Oszillatorschaltung und Quarzoszillator für Anfänger

[Ali (Gast)]

Hallo,

ich versuche mich ein wenig in Quarzoszillatorschaltungen einzulesen. 
Stoße dabei aber auf das Problem, dass es hier keine gute Literatur für 
Anfänger gibt. Es fehlen einfache Schaltungen und Erklärungen dazu. Ich 
fühl mich gerade wie der letzte Wurm, der keine Ahnung hat und um sich 
herum nur Koryphäen sieht.

Nun dacht ich mir, man könne hier als Forumartikel - mit eurer Hilfe - 
Anfängern wie mir ein wenig unter die Arme greifen.

Exemplarisch würde ich mit dem normalen Schwingkreis anfangen.
In den meisten Applets wird der Schwingkreis von der Versorgungsspannung 
entkoppelt, lässt man den den Schwingkreis für sich alleine, wird die 
Energie zwischen Spule und Kondensator hin- und her transportiert bis 
sie auf Null abfällt. Eine gedämpfte Schwingung entsteht. Hier ist 
nochmal ein Applet dazu:
http://www.walter-fendt.de/ph14d/schwingkreis.htm

Ziel ist es nun, die gedämpfte Schwingung zu verhindern, man will eine 
"immer gleich bleibende" Sinusschwingung erzeugen (ungedämpfte 
Schwingung).

Ein einfacher LC-Oszillator ist hier die Meißner-Schaltung:

http://www.elektroniktutor.de/signale/sig_pict/meisner2.gif

Zusammengefasst verstehe ich:


- Der Transistor schaltet durch. Es fließt ein Kollektorstrom.
- Der 10nF-Kondensator lädt sich sehr viel schneller auf, als es die 
Spule tut. Ist er komplett geladen, fließt nur noch der Strom über die 
Spule
- der 100nF Kondensator lädt sich auf.
- Die beiden Spulen begünstigen sich gegenseitig beim Aufladen. 
http://www.falstad.com/circuit/e-transformer.html


Aber was passiert dann? Sobald der 100nF Kondensator aufgeladen ist, 
sperrt der den Strom zur Rückkoppelspule?
Jetzt würde doch einfach nur weiter der Kollektorstrom durch die 
Schwingkreisspule fließen.

Wie kommt es in dieser Schaltung zu einer Sinusschwingung, und das auch 
noch ohne, dass die Versorgungsspannung getrennt wird?

Ich weiß, dass ist vom Elektroniktutor und an sich erklären die das auch 
ganz gut, nur da versteh ich das nicht, über R1 und den 
Basis-Emitter-Widerstand fließt doch immer derselbe Strom oder nicht?

[Achim M. (minifloat)]

Der Transistor ist erstmal mit vernünftigem Arbeitspunkt "aufgehängt".
In dem Zustand verstärkt er bloß das Rauschen an den Widerständen und an 
seiner BE-Diode.

Der Schwingkreis am Ausgang, 10nF || 1mH, bestimmt die Frequenz. Da das 
Übersetzungsverhältnis für Spannung = 4 ist, ist es für Impedanzen = 16.

Die Spule, die da an der Basis hin gewickelt ist, hat also eine viermal 
so niedrige Impedanz wie der Ausgang. Das sorgt für wenig Dämpfung und 
man kann die Basis des Transistros sogar niederohmig ansteuern(was man 
bei entsprechender Verstärkung des Transistors nicht müsste). Der 100n- 
Kondensator schneidet alle Gleichspannung von der Spule weg, dass man 
den Transistor mit Wechselspannung um seinen Arbeitspunkt "herumeiern 
lässt".

Die Spulen sind gegensinnig gekoppelt, dass die Spannung an der Basis 
AC-mäßig negativ zum Ausgang ist. Der Transistor invertiert das Signal 
von Basis zu Kollektor nochmals, dass sich insgesamt 360° = 0° 
Phasendrehung ergeben(Teil 1 der Schwingbedingung, es muss die Phase um 
n*360° gedreht sein).

Der Transistor bringt, da der Emitterwiderstand AC-mäßig seiner Wirkung 
beraubt ist, seine Leerlaufverstärkung, die meist größer als -100(s.o., 
2.Phasendreher mit dem Trafo) ist. Das ist größer als das 
Spannungs-Übersetzungsverhältnis des Trafos. Es ergibt sich eine 
Closed-Loop-Verstärkung von größer als 1(zweite Schwingbedingung).

mf

[Harald W. (wilhelms)]

Ali schrieb:

> - Der Transistor schaltet durch. Es fließt ein Kollektorstrom.

Du darfst den Transistor in solchen Schaltungen nicht als Schalter
sehen. Er arbeitet als Wechselspannungsverstärker, ähnlich wie
man es z.B. auch in NF-Verstärkern sieht.
Gruss
Harald