Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Phasenschieber-Oszillator mit J-FET


von Bienenfreund (Gast)


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Hallo, ich versuche schon seit Stunden, einen Phasenschieber-Oszillator 
mit dem BF245 oder einem anderen J-FET zum laufen zu bekommen. Warum tut 
er nur mit Bipolar Transistor?

von Dieter (Gast)


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Schaltbild mit JFET bitte posten.

von Hp M. (nachtmix)


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Bienenfreund schrieb:
> Warum tut
> er nur mit Bipolar Transistor?

Wahrscheinlich, weil die sehr viel steiler sind.

Entferne mal den Trimmer, denn der verhindert, dass der JFET überhaupt 
richtig arbeiten kann. Also mit negativer V_GS.

Und dann schau dir mal die Spannung U_DS an. Sollte etwa die halbe 
Betriebsspannung sein. Ggfs mit R5 einstellen.

P.S.:
Die Widerstandswerte im Phasenschieber sollten auch deutlich größer sein 
(100k oder mehr), denn sie belasten den Ausgang der Schaltung.

: Bearbeitet durch User
von Peter R. (Gast)


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Eine Schwingbedingung für diese Schaltung ist, dass die Verstärkung der 
Verstärkerstufe > 27 ist. Mit der Steilheit eines JFET und den 5kOhm und 
den geschätzten 6kOhm Eingangsimpedanz des RC-Werks wird das wohl nicht 
erreicht.

Nimmt man 2,7 kOhm Lastwiderstand (R6 parallel zu Rein von RC) an, 
müsste S = 27/2,7kOhm = 10 mA/V sein.

(Die Zahlen sind nicht genau gerechnet, sondern nur über den Daumen 
gepeilt.)

von Hp M. (nachtmix)


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Peter R. schrieb:
> müsste S = 27/2,7kOhm = 10 mA/V sein.

Na ja und der BF245 hat davon gerade mal die Hälfte.

von ArnoR (Gast)


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Bienenfreund schrieb:
> Hallo, ich versuche schon seit Stunden, einen Phasenschieber-Oszillator
> mit dem BF245 oder einem anderen J-FET zum laufen zu bekommen. Warum tut
> er nur mit Bipolar Transistor?

Die ungünstige Dimensionierung der Phasenschieberkette braucht eine 
Verstärkung von 29, um die Schwingbedingung zu erfüllen. Dazu ist die 
Steilheit des JFET zu klein.

Viel besser liegen die Verhältnisse wenn man die Phasenschieberkette 
anders dimensioniert, wie z.B. hier:

Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"

Diese Schaltung braucht nur 10-fache Verstärkung und könnte auch mit dem 
JFET laufen.

von Hp M. (nachtmix)


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ArnoR schrieb:
> Viel besser liegen die Verhältnisse wenn man die Phasenschieberkette
> anders dimensioniert, wie z.B. hier:
>
> Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"
>
> Diese Schaltung braucht nur 10-fache Verstärkung und könnte auch mit dem
> JFET laufen.

Das wird helfen, aber auch diese Schaltung enthält die steilen bipolaren 
Transistoren.

@Bienenfreund:
Damit der JFET ordentlich Verstärkung macht, brauchst du eine 
ausreichend hohe Versorgungsspannung!
Wenn du dir die I_D vs. U_DS Kennlinien des BF245 anschaust, erkennst 
du, dass die erst oberhalb 3 bis 5V waagrecht verlaufen.
Dort ist also der Innenwiderstand des FET hoch, und der externe 
Lastwiderstand bestimmt die erreichbare Spannungsverstärkung.
Unterhalb dieser Spannung benimmt der FET sich zunehmend ohmsch und 
belastet sein Ausgangssignal selbst.

Deshalb sind Betriebsspannungen von 9V bis 15V kein Luxus. Mit 5V wirds 
wohl nicht funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Das wird helfen, aber auch diese Schaltung enthält die steilen bipolaren
> Transistoren.

Ja und, was ändert das an der geringeren Dämpfung in der anders 
dimensionierten Phasenschieberkette? Und nur darauf kommt es an, wenn 
man JFETs einsetzen will. Man kann die Dämpfung auch noch weiter 
reduzieren, aber dabei steigt natürlich der Aufwand und man nimmt besser 
ein anderes Prinzip.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wie kommt man auf die 29?
Die gesamte Phasenverschiebung im Rückkopplungskreis muss 360 Grad 
betragen (Schwingbedingung), davon erledigt der Transistor 180 Grad.

Wären die drei RC-Glieder voneinander entkoppelt, dann müsste jeder 
RC-Hochpass auf der Oszillatorfrequenz 60 Grad Phasenverschiebung haben. 
Bei 45 Grad ist der -3dB-Punkt, also ist die Einzeldämpfung etwas größer 
als 3dB.

In der Schaltung aus dem anderen Thread sind es vier Kreise, also je 45 
Grad und   damit 12 dB Dämpfung. Der log10 von 29 ist 1,46 das wären 
14,6 dB.

Auch mit den gestuften Werten dürfte die -3dB-Frequenz der Einzelkreise 
auf derselben Frequenz liegen. Durch die Stufen sinkt nur die Belastung 
durch die folgenden Stufen.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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von ArnoR (Gast)


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Bei mir in der Simu läuft die 4-stufige Phasenschieberkette mit JFET.

von ArnoR (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wie kommt man auf die 29?

Hier wird das vorgerechnet:

https://elektroniktutor.de/signalkunde/rc_osz.html

von ArnoR (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> In der Schaltung aus dem anderen Thread sind es vier Kreise, also je 45
> Grad und   damit 12 dB Dämpfung. Der log10 von 29 ist 1,46 das wären
> 14,6 dB.

Falsche Betrachtungsweise. Deine Annahmen gelten nur für entkoppelte 
RC-Stufen, das sind die aber nicht. Deine Schlußfolgerungen sind somit 
falsch.

von Hp M. (nachtmix)


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ArnoR schrieb:
> Deine Annahmen gelten nur für entkoppelte
> RC-Stufen, das sind die aber nicht. Deine Schlußfolgerungen sind somit
> falsch.

Na ja, eine zumindest teilweise Entkopplung wird ja durch die immer 
größer werdenden Widerstände in der Phasenschieberkette erreicht.
Das kann  man zweifellos alles genau ausrechnen oder simulieren und 
endlos optimieren, - oder man dimensioniert es einfach pi*Daumen/x².

von ArnoR (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Na ja, eine zumindest teilweise Entkopplung wird ja durch die immer
> größer werdenden Widerstände in der Phasenschieberkette erreicht.

Dennoch ist die Dämpfung ~20dB und nicht 12dB (wie Christoph schrieb), 
das ist schon ein erheblicher Unterschied (Faktor 2,5). Und 29-fache 
Dämpfung ist auch nicht 14,6, sondern 29,2dB. Der Unterschied zwischen 
der "normalen" Dimensionierung (3xR, 3xC) und meinem Vorschlag ist etwa 
10dB (Faktor 3).

von Bienenfreund (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Bei mir in der Simu läuft die 4-stufige Phasenschieberkette mit
> JFET.

Ganz vielen Dank. Bei mir läuft's leider nicht, vielleicht habe ich 
LTspice falsch eingestellt. Werde, wenn ich mit tränennassen Augen 
wieder gucken kann, deine Schaltung mal ganz exakt eingeben. Und dann 
ganz langsam, Wert für Wert auf meine Dimensionierung rüber faden. Bei 
mir haben alle C's den gleichen Wert. Wäre doch gelacht, denn man das 
nicht hinkriegen würde.

Sinn von dem Ganzen war, eine Dimensionierung zu finden, bei der auch 
J-FET's mit extrem niedriger Steilheit (Opas Bastelrestekiste) noch zum 
Schwingen zu bringen sind. Das C-R Netzwerk von mir aus 10 oder mehr 
stufig um Verstärkung zu sparen. Im Source Kreis anstelle RC eine 
Z-DIODE oder LED. Muss Morgen früh raus, Gut's Nächtle :-)

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