Forum: HF, Funk und Felder Verstärkerstufe funktioniert nicht


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von Laurin (wildatheart)


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Hallo

Ich habe den LC-Tank des VCO (siehe Schema) so geändert, dass er im 2m 
Amateurband schwingt (ich habe eine Klasse A Amateurfunk Lizenz). Ich 
habe dafür eine PLL-Schaltung gebaut, die zusammen mit dem VCO 
funktioniert.

Nun wollte ich den eher mageren Pegel mit einer Verstärkerschaltung der 
Klasse A von ca. -9dBm um ca. 20dB verstärken. Dafür habe ich die 
Tiefpassfilterstufe (L2, L3, C12) entfernt. Doch die angehängte 
Verstärkerschaltung (siehe zweites Bild) funktioniert nicht. Hat jemand 
ne Ahnung, was ich ändern muss? (Die Verstärkerstufe hängt direkt am 
Kollektor von Q1)

Hier noch den Link zur Verstärkerstufe:
[[https://www.analogictips.com/vhf-class-a-amplifier-design/]]

von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Doch die angehängte
> Verstärkerschaltung (siehe zweites Bild) funktioniert nicht.

Woran stellst du das fest? Klare Darstellung des Problems bitte.

Laurin E. schrieb:
> Die Verstärkerstufe hängt direkt am Kollektor von Q1

Damit tötest du eventuell die Schingungen des VCOs.

Um welche Frequenz(en) soll es sich denn handeln. Ist das geheim?

Sorry, alles in Allem sehr Wischi-Waschi ....

von Gerald K. (geku)


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Ich habe mir eine ähnliche Verstärkerstufe gebaut. Auch hier war die 
Verstärkung geringer als erwartet.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm

Die Ursache war, dass der Ausgangswiderstand ra der Emitterschaltung 
wesentlich höher war als der 50 Ohm Lastwiderstand. Die Ausgangsspannung 
ist durch den Lastwiderstand eingebrochen.

Lösung: Tranistor in Kollektorschaltung nachschalten.

Man sieht es recht gut, wenn man die Schaltung mit LtSpice simuliert und 
den Lastwiderstand variert.

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (gmb)


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-Schwingt der VCO noch mit dem Verstärker hinten dran?
-Schwingt der VCO oder der Verstärker ganz wo anders?
-Stimmt der Arbeitspunkt, fließt Strom?

von Laurin (wildatheart)


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Feststellung:
Der Verstärker, bzw. der VCO schwingt nicht mehr frei, wenn die 
Verstärkerstufe dran ist. Seltsamerweise schwingt er ziemlich stabil bei 
ca. 130MHz (Ziel ist jedoch der Frequenzbereich von 144 bis 146MHz).
Ohne den Verstärker kann ich den Frequenzbereich mit der Spule L1 
beeinflussen. Mit geht da nix mehr. Und locken mit PLL lässt sich der 
VCO enstsprechend auch nicht mehr.

Mit Verstärkerschaltung fliessen ca. 50mA. Ohne ca. 30mA.

von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Seltsamerweise schwingt er ziemlich stabil bei ca. 130MHz

Wastl schrieb:
> Woran stellst du das fest?

von Laurin (wildatheart)


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Auf dem Spektrum meines SDR. Am Ausgang hängt übrigens ein 50 Ohm 
Dummyload.

Bei dieser Schaltung (siehe Anhang), die ich zuvor aufgebaut hatte, 
gelingt die Verstärkung per Emitterschaltung ziemlich gut. Am Ausgang 
kommen ca. 23dBm raus. Dieses Konzept sollte sich also übertragen 
lassen.

Ich habe für den Frequenzbereich von 144MHz die neue Schaltung gewählt, 
weil der BC817-25 ein Bandbreitengewinnungsprodukt von nur 100MHz hat.

von Michael M. (michaelm)


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Wastl schrieb:
> Wastl schrieb:
>> Woran stellst du das fest?

Es soll angeblich Menschen geben, die entsprechende Anzeige-, Mess- und 
Prüfmittel besitzen.. ;-)
SCNR

von Rick (rick)


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Michael M. schrieb:
> Es soll angeblich Menschen geben, die entsprechende Anzeige-, Mess- und
> Prüfmittel besitzen.
Was nicht heißt, das man damit umzugehen weiß. Selbst mir unterlaufen 
immer wieder Fehler bei der Anwendung entsprechender Anzeige-, Meß- und 
Prüfmittel.
Ich halte die Nachfrage für unbedingt berechtigt. Es hätte ja auch sein 
können, das er die Frequenz mit dem Multimeter messen will.

von Hp M. (nachtmix)


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Poste mal ein Bild deines Aufbaus. Evtl. hast du ungeeignete Teile oder 
zu lange Drähte verwendet. Die Kondensatoren sind vermutlich alle zu 
gross und werden jenseits ihrer Eigenresonanz betrieben. Das betrifft 
vor allem den C2 in der Emitterleitung.

P.S.:

Laurin E. schrieb:
> Bei dieser Schaltung (siehe Anhang), die ich zuvor aufgebaut hatte,
> gelingt die Verstärkung per Emitterschaltung ziemlich gut. Am Ausgang
> kommen ca. 23dBm raus.

Diese Schaltung hat aber ein pi-Filter im Ausgang. Das ist nicht nur ein 
Tiefpass, sondern damit kann man auch die Impedanzen von Transistor und 
Last aneinander anpassen.

Möglicherweise leistet dein Ausgangsfilter entsprechendes, aber ohne 
Abgleichmöglichkeit wird wohl weniger rauskommen als hineingeht.
Das sollte man mal mit einem Simulator, z.B. Puff durchexerzieren.

: Bearbeitet durch User
von Robert M. (r0bm)


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Laurin E. schrieb:
> Doch die angehängte
> Verstärkerschaltung (siehe zweites Bild) funktioniert nicht. Hat jemand
> ne Ahnung, was ich ändern muss? (Die Verstärkerstufe hängt direkt am
> Kollektor von Q1)

Die Eingangskapazität des Verstärkers ist ziemlich hoch, weshalb der VCO 
recht stark verstimmt werden wird. Die Ausgangsimpedanz liegt abseits 
von 50 Ohm und wird sich eher im Bereich 150...200 Ohm bewegen.

Anbei eine rückwirkungsarme Pufferstufe mit 10dB Spannungsverstärkung 
(@Ic~15mA). Die Eingangsimpedanz liegt bei etwa 2,5kOhm || 5,6pF, 
wodurch der VCO nur geringfügig belastet bzw. verstimmt wird. Es stehen 
zwei voneinander isolierte 50 Ohm Ausgänge zur Verfügung, einer davon 
für die PLL. Ein zusätzlicher Verstärker in 50 Ohm Technik am zweiten 
Ausgang kann die Ausgangsleistung auf jeden gewünschten Wert anheben. 
Die RC-Glieder an den Ausgängen sind optional. Damit lässt sich bei 
Bedarf die Streuinduktivität des 4:1 Übertragers kompensieren.

Beitrag #7507209 wurde vom Autor gelöscht.
von Laurin (wildatheart)


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Vielen Dank Robert für die interessante Schaltung, die Du gepostet hast!
Werde sie evt. demnächst aufbauen. Wie hast Du den Übertrager
realisiert? Mit einem Ferritkern nehme ich an?

Im Anhang noch auf Wunsch von nachtmix eine Aufnahme meiner
Verstärkerstufe. Die Verbindungen habe ich so kurz wie möglich gemacht,
um Induktivitäten zu verringern. Ich frage mich aber auch, ob die
Kondensatoren richtig dimensioniert sind. Besonders auch die
Koppelungskondensatoren.

von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Verstärkerstufe funktioniert nicht

Wenn man schon ein SDR hat dann ist doch der logische Schritt
dieser

https://www.ebay.de/itm/392913581477

um einen Generator zu haben um einen Verstärker störungsfrei
(störungsarm) durchtesten zu können. Das erspart jede Menge
Ärger und graue Haare. Und man muss weniger herumfragen warum
sein Verstärker angeblich nicht funktioniert.

von Wastl (hartundweichware)


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Es gibt auch schon etwas mundgerecht auf dem Silbertablett
serviert, man muss es nur zu sich nehmen.
(auf dem Bild nichts Neues, nur nochmal zur Verstärkung ....)

Hier das Häppchen auf dem Silbertablett:

Beitrag "ADF4351 Steuerung mit BluePill"

von Robert M. (r0bm)


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Laurin E. schrieb:
> Wie hast Du den Übertrager
> realisiert? Mit einem Ferritkern nehme ich an?

Das ist ein handelsüblicher, breitbandiger Z=1:4 Übertrager (50:200Ohm) 
für UKW. Selbst gebaut wären das z.B. 1...2 trifilare, verdrillte Wdg. 
auf einem kleinen UKW-Doppellochkern.

von Laurin (wildatheart)


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Okay, alles klar.
Kann ich für Q1 auch einen BFR92P nehmen? Der BFR92W ist leider nur 
schwer zu beschaffen...

von Laurin (wildatheart)


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Die beiden Typen sind ja ziemlich ähnlich, bis auf den Kollektorstrom, 
der mit 45mA beim BFR92P deutlich höher ist als beim BFR92W mit nur 
30mA.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Robert M. schrieb:
> Selbst gebaut wären das z.B. 1...2 trifilare, verdrillte Wdg.
> auf einem kleinen UKW-Doppellochkern.

Man braucht keine trifilare Wicklung. Ein bifilarer Trafo als 
Leitungsübertrager gewickelt erreicht durch den Anzapf das gleiche 
Ergebnis. An einem Koppel-C wird es wohl nicht scheitern. Wer keinen 
Doppellochkern hat, klebt sich z.B. 2 Ferritperlen zusammen. 
Leitungsübertrager sind so etwas von gutmütigen Gesellen, die jeden 
Scheiss mitmachen wenn man es nicht auf die Spitze treibt und nicht die 
exaktesten! Ergebnissse erwartet.

Hier gibt es z.B. so einen selbstgestrickten TLT
Beitrag "Re: RF Verstärker mit "Resonanz" bei 7 MHz"
Nicht wundern, kein SMD, sieht bescheiden aus, aber funktioniert.

Ich habe ein Problem mit dem Verständnis des Oszillatorschaltbildes des 
TO in seinem 1. Beitrag.
Ich sehe eine Transistor, an der vernünftigen Basisspannungsversorgung 
hat man gespart. Ich sehe Spulen, Kapazitätsdioden, Kondensatoren, 
Ferritperlen u.v.a.m.  Verstehen tu ich die Schaltung nicht,
Da lobe ich mir die doch sehr verständliche Schaltung von Laurin

Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"

Ich wünsche mir Erklärung.

73
Wilhelm

von Helmut -. (dc3yc)


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Was sind das für 100nF-Kondis an Ein- und Ausgang des originalen 
Verstärkers? Und das bei 150MHz? Da sind die sooo schlecht, dass nichts 
mehr an Signal durchkommt. Probiere es doch mal mit NP0-Typen im Bereich 
von 1-10nF.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Helmut -. schrieb:
> Was sind das für 100nF-Kondis an Ein- und Ausgang des originalen
> Verstärkers?

Mit wem sprichst du ??

73
Wilhelm

von Robert M. (r0bm)


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Laurin E. schrieb:
> Kann ich für Q1 auch einen BFR92P nehmen? Der BFR92W ist leider nur
> schwer zu beschaffen...

Ja.

Wilhelm S. schrieb:
> Man braucht keine trifilare Wicklung. Ein bifilarer Trafo als
> Leitungsübertrager gewickelt erreicht durch den Anzapf das gleiche
> Ergebnis. An einem Koppel-C wird es wohl nicht scheitern.

Das "trifilar" habe ich nicht aus Jux geschrieben. Die bifilare 
Sparvariante ist hier Fehl am Platz. Es wird ein Übertrager mit 4 Ports 
benötigt. Getrennte Primär- und Sekundärwicklung (mit Anzapf) ginge 
auch, es handelt sich hier ja nicht um eine Breitbandanwendung.  Wer 
will kann den 1:4 Spannungsbalun mit einem 1:4 Strombalun ersetzen. Da 
käme man dann mit bifilaren Wicklungen aus, allerdings in doppelter 
Ausführung.

von Laurin (wildatheart)


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von Gerald K. (geku)


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Laurin E. schrieb:
> Ich habe nun diesen Trafo bestellt. Der sollte passen, oder?
> 
https://eu.mouser.com/ProductDetail/Coilcraft/WBC4-1TLC?qs=ZYnrCdKdyeeYSC4oicN8aA%3D%3D&_gl=119xg8oq_gaMTEzOTAyNzY4OC4xNjQ1MDE2MDQw_ga_15W4STQT4T*MTY5NjMxODUzMC4xNC4wLjE2OTYzMTg1MzEuNTkuMC4w

Description:

**Audio Transformers** / Signal Transformers WBC SMT Mini Wdebnd 1:4 
0.250-750 MHz

https://mou.sr/3tiH0nK

Als "Audio Transformator" dürfte aufgrund der begrenzenten Bandbreite 
250kHz -750MHz nicht geeignet sein.

von Laurin (wildatheart)


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Das verstehe ich jetzt nicht. Der geht ja bis 750MHz?

von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Das verstehe ich jetzt nicht. Der geht ja bis 750MHz?

Für manchen Leute ist halt Kurzwelle/UKW wie Audio, also
de facto Gleichstrom. Wen juckt da schon die Frequenzangabe.

Gerald K. schrieb:
> Als "Audio Transformator" dürfte aufgrund der begrenzenten Bandbreite
> 250kHz -750MHz nicht geeignet sein.

von Gerald K. (geku)


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Laurin E. schrieb:
> Das verstehe ich jetzt nicht. Der geht ja bis 750MHz?

Unter 200kHz ist mit der Übertragung Schluß, siehe Beilage. 
Audio-Signale bewegen sich mit der Frequenz zwischen 16Hz und 32kHz.

von Laurin (wildatheart)


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Ich hab mich halt voll auf die Trägerfrequenz von 144MHz fokussiert. 
Aber demnach sollte ich beim Träger trotzdem eine Verstärkung sehen, 
korrekt?

von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Aber demnach sollte ich beim Träger trotzdem eine Verstärkung sehen

Wo ist denn der Träger?

von Laurin (wildatheart)


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Bei ca. 143MHz. Und das Audio wird ja per FM aufmoduliert

von Robert M. (r0bm)


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Laurin E. schrieb:
> Ich habe nun diesen Trafo bestellt. Der sollte passen, oder?
>
> 
https://eu.mouser.com/ProductDetail/Coilcraft/WBC4-1TLC?qs=ZYnrCdKdyeeYSC4oicN8aA%3D%3D&_gl=1*19xg8oq*_ga*MTEzOTAyNzY4OC4xNjQ1MDE2MDQw*_ga_15W4STQT4T*MTY5NjMxODUzMC4xNC4wLjE2OTYzMTg1MzEuNTkuMC4w

Ist OK. Die induktivität der Wicklungen ist deutlich höher als wirklich 
benötigt. Wichtig ist, dass der winzige Kern die 15mA Gleichstrom für 
den Transistor verträgt.
Mouser hätte auch deutlich günstigere 1:4 Übertrager von Mini-Circuits 
oder Macom im Angebot.

von Tom (tom_major)


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Gerald K. schrieb:
> Description:
>
> **Audio Transformers**

Ist keinem aufgefallen dass das nur ein "tag" der Klassifikation von 
Mouser ist? Die werfen eben Übertrager aller möglichen Frequenzbereiche 
in einen Topf!

von Kurt (sommerwin)


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Das T-Filter darf nicht entfernt werden, es dient der Impedanzanpassung 
und unterdrückt Oberwellen.
Lässt sich denn der Oszillator duchstimmen?
Einfach irgend eine beliebige Verstärkerstufe nachschalten wird ohne 
Anpassung nie funktionieren. Aber das hast du ja bereits festgestellt.
Bei Treiber und Endstufen im HF-Bereich werden die Transistoren oft nur 
geschaltet. Der Transistor bekommt also keine Basis Vorspannung. Am 
Ausgang wird dann ein Filter, wiederum zur Anpassung und Unterdrückung 
der Oberwellen nachgeschaltet.

von Hp M. (nachtmix)


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Kurt schrieb:
> Das T-Filter darf nicht entfernt werden, es dient der Impedanzanpassung
> und unterdrückt Oberwellen

Laut Schaltbild hat er den aber gar nicht an der Endstufe, sondern am 
VCO gehabt und dort entfernt.

Dafür sieht es aus, als sei auf dem Weg der HF vom Kollektor zur 
SMA-Buchse der dicke Draht rechts angelötet. Dann wundert es mich nicht, 
dass am Ausgang kaum noch etwas ankommt.

Die Kapazitäten der breiten Kupferstreifen im Signalweg dürften auch 
viel Verstärkung dieses unsinnigen Breitbandverstärkers kosten.
Wenn man solch grosse Kupferflächen zur Kühlung des Transistors 
benötigt, so sollte man ihre Kapazität mit einer Induktivität 
kompensieren und gleichzeitig  möglichst noch etwas für die 
Leistungsanpassung tun.
Das kostet natürlich Bandbreite, aber gerade die scheint hier ja keine 
grosse Rolle zu spielen.

: Bearbeitet durch User
von Kurt (sommerwin)


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Bei 100Mhz wirkt sich bereits jeder Millimeter auf die Frequenz und 
Stabilität der Schaltung aus. Leitungen so kurz wie möglich. Bei so 
einem chaotischen Aufbau ist es kein Wunder, dass nichts funktioniert. 
Ich hab in meiner Amateurfunk Zeit viele Sender gebaut. HF ist ein 
anderes Kapitel, da kann man net einfach irgendwelche Grundschaltungen 
miteinander kombinieren.

von Laurin (wildatheart)


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Hp M. schrieb:
> Dafür sieht es aus, als sei auf dem Weg der HF vom Kollektor zur
> SMA-Buchse der dicke Draht rechts angelötet

Das ist die DC Stromversorgung. Du beziehst dich aber auf den alten 
Aufbau. Ich glaube es macht wenig Sinn, den neuen Aufbau mit der 
Buffer-Stufe zu posten. Sonst hagelt es hier nur wieder abwertende 
Kritik.
Ich habe vor Jahren mehrere VHF-Quarzoszillatoren nach Schema mit 
THT-Bauteilen und deutlich längeren Leiterbahnen in den HF-Pfaden 
gebaut. Die funktionieren alle einwandfrei. Meine Erfahrung ist, dass 
VHF noch einiges verzeiht. UHF und aufwärts definitiv nicht.
Ich bin mir sicher, dass er Fehler woanders liegt (Ausgangs- 
Eingangsimpedanzen etc.). Ich habe den Aufbau exakt nach Schema von 
Robert M. (r0bm) realisiert.

von Laurin (wildatheart)


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Hp M. schrieb:
> dieses unsinnigen Breitbandverstärkers

Hast Du einen besseren Ansatz? Ich bin offen für konstruktive 
Vorschläge!

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


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Laurin E. schrieb:
> Hast Du einen besseren Ansatz? Ich bin offen für konstruktive
> Vorschläge!

Es ist nicht der Verstärker, sondern die Auskopplung die schlecht
bzw. unsinnig ist. Einen VCO belastet man nicht unnötig mit einer
niedrigen Impedanz in der Nähe von 50 Ohm. Man wählt einen
Auskopplungspunkt der den VCO nicht oder nur wenig "stört", oder
man belastet den VCO nur "hochohmig" mit einem dafür passenden
Verstärker. Daher schrub ich schon vor langer Zeit:

Wastl schrieb:
> Laurin E. schrieb:
>> Die Verstärkerstufe hängt direkt am Kollektor von Q1
>
> Damit tötest du eventuell die Schingungen des VCOs.

von Laurin (wildatheart)


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Wastl schrieb:
> Es ist nicht der Verstärker, sondern die Auskopplung die schlecht
> bzw. unsinnig ist

Aktuell ist die Pufferstufe von Robert M. am Ausgang, die nach seinen 
Angaben mit 2.5k Ohm recht hochohmig ist. Mein VCO wird aktuell nicht 
"abgetötet". Ich kann einfach bei 144MHz keine wirkliche Verstärkung 
messen (Am Ausgang ist ein 50 Ohm Dummy). Gemäss seinen Angaben müssten 
es rund 10dB Spannungsverstärkung sein.

von Hp M. (nachtmix)


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Laurin schrieb:
> Gemäss seinen Angaben müssten
> es rund 10dB Spannungsverstärkung sein.

Das klingt realistischer, als deine ursprüngliches Vorhaben:

Laurin E. schrieb:
> Nun wollte ich den eher mageren Pegel mit einer Verstärkerschaltung der
> Klasse A von ca. -9dBm um ca. 20dB verstärken.

Der gewählte Transistor könnte wohl auch 20dB Verstärkung bei 150MHz 
schaffen, aber sicher nicht mit der Beschaltung eines NF-Verstärkers.

P.S.
Induktivitäten für den angepeilten Frequenzbereich muss man nicht 
kaufen. Eine Handbreit geeigneten Draht wirst du ja noch irgendwo 
finden.
Der Vorteil der Eigenproduktion ist, -neben vermutlich geringeren 
Verlusten-, dass man die Induktivität durch Längen oder zusammendrücken 
noch etwas justieren kann.

: Bearbeitet durch User
von Laurin (wildatheart)


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Hp M. schrieb:
> Induktivitäten für den angepeilten Frequenzbereich muss man nicht
> kaufen.

Ich stelle Induktivitäten fast auschliesslich selbst her. So ist auch 
die Spule des VCO eine Luftspule. So kann ich den VCO grob abstimmen.

Noch eine Korrektur zu meinem aktuellen Setup: Ich konnte heute mit 
einem geeigneten Oszilloskop nachmessen. Resultat: Die 
Spannungsverstärkung von ca. 10dB funktioniert. Ich habe nach der 
Pufferstufe 250mV p-p gemessen (mit 50 Ohm belastet). Vor der Stufe sind 
es die ungefähren 25mV. Damit bin ich aber immer noch erst bei ca. -8dBm 
am Ausgang. Ich werde wohl den Arbeitspunkt von Q1 (BFR92P) nochmals 
genauer anschauen müssen. Für mein Verständnis müsste der mehr Output 
als ~25mV generieren können.

von Hp M. (nachtmix)


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Laurin schrieb:
> Die
> Spannungsverstärkung von ca. 10dB funktioniert. Ich habe nach der
> Pufferstufe 250mV p-p gemessen (mit 50 Ohm belastet). Vor der Stufe sind
> es die ungefähren 25mV. Damit bin ich aber immer noch erst bei ca. -8dBm
> am Ausgang.

Nöö.
Gratuliere!
Du hast 20dB erreicht, evtl sogar etwas mehr. *)


Bei HF geht es selten um eine Spannungserhöhung, -die kann man auch mit 
passiven Bauteilen wie z.B. Transformator, Filter oder Leitungsstücken 
machen-, sondern fast immer um Leistungsverstärkung.

Wenn, wie üblich Z_in = Z_out, bedeutet 10-fache Spannungserhöhung 20dB, 
also 100-fache Ausgangsleistung.

dB= 10*log(P2/P1) = 20*log (U2/U1)

*) Das hängt davon ab, unter welchen Bedingungen du die 25mVpp gemessen 
hast.

von Tom (tom_major)


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25 mV an 50 Ohm sind -28 dBm
250 mV an 50 Ohm sind -8 dBm
10-fache Spannung macht 100-fache Leistungsverstärkung = +20dB

Wo hat jetzt wer einen Denkfehler? Das "m" machts...

von Robert M. (r0bm)


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Laurin schrieb:
> Vor der Stufe sind
> es die ungefähren 25mV. Damit bin ich aber immer noch erst bei ca. -8dBm
> am Ausgang. Ich werde wohl den Arbeitspunkt von Q1 (BFR92P) nochmals
> genauer anschauen müssen. Für mein Verständnis müsste der mehr Output
> als ~25mV generieren können.

Es sollten eindeutig mehr als nur 25mVeff sein. Ich würde mehr als 1Vss 
erwarten. Etwas stimmt (noch) nicht mit dem VCO. Die Ferritperle in der 
Basis und der niederohmige R6 (1k) sind z.B. nicht gerade zuträglich für 
die Schleifenverstärkung. Gibt es einen bestimmten Sinn oder Zweck warum 
eine Pierce Konfiguration für den VCO gewählt wurde?

Tom schrieb:
> 25 mV an 50 Ohm sind -28 dBm
> 250 mV an 50 Ohm sind -8 dBm
> 10-fache Spannung macht 100-fache Leistungsverstärkung = +20dB

25mVeff hochohmig gemessen am Ausgang des VCO und 250mVss an 50 Ohm 
(-8dBm) am Ausgang des Pufferverstärkers ergibt eine 
Spannungsverstärkung von etwa 3,5 (ca. 10dB).

von Tom (tom_major)


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Robert M. schrieb:
> hochohmig

Spannungsverstärkung ist 10dB, klar
Und hochohmig gegen niederohmig kannst du keine Leistungsverstärkung 
angeben. Da hätte er den VCO auch mit 50 R belasten müssen, worauf der 
in die Knie gegangen wäre...

von Tom (tom_major)


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Professionelle Schaltungen der 1980er (in Büchern wie Gerzelka, T. Red) 
haben fast durchweg Colpitts-Oszillatoren, gefolgt von einem 
Breitband-Verstärker (mit Ausgangsübertrager) mit BJT wie BFT66 oder 
BFR96, selten mit einer FET-Pufferstufe dazwischen.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Robert M. schrieb:
> Gibt es einen bestimmten Sinn oder Zweck warum
> eine Pierce Konfiguration für den VCO gewählt wurde?

Schön, dass du eine Pierce-Schaltung gefunden haben willst.
Ich bitte um Erklärung.

Ich hatte hier
Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"
schon mal gefragt.

Tom schrieb:
> Professionelle Schaltungen der 1980er (in Büchern wie Gerzelka, T. Red)
> haben fast durchweg Colpitts-Oszillatoren, gefolgt von einem
> Breitband-Verstärker (mit Ausgangsübertrager) mit BJT wie BFT66 oder
> BFR96, selten mit einer FET-Pufferstufe dazwischen.

Anders kenne ich das auch nicht, soll ja aber nix heissen.

Der TO beschreibt hier selbst eine andere Struktur,
Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"
die er wegen eines BCxxx-yy aufgegeben hat, weil der nicht gut genug 
war.
Wenns ordentlich schwingt...???

Ich bin gespannt.

73
Wilhelm

von Robert M. (r0bm)


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Wilhelm S. schrieb:
> Schön, dass du eine Pierce-Schaltung gefunden haben willst.
> Ich bitte um Erklärung.
>
> Ich hatte hier
> Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"
> schon mal gefragt.

Vielleicht wäre Clapp (oder Gouriet) dem Verständnis zuträglicher da 
Pierce normalerweise mit einem Quarz in der Rückkopplung assoziiert 
wird. Egal welcher Name bevorzugt wird, die verschiedenen Varianten 
lassen sich immer auf einen Colpitts in Emitterschaltung zurückführen.

Der Serienschwingkreis in der Rückkoplung des VCOs wirkt hier wie eine 
Induktivität da der Oszillator leicht oberhalb dessen Serienresonanz 
schwingt (vgl. mit Colpitts/Vackar Schaltung im Anhang). Diese 
"Induktivität" lässt sich mittels Varaktordioden verändern, wodurch auch 
die Frequenz des VCO variiert.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Laurin:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/610999/500mw-pll-fm-transmitter-88-108mhz.gif

Die Oszillatorschaltung ist falsch dimensioniert.
C1, C2 sind zu klein. C1 würde ich mindestens 5 mal
größer als C2 machen. Der Koppelkondensator zum
Schwingkreis von 1nF ist viel zu groß, damit ist
der Schwingkreis viel zu fest an den Transistor
gekoppelt, daß verschlechtert die Betriebsgüte des
Schwingkreises.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/610986/Design-VHF-Class-Amplifier_Fig31.jpg

Wenn bei ein Verstärker weniger Leistung rauskommt als
erwartet, kann daß an einer Fehlanpassung liegen, wie
bei dieser Schaltung. Die Impedanz des Verstärkers ist
viel größer als die Last von 50 Ohm. Maximale Leistung
gibt es nur bei Leistungsanpassung. Die Auskopplung
an eine Anzapfung der Spule würde helfen.

von Tom (tom_major)


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Ich hab den Original-VCO aus dem 1.Beitrag mal simuliert. Nach gut 1.6ms 
Einschwingzeit bringt er unbelastet 1,8Vss auf 130 MHz, mit 470pF 
ausgekoppelt und 470 R Last immerhin noch 1,2Vss - das wäten +5dBm an 
470 Ohm. Allerdings gibt es deutliche Oberwellen, das nachgeschaltete 
Filter wäre also sinnvoll. Und mit einem Verstärker die geforderte 
Leistung an 50 Ohm zu liefern sollte kein Problem darstellen.

von Wastl (hartundweichware)


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Tom schrieb:
> das nachgeschaltete Filter wäre also sinnvoll.

Nö, denn ein darauffolgender Verstärker erzeugt dir wieder
Oberwellen, es sei denn man baut einen sehr anspruchsvollen
Verstärker der explizit sehr wenig Oberwellen erzeugt.

von Tom (tom_major)


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Wastl schrieb:
> ein darauffolgender Verstärker erzeugt dir wieder Oberwellen

Na dann setzen wir es eben hinter den Verstärker und kann es dann auch 
gleich korrekt auf 50 Ohm bemessen.

von Tom (tom_major)


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Hab mal Vcc von 7 auf 12V erhöht in der Simulation - wie zu erwarten 
wurde das Signal sauberer, Grundwelle 130 MHz von 585 auf 660 mV 
Amplitude, 1. Oberwelle geht von 210 auf 175 mV zurück. Aber es gibt 
sicher eine Arbeitspunkteinstellung, die bei ähnlicher Amplitude der 
Grundschwingung ein deutlich saubereres Signal liefert.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Tom schrieb:
> Ich hab den Original-VCO aus dem 1.Beitrag mal simuliert.

...und entsprechend deiner Simu werden jetzt endlose Beiträge 
geschrieben, die einzig und allein der 'theoretischen 
Verschlimmbesserung' dienen oder dienen sollen.
Nicht theoretisieren -> aufbauen -> messen!
Bringt das Teil doch erstmal zum Schwingen, anschliessend kann man sich 
immer noch Gedanken dazu machen, wie es dahinter weitergeht.

@  Robert M.
Vielen Dank für deine - für mich - nichtsagenden Bildchen. Wir sind hier 
nicht bei Wikipedia. Theoretische Grundschaltungen kenne ich zur Genüge.

Überführe für mich verständlich bitte mal deinen theoretischen Colpitts 
nach hier

Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"

Ich schaffe das nicht, für jede Hilfe wäre ich dankbar.

73
Wilhelm

: Bearbeitet durch User
von Tom (tom_major)


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Wilhelm S. schrieb:
> aufbauen -> messen!

Könnte ich, ersatzweise mit einem BFR91, aber für 144 MHz habe ich keine 
geeigneten Messmittel. Das abgegebene Frequenzspektrum könnte ich mit 
einem nano-VNA messen, und die Amplitude per Gleichrichtung mit einer 
Germaniumdiode, also Auskoppelkondensator, 50-Ohm-Widerstand gegen 
Masse, danach Diode und Multimeter.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Huch, da ist ja jemand, der möchte basteln.. ;-)

Tom schrieb:
> Könnte ich, ersatzweise mit einem BFR91, aber für 144 MHz habe ich keine
> geeigneten Messmittel.

Der BFR91 ist erstmal mehr als (fast schon zuviel) prima. Wichtige 
Frage: möchtest du etwas bewusst für 144MHz bauen oder willst du erstmal 
'Oszillator' üben?
Erkläre bitte, was du vorhast! Der Rest wird sich finden. Ich helfe 
gerne.

73
Wilhelm

von Tom (tom_major)


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Nein, das muss jetzt nicht sein dass ich den Lötkolben anwerfe, einen 
VHF-Oszillator könnte ich nicht unbedingt gebrauchen. Um zu zeigen, dass 
-9dBm Leistung (225mVss an 50 Ohm) durch die Belastung der 
Oszillatorschaltung mit 50 Ohm kommen können, reicht mir die Simulation. 
Aber eine Pufferstufe ist ja alleine schon wegen der Frequenzstabilität 
zu empfehlen. Für mich ist das Thema abgeschlossen, für den TE ja eh 
schon längst.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Tom schrieb:
> Nein, das muss jetzt nicht sein dass ich den Lötkolben anwerfe....

Nein, man simuliert es und hat fürs Leben gelernt.

73
Wilhelm

von Robert M. (r0bm)


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Wilhelm S. schrieb:
> Vielen Dank für deine - für mich - nichtsagenden Bildchen. Wir sind hier
> nicht bei Wikipedia. Theoretische Grundschaltungen kenne ich zur Genüge.

...und die sind nicht hilfreich für dich weil?

Wilhelm S. schrieb:
> Überführe für mich verständlich bitte mal deinen theoretischen Colpitts
> nach hier
>
> Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"

Ich stehe auf dem Schlauch. K.A. was du genau möchtest und was, wohin 
und warum "überführt" werden soll.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Robert M. schrieb:
> Ich stehe auf dem Schlauch. K.A. was du genau möchtest und was, wohin
> und warum "überführt" werden soll.

Ganz einfach: das ganz oben gezeigte Schaltbild ist ein Colpitts in 
Kollektor-Schaltung.
Deiner in deiner allgemeinen Aufstellung ist ja (Emitter an Masse) ein 
Colpitts in Emitterschaltung. Mach daraus mal ein richtiges Schaltbild 
mit einem Transistor und Bauteilewerten, der Basisbeschaltung, einem 
Schwingkreis (100kHz...20MHz, egal), allen Abblock-Cs, Drosseln, was 
auch immer.. Die Stabilisierung der Betriebsspannung muss nicht sein. 
..und wenn du das auch noch für die Basisschaltung schaffst, wäre ich 
dir sehr verbunden.
Ich erwarte keine! bis aufs Letzte aufgefuchste Schaltung! Mir geht es 
um das Verständnis, nicht um das Prinzip -> siehe Wikipedia.
Von den Vorteilen des Clapps muss du mich nicht überzeugen, und einen 
Pierce habe ich ohne! Quarz noch nie gesehen.

Vielen Dank im Voraus

73
Wilhelm

von Tom (tom_major)


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Wilhelm S. schrieb:
> Ganz einfach: das ganz oben gezeigte Schaltbild ist ein Colpitts in
> Kollektor-Schaltung.

As liegt doch eindeutig der Emitter auf Masse, sowohl gleichspannungs- 
als auch HF-mäßig, während grade am Kollektorwiderstand die HF 
ausgekoppelt wird und über den HF-Spannungsteiler aus C1 und C4 per 
Reihenschwingkreis aus L1 und C6+D1+C7 sowie parallel dazu C2 ein Teil 
auf die Basis zurückgeführt wird. Das entspricht schon etwa dem 
Ersatzschaltbild eines Quarzes, wenn auch nicht mit so extremem 
L/C-Verhältnis.

Aber ich lerne gern dazu.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Tom schrieb:
> As liegt doch eindeutig der Emitter auf Masse....

Wir sprechen wohl von verschiedenen Schaltungen.
Ich meinte diese, die der TO selbst eingestellt hat:

Beitrag "Re: Verstärkerstufe funktioniert nicht"

Diese Schaltung weist keine der von dir erwähnten Eigenschaften auf.
'Zurück auf Los' ;-)

73
Wilhelm

: Bearbeitet durch User
von Tom (tom_major)


Angehängte Dateien:

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Wilhelm S. schrieb:
> Ich meinte diese

Ach so, ja, die ist natürlich Kollektorschaltung, keine Frage!

Ich hatte die aus dem Eröffnungsbeitrag 
Beitrag "Verstärkerstufe funktioniert nicht" vor Augen, und die 
lässt sich aus der Colpitts-Schaltung auf 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Oszillator herleiten, siehe 
Bild:

Zuerst den Spannungsteiler an der Basis durch einen einfachen 
Basiswiderstand ersetzen, ist natürlich von hfe abhängig. Dann 
rationalisiert der BWLler auch gleich den überbrückten Emitterwiderstand 
weg - schon sind 3 Bauteile gespart. Dann nimmt man heute keinen 
PNP-AF-Typ, sondern NPN-BF. Dann legen wir der besseren 
Übersichtlichkeit die Drossel nach oben und ersetzen sie durch einen 
Widerstand: ist billiger. Dann noch ein bisschen umzeichnen, ohne was an 
der Schaltung zu verändern, so dass die Bauteile wie in der 
Originalschaltung des TE liegen. Für die letzte Variante wird dann der 
eine Kondensator noch näher an die Basis gelegt, wodurch der 
Reihenschwingkreis entsteht, und die Rückkopplung über einen weiteren 
Kondensator statt direkt angeschlossen. Jetzt müsste man noch den 
Basiswiderstand teilen, und den größeren Teil HF-mäßig überbrücken.

In der Simulation funktioniert die Schaltung, aber erheblich instabiler 
als der Original-Colpitts (Variante oben links). Außerdem braucht sie 
viel länger zum Anschwingen, wohl um den Kondensator über dem 
Basiswiderstand aufzuladen. Ich würde sie nicht verwenden, grade wegen 
der unvermeidlichen Exemplarstreuungen.

von Tom (tom_major)


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Aber wie man auf 
https://www.nutsvolts.com/magazine/article/bipolar_transistor_cookbook_part_5
in Fig. 10 liest, nennt sich diese Variante "Gouriet or Clapp 
oscillator"...

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