Forum: HF, Funk und Felder Hilfe bei Oszillatordimensionierung


von R. F. (rfr)


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Hallo,

anliegende Schaltung soll mich beim Entwurf eines Antennenfilters 
unterstützen. Konkret geht es hier um den Bereich unter 30 MHz. Die 
Eckwerte des Drehkondensators C3 sind 20p und 1000p.

Zunächst will ich eine Dimensionierung dieser Bauelemente so, dass der 
Drehkondensator den gesamten Bereich überschreitet. Da hier LW gefiltert 
werden soll, also von 150 bis 230 kHz.

Dann würde ich gerne wissen, wie man die Güte mit LTSpice bestimmt.

Dann würde ich geren wissen, wie man die Kondensatoren C1, C2, und C4 
bestimmt, so dass der Oszillator sicher anschwingt.

Und dann würde ich genre noch wissen, wo man den optimalen Arbeitspunkt 
des Transistors hinlegt.


Für Hinweise dankbar

Robert

von B e r n d F. (Gast)


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R. Freitag schrieb:
> Dann würde ich gerne wissen, wie man die Güte mit LTSpice bestimmt.

Rp = Q * sqr(L/C)

Wenn du einen Wert für Rp nimmst, sagen wir 10K bist 15K oder höher und 
ihn parallel zum Schwingkreis schaltest, dann kannst du die 
Schwingkreisgüte ausrechnen.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo R. Freitag,

dein LT-SPICE *.asc-File bringt mich nicht weiter; es wäre schön, wenn
du auch das dazugehörige Schaltbild zeigen würdest.

Ansomsten: Freitag, nach 17.00 Uhr; meine Glaskugel hat Wochenende.


73 Wilhelm

PS:

Nicht jeder muss sich jeden Sch.. auf den Rechner laden, um irgendwelche
Bildchen  zu sehen. Ich denke, du kannst das auch anders.

von Samariter (Gast)


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Bitte einen längeren Text eingeben.

von B e r n d W. (smiley46)


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Verbesserung der Schwingfreudigkeit:

C3 klein im Verhältnis zu C2 und C4
C4 ca. 30% größer als C2
besser R3 ganz weglassen
R2 ziemlich hochohmig auslegen
am Emitter ca. halben Betriebsspannung -> stabiler Arbeitspunkt
R1 für niedrige Frequenzen <= 10k, für hohe >=200 Ohm
R1 als Poti ausführen, später durch Spannungsteiler ersetzen
optional C1 verringern, aber daß er noch sicher anschwingt

> wie man die Güte mit LTSpice bestimmt
Entweder man entnimmt die Güte aus dem Datenblatt oder schätzt sie. 
Verluste kommen fast zu 100% von der Induktivität. Deshalb werden dort 
die entsprechenden Parameter eingegeben, also mit rechter Taste auf die 
Drossel klicken:

Rs = Drahtwiderstand
Rp = Widerstand der Parallelresonanz
Cp = Parallelkapazität, aus Eigenresonanz ermitteln

Beispiel Fastron Drossel HBCC 100µH, im Datenblatt steht:

Induktivität = 100 µH
Widerstand = Rs = 700 mOhm
Eigenresonanz = 3,5 MHz
Güte = 50

Da ich zu faul bin nehm ich den Ringkern-Rechner
100µH, 3.5MHz -> Cp = 20,7 pF

Die Formel von oben:
Rp = Q * sqr(L/C)
Rp = 50 * 2198 = 109,9k

Jetzt könnte man den Rs mit 700 mOhm noch zum Parallelwiderstand 
umrechnen, aber mit den Werten kann man schon mal simulieren.

Rp = L / (Rs * C)
Rp = 6,9 Meg

Das fällt noch kaum ins Gewicht, der Rp sollte auf 111,7k erhöht werden, 
damit die Gesamtgüte bei 50 bleibt.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen.

Habe mir den 1. Beitrag des TO nochmal genau durchgelesen.

Geht es hier um die Dimensionierung eines Filters oder um den
Entwurf eines Signalgenerators, mit dem man ein entsprechendes Filter
vermessen könnte?

1.) Filter kann man berechnen
2.) Generator kann man bauen oder zumindest rechnerisch ermitteln

@ R. Freitag

> Dann würde ich gerne wissen, wie man die Güte mit LTSpice bestimmt.

Das kann man bei Fertigteilen nur aus dem Datenblatt ablesen oder bei 
selbst gewickelten Spulen messen; woher soll LT-SPICE wissen, was du für 
eine tolle oder beschi... Spule gebaut hast?
Bei selbstgewickelten Spulen gibt es kein Datenblatt, aus dem man diesen 
Wert entnehmen könnte. Ein Q von 50 bekommt man zumindest meistens auf 
die Reihe. Zum Rechnen reicht das erst mal. So kann man dann anfangen, 
die Feinheiten kommen später.


@ Berndw
Ich knie nieder vor dir LT-SPICE Guru!

Aber Fragen:
1. Warum gibt es für den Trans keinen vernünftigen Spannungsteiler an 
der Basis. Das nur mit dem Widerstand von Collektor  nach Basis ist doch 
nichts präzises.
2. Ich finde im ganzen Schaltbild keine Drossel (soll das das Kreis-C 
sein?)
3. Vertraut ist mir ein Verhältnis C2-C4 1:1, muß aber nicht richtig 
sein.
4. Woher stammen R1a und R1b. Das ist doch sicher das Gleiche als ob man 
das Verhältnis C2 und C4 ändern würde?
5. Was bringt Aufteilung Emitterwiderstand in R1a und R1b?
    Wo hast du das her?
6. Warum R3 weglassen? Arbeitspunkt?!
7. Wenn der TO 'wobbeln' will, warum einen 'Colpitts' und keinen 
'Hartley' oder 'Franklin' Oszillator, die nicht durch das grosse 
Parallel-C im Abstimmbereich eingeschränkt sind?


73 Wilhelm

von B e r n d F. (Gast)


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Wilhelm Schürings schrieb:
> 2. Ich finde im ganzen Schaltbild keine Drossel (soll das das Kreis-C
> sein?)
Die war nur für das Rechenbeispiel.

> 3. Vertraut ist mir ein Verhältnis C2-C4 1:1, muß aber nicht richtig
> sein.
Man sagt 1:1..1:3. Am meisten habe ich bisher 1:1 gesehen.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Man sagt 1:1..1:3. Am meisten habe ich bisher 1:1 gesehen.
1:1 geht meist auch noch, aber 1:1,3 - 1:1,5 schwingt besser an.

> Da hier LW gefiltert werden soll, also von 150 bis 230 kHz.
Den eigentlichen Sinn hatte ich zuvor allerdings auch nicht verstanden.

Es soll ein Antennenfilter von 150 bis 230 kHz gebaut werden. Dazu ist 
ein Signalgenerator notwendig. Der Sollte dann aber noch ein Stück über 
den Bereich raus messen können, sonst werden die Filterflanken nicht 
erfasst.

von R. F. (rfr)


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Es soll ein  Filter gebaut werden. Dieses Filter dient in einem 
Oszillator als frequenzbestimmendes Teil. Damit prüfe ich, ob das Filter 
mit dem Kondensator über den geforderten Bereich verstellt werden kann 
oder nicht.

Ich habe keinen Signalgenerator.

(Das wird sich aber bald ändern)

Gruss

Robert

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Wilhelm

> 1. Warum gibt es für den Trans keinen vernünftigen
> Spannungsteiler an der Basis. Das nur mit dem Widerstand
> von Collektor  nach Basis ist doch nichts präzises.

Wenn man einmalig eine Schaltung aufbaut und die Emitterspannung auf 
Ubatt/2 auslegt, ist das schon stabil auch über die Temperatur. 
Exemplarstreuungen der Transistoren werden nicht richtig ausgeglichen. 
Problematisch wird es, wenn jemand einen BF199 (hFE~100) mit den 
gleichen Bauteilwerten verwenden möchte. Mit dem Original R3 mit 1,5k 
wird jede Schwingung im Keim erstickt.

> 2. Ich finde im ganzen Schaltbild keine Drossel
> (soll das das Kreis-C sein?)
Ja, Rechenbeispiel.

> 4. Woher stammen R1a und R1b. Das ist doch sicher das
> Gleiche als ob man das Verhältnis C2 und C4 ändern würde?
Wenn man den oberen Widerstand wegläßt, wird der Sinus verbeult, denn 
die Basis wird impulsartig angesteuert und gibt das mit Faktor 300 an 
den Emitter weiter. R1b ist also eine Art Strombegrenzung. Das Verh. C2 
zu C4 ändert das Übersetzungsverhältnis im Schwingkreis. Mit dem Poti 
R1a+R1b kann man den Schwingungseinsatz ermitteln und dann durch 
Festwiderstände ersetzen.

> 6. Warum R3 weglassen? Arbeitspunkt?!
Mit R3 wird der Arbeitspunkt stabiler, aber mir ging es darum, die Frage 
zu beantworten: "so dass der Oszillator sicher anschwingt".

> 7. Wenn der TO 'wobbeln' will, warum einen 'Colpitts' und keinen
> 'Hartley' oder 'Franklin' Oszillator, die nicht durch das grosse
> Parallel-C im Abstimmbereich eingeschränkt sind?
Aufgrund der Fragen des Threadstarters vermute ich, daß ihm der größere 
Abstimmbereich nicht bekannt ist. Mit einem Drehkondensator sollte ein 
Frequenzverhältnis ~4 erreichbar sein, also z.B. von 100 bis 400kHz. In 
dem Fall würde ich beide Packete parallelschalten, um eine kleinere 
Induktivität zu erhalten.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo Bernd,

vielen Dank für die Erklärungen.

@ Robert:

Hole dir ein ordentliches Filterprogramm aus dem Netz, z.B.:

http://tonnesoftware.com/elsie.html

Man muss sich damit ein bisschen beschäftigen und spielen, bis man die
Zusammenhänge begreift. Das Prg. ist aber einfach zu bedienen!

Dann baust du dir einen Oszillator und misst das Teil durch.
Als Anzeige reicht - falls vorhanden - ein Oszilloskop oder
zur Not ein Voltmeter mit einem HF-Tastkopf.

73 Wilhelm

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