550 tut als 10MHZ Oszillator genausogut wie ein BFW92>> Dann aber wenigstens in einer Kollektorschaltung (z.B. Colpitts oder> Hartley), um die Millerkapazität zu vermeiden.
Um die Schwingebdingung für einen Oszillator zu erfüllen benötige ich
nur eine Verstärkung von mindestens 1 und die phasengleiche
Rückkopplung. Bei dieser kleinen Verstärkung spielt die Millerkapazität
(=Erhöhung der Eingangskapazität um den Verstärkungsfaktor) keine Rolle.
Die Unterscheidung ab wann ein Die als HF-Transistor vermarktet wurde
hing in den 70ern nur vom Hersteller ab. Bei den US Typen wie 2N3904
oder 2N2222 gab es so eine Unterscheidung nie.
Gruß
Kelvin Klein schrieb:> Bei dieser kleinen Verstärkung spielt die Millerkapazität (=Erhöhung der> Eingangskapazität um den Verstärkungsfaktor) keine Rolle.
Ihre Parameterabhängigkeit (von Betriebsspannung und Temperatur) spielt
aber eine Rolle.
Der Peltz ist ja eher direkt gekoppelt, aber Oszillatorschaltungen wie
Meißner, Leithäuser, Huth-Kühn, Pierce und Vackar weisen erst mal eine
Spannungsverstärkung auf, wobei nur ein Teil der Energie zurückgeführt
wird. Beträgt die Verstärkung Faktor 5, so werden aus Ccb=20pF schon
100pF, ändert sich jetzt die Verstärkung nur um 1%, entspricht das 1pF.
Bei 14MHz kann das schon mal 20-30kHz ausmachen.
Es ist halt problematisch, wenn sich schon die Hälfte der
Schwingkreis-Kapazität aus der Millerkapazität ergibt. Die Rückwirkung
der nachfolgenden Stufe auf die Verstärkung ist auch nicht zu
unterschätzen.
Jörg Wunsch schrieb:> Kelvin Klein schrieb:>> Bei dieser kleinen Verstärkung spielt die Millerkapazität (=Erhöhung der>> Eingangskapazität um den Verstärkungsfaktor) keine Rolle.>> Ihre Parameterabhängigkeit (von Betriebsspannung und Temperatur) spielt> aber eine Rolle.
Das spielt allenfalls für die Frequenzstabilität eines Oszillators über
die Temperatur eine gewisse Rolle, aber nicht für die Schwingfähigkeit
an sich.
Bei einer praktischen Oszllatorschaltung, die frequenzstabil sein muss
achtet der Deisgner darauf, dass parasitäre Kapazitäten in anderen
Kapazitäten der Schaltung aufgehen und entsprechend kompensiert werden.
Ich kenne dutzende Schaltung im Bereich unter 50MHz, die mit
Universaltransistoren hiervorragend funktionieren und die von Leuten
entworfen wurden, die tatsächliche praktische Ahnung haben und wissen
was sie tun. Mikrocontroller haben für ihren Oszillator wohl auch keinen
BFR92 wegen der Parameterabhänigkeit der Millerkapazität auf ihrem Chip
integriert?
Es kommt im Wesentlichen auf die geeignete Schaltung an, nicht auf den
Glauben, mit Gigaherz Transistoren ginge es grundsätzlich besser.
Kelvin Klein schrieb:> Denn> sie neigen bei nicht HF-gerechtem Aufbau zu parasitären Schwinungen auf> hohen Frequenzen.
Du hast nicht richtig gelesen. Gerade die Pinbelegung der von mit
genannten Typen ist genau richtig zur Vermeidung dieser parasitären
Kapazitäten und Kopplungen. Und wer einen alten Universaltransistor mit
Metallgehäuse wie den 2N2222 vorschlägt, hat einfach die Zeit verpennt.
Kostet auch noch mehr als ein BFW92.
Kelvin Klein schrieb:> Mikrocontroller haben für ihren Oszillator wohl auch keinen BFR92 wegen> der Parameterabhänigkeit der Millerkapazität auf ihrem Chip integriert?
Parameterabhängigkeiten wird man aber auch dort vermeiden wollen.
Ansonsten nimmt man dort natürlich FETs, und bei der Kleinheit der
Strukturen haben die Teile sicher auch gute HF-Eigenschaften.
Wichtig ist auch, der Innenwiderstand des Verstärkers
(Transistor) sollte nicht Kleiner als der Resonanzwiderstand
des Schwingkreises sein. Wenn das doch der Fall ist,
muß man irgendwie transformieren.
Matthias Sch. schrieb:> Kelvin Klein schrieb:>> Denn>> sie neigen bei nicht HF-gerechtem Aufbau zu parasitären Schwinungen auf>> hohen Frequenzen.>> Du hast nicht richtig gelesen. Gerade die Pinbelegung der von mit> genannten Typen ist genau richtig zur Vermeidung dieser parasitären> Kapazitäten und Kopplungen. Und wer einen alten Universaltransistor mit> Metallgehäuse wie den 2N2222 vorschlägt, hat einfach die Zeit verpennt.> Kostet auch noch mehr als ein BFW92.
Wer hier der Penner ist sei mal dahingestellt.
Die niedrigen Kosten anzuführen ist genauso unsinnig wie die
Pinbelegung. Maßgeblich für parasitäre Schwingungen ist in der Regel ein
nicht HF-gerechter Aufbau mit parasitären Kapazitäten und
Induktivitäten. Und damit haben Leute, die nicht häufig mit HF-Design zu
tun haben ihre Schwierigkeiten. Und je höher die Transitfrequenz und die
Verstärkung eines Tranistors ist, desto höher die Gefahr dass er
parasitär schwingt. Und ein BFR92 schwingt nun mal schneller dort wo er
nicht soll, als ein langsamer Transistor wie ein BF199.
Zu postulieren nur weil es einen Transistor schon lange gibt, wäre man
aus der Zeit gefallen ist einfach nur einfältig. Genauso einfältig wie
die überhebliche Behauptung, den nur beispielhaft genannten 2N2222A gäbe
es nur im Metallgehäuse und man hätte die Zeit verpennt. Es gibt ihn
auch in SMD und es wird ihn wahrscheinlich noch geben, wenn die
Kakerlaken ausgestorben sind. Einfach weil es ein bewährtes
Standardbauteil ist und weil er seinen Job dort gut erledigt, wo sein
Einsatz Sinn macht.
Bei den Einzeltransistoren (Ausnahme Mobilfunk/WiFi und Leistungs
MOSFETs) hat es in den letzten 30 Jahre keine großen Entwicklungssprünge
mehr gegeben. Die Fertigungsmethoden sind vielelicht ausgefeilter, die
Gehäuse sind kleiner und die Typenbezeichung ist anders und das Datum
auf dem Datenblatt ist neuer. Innendrin werkelt der gleiche Chip.
@Bernd: Danke für's "brettabmontieren" vorm Kopf. Ich hatte mental
übersehen, dass der Widerstand RP ja einem Kurzschluss über den LC-Kreis
gleichkommt und nicht mit dem Verlust in der Spule gleichzusetzen ist.
Pitty me...
Ansonsten sehe ich nicht so viel Unterschied zwischen den 2N39xx und den
von mir verwendeten BC548 in den jeweiligen Datenblättern. Bei den BF199
sieht's natürlich anders aus. Der hat gravierend andere Daten und den
werde ich mir für nachfolgende Experimente auch besorgen.
Davon abgesehen habe ich (soweit das mit einem Breadboard machbar ist)
die mechanischen Tips aus den verlinkten Artikeln versucht umzusetzen
(Blechbox drübergestülpt, noch kürzere Leitungen, Emitterwiderstand
gerade so klein, dass sicheres Anschwingen gewährleistet ist um eine
unnötige Erwärmung der Transistoren zu verhindern... und siehe da, das
Oszillatorchen ist jetzt leidlich stabil.
Ich konnte übrigens bislang nichts von Übersteuerungen im
Peltzoszillator sehen (außer dann, wenn ich mutwillig den
Emitterwiderstand viel zu klein gewählt habe: 100-200 Ohm). 2*f war
immer kleiner -40dB wenn ich die Amplitude des Oszillators kleiner als
1,0Vpp eingestellt habe, also wenn der Emitterwiderstand ausreichend
dimensioniert war.
An all' die anderen, die geantwortet haben: Vielen Dank für die
zahlreichen Tips! Da habe ich sehr viel Stoff zum Experimentieren.
Stefan
Kelvin Klein schrieb:> Mit PNP Transistoren und dieser Polung (+VCC am Emitter) der> Betriebsspannung wird gar nichts gehen.
Wie herum betreibst du denn pnp-Transistoren?
@ Mast
Sorry, ich hatte die Emitter nicht richtig erkannt in der
Krakelschaltung aus Schriftelementen. Es geht natürlich auch mit PNP und
direkt geerdetem Kreis.
