Diese Seite mit anderen teilen ...

Informationen zum Thema:
Forum:
Senderbau und HF Technik
Beiträge im Thema:
4
Erster Beitrag:
vor 3 Jahren, 3 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 3 Jahren, 2 Monaten
Beteiligte Autoren:
Power-FM ne, Der einsame Pirat, Elektronikbastler, Power-FM

Allgemeine Tips für die "Entwicklung" von guten Oszillatoren

Startbeitrag von Power-FM am 19.03.2015 18:48

Ich habe zwar nicht viel Ahnung, aber da man immer wieder (nach meiner Meinung) eher schlechte Oszillatoren in diversen Bauvorschlägen sieht (gerade für kleine FM-Sender) fasse ich mal zusammen, was ich mir im Laufe der Jahre so angewöhnt habe bzw. was ich darüber "gelernt" habe (obwohl das in keinem meiner Lehrbücher drin stand), um einen einigermaßen vernünftigen Oszillator zu bauen.
Vielleicht ganz interessant für andere "Selbstentwickler" ;-).
Da ich nur mit NPN-Transistoren in Oszillatoren arbeite, beziehe ich mich nur auf solche (mit FETs geht es noch etwas besser).
Mag alles sehr laienhaft klingen (ist auch komplett ohne Mathematik und alles eher allgemein), aber ich bin ja auch kein Profi ;-). Es muss auch nicht alles 100% richtig sein.

Stichwortartig:
- "Kollektorschaltung", also (parallel-) Schwingkreis von der Basis nach Masse, Rückkopplung an den Emitter, HF-Abgriff am Kollektor, Kollektor über kleinen Widerstand auf Plus.
Das Ausgangssignal ist dort zwar nicht sinusförmig, hat also stärkere Oberwellen, da aber eh noch weiter verstärkt wird ist das nicht so von Belang.
beste Entkopplung des Ausgangs vom Schwingkreis die man mit nur einem Transistor erreichen kann.

- Colpitts-Schaltung, da diese am einfachsten aufzubauen ist (keine Spule mit Anzapfung nötig)

- Schwingkreis: Spule klein (aber groß genug ;-)), Kondensator und Varicap parallel zur Spule, Schwingkreis mit kleinem Kondensator an die Basis ankoppeln. Der Schwingkreiskondensator sollte deutlich größer als die Basis-Emitter-Kapaziät des Transistors und des dort eingebauten Rückkopplungskondensators sein.
(ob das alles korrekt ist weiß ich nicht, ich habe es mir so angewöhnt wie geschrieben und es klappt so am besten).
Hierüber streiten sich scheinbar die Geister, dazu habe ich schon alles mögliche, sich tlw. komplett widersprechende gelesen...

- Varicap so "lose" (kleine Kapazität) wie möglich ankoppeln, hier muss aber oft ein Kompromiss zwischen Abstimmbandbreite und "Qualität" gefunden werden. Wenn kein VCO gefordert ist und nicht FM-moduliert wird ganz ohne Varicap arbeiten.

- Modulation und Abstimmspannung getrennt einspeisen, entweder je eine Varicap für Modulation und Abstimmung, oder Abstimmung und Modulation zusammen, dann aber so, dass sich beides nicht gegenseitig beeinflussen kann, also Abstimmspannung und Modulation voneinander enkopppeln. Wenn eine eigne Modulationsdiode verwendet wird diese mit einem Spannungsteiler vorspannen, der Spannungsteiler sollte möglichst eher Niederohmig ausgelegt werden.

- Abstimmspannung über _kleinen_ Widerstand zuführen, Auf der "kalten" Seite abblocken, besser noch: gar keinen Widerstand verwenden und stattdessen eine Drossel.

- Basisvorspannung / Arbeitspunkteinstellung grundsätzlich nur über Spannungsteiler, nicht einfach nur über Gegenkopplung vom Kollektor oder gar einfach nur Vorwiderstand von Plus.
Nur so hat die Schaltung die Chance, reproduzierbar immer etwa das Gleiche Ergebnis zu liefern und so funktioniert die Schaltung auch bei leicht veränderter Betriebsspannung ohne groß ihre Eigenschaften zu verändern. Sollte aber alles klar sein, gilt ja für Transistorverstärker generell.
Arbeitspunkt in "Klasse A" wählen. Der Kollektor(gleich-)strom sollte höchstens 10% von Ic max betragen, also in der Regel irgendwas zwischen 1 und 10 mA.

- Keinesfalls nur die Basis-Emitterkapazität des Transistors als Rückkopplung verwenden. Geht zwar in vielen Fällen auch, macht die Schaltung aber wieder sehr stark von den verwendeten Transistoren und von der Betriebsspannung abhängig.

- Transistoren verwenden, deren Transitfrequenz einiges höher liegt als die Frequenz, auf der der Oszillator schwingen soll. Auch wenn man selbst einen UKW-Oszillator noch mit BC547 zum Schwingen bekommt, zuverlässig unter verschiedenen Bedingungen (Spannung, Temperatur usw.) ist das nicht... Am besten eignen sich meiner Meinung nach Transistoren, die man auf der gleichen Frequenz in Antennenverstärkern verwendet, also bei UKW z.B. BFR96, BFW92 usw.
Es lohnt sich auch, mal die Datenblätter zu lesen, oft steht da die Rauschzahl des Transistors drin, diese sollte natürlich auch möglichst klein sein (und zwar auch schon im NF-Bereich).

- Tiefpass in die Spannungsversorgung des Oszillators um eventuelles Rauschen der Stromquelle vom Oszillator fernzuhalten (könnte als FM mit auf den Träger moduliert werden und diesen wieder unnötig verbreitern).

- mindestens eine weitere Transistorstufe zur Pufferung (Entkopplung) dahinter, diese so auslegen, dass sie noch nicht so sehr verstärkt, Emitterschaltung vernünftiger Arbeitspunkteinstellung und Stabilisierung, also Emitterwiderstand, Spannungsteiler für Basisvorspannung & Co., nicht einfach nur mit Spannungsgegenkopplung vom Kollektor oder Vorspannung von Plus und ohne Emitterwiderstand.

- Signalabgriffe, z.B. für eine PLL oder für was auch immer, nicht direkt an den Oszillator, sondern an die Pufferstufe.

- Lieber zwei Pufferstufen mit kleiner Verstärkung verwenden statt nur einer die stark verstärkt, auch hierfür geeignete Transistoren verwenden, am besten die gleichen wie für den Oszillator

- Die Oszillatorspule mit möglichst kleinem Durchmesser aufbauen, ist mechanisch stabiler (geringere Mikrofonie-Effkte) und erzeugt ein schwächeres Magnetfeld, so dass man weniger aufwendig abschirmen kann.

- HF-gerechter Aufbau hat Vorrang vor "schöner Anordnung " der Bauteile

- Alles, was HF-mäßig "kalt" sein soll mit 100 nF abblocken, Ausnahme ist der NF-Eingang, den so abblocken, dass er HF-mäßig kalt ist aber NF noch problemlos (!) durchlässt.

Wenn man das nur alles beachtet kann man auch schon nur "pi * Daumen" und ohne besondere Kenntnisse für unsere Zwecke sehr gute Oszillatoren bauen, die zumindest nicht unnötig stark rauschen und akzeptabel stabil sind.

Es ärgert mich nur etwas, dass in vielen einfachen Bauvorschlägen oftmals ALLES genau "falsch" gemacht wird, wo es mit dem gleichen Aufwand zumindest wesentlich BESSER geht.
Typisches Beispiel dafür ist das hier:

Wird hier auf der HP leider als "guter Sender" bezeichnet...

Ein Beispiel, wo fast alles "richtig" gemacht wird (alles allerdings auch nicht, aber schon um Welten besser als im ersten Beispiel) gibt es auf der HP aber auch: http://senderbau.egyptportal.ch/images/schaltzip/5wsender.pdf .

Darf gerne ergänzt oder korrigiert werden.

Antworten:

Hi,

vorweg ein direkter Hinweis, der sich hier nur zu schön anbietet. Schau doch mal in den "UHF Modulator als Tv Sender" Thread - ich habe dort einen Link gepostet zu dem (meiner Erfahrung nach) besten Videosender auf dem Consumermarkt der im normalen Tv Band sendet. "Beste" im sinne von es is der Stärkste den man kaufen kann (aus der RF serie) und die Sender sind verhältnissmäsig recht aufwendig aufgebaut. Mich würds freuen wenn du ihn dir ersteigerst, und dann hier gerne "fachlich zerlegst" weil er ja bestimmt soo schlimm + schlecht sendet *augenzwinker* - ne im ernst, würd mich freuen, wenn du ihn dir holst (mega selten!) und mal ausführlich testest mit deinen Messgeräten - oder auch - welche Reichweiten kann jemand mit deinem enormen Antennen-Kentniss-Stand da wohl rauskitzeln? Passende Taschenfernseher gibt´s ja auch beim gleichen Auktionshaus noch dazu.

Zum Thema. Ich fänd´s besser, wenn du die Oszillatorschaltungen mit einem kleinen Plan versehen hättest - keine konkreten werte aber beispiel im Plan "C1" und dann kommentar "C1 sollte möglichst groß sein" etc pp.

Ich hab mir das Durchgelesen, und stimme mit vielem überein. Die wenigen Erfahrungen, die ich mit UKW-Senderbau habe stimmen mit deinen überein (mangels Bedarf wenig erfahrungen). 2 Getrennte Varicaps abstimmen / Modulation etc pp stimmt alles, allerdings "meiner Meinung nach" ists in diesem Bereich jetzt nicht soo kritisch, ob der Transistor ´ne Spannungsgegenkopplung hat von Basis nach Kollektor, oder einen genau eingestellten Basisteiler. Kommt halt auch drauf an, wie man die Schaltung aufbaut.

Allerdings trotz der guten Intentionen erneut an der Zielgruppe vorbei. Die "BC547 Sender" "dominieren" leider den Selbstbau (was man so sieht) die einzigen Variationen sind dann noch die 2-Stufigen Sender oder die, wo man irgendwie versucht einen 50nW Sender "aufzumotzen". Diese Sender werden aber oft gebaut, weil sie nunmal einfach fast immer irgendwie zum laufen zu bringen sind - da habe ich schon abenteuerliche Steckboard aufbauten gesehen, da grausts einem - dennoch hat der Sender "funktioniert" (wie halt, aber wenn man sieht was manche schon für "gesendet" erachten is das relativ).

von Elektronikbastler - am 20.03.2015 14:32
Ich kann das von Power-FM bestätigen, solche Oszillatoren wie im 5wsender.pdf sind sehr frequenzstabil und geben ein saubeses Signal. Ich habe die Schaltung mal einem guten Empfänger (ITT Touroport 220) abgeguckt, und selbst als kleinen "Prüfsender" aufgebaut.

Noch eine kleine Ergänzung. Die Varicap-Diode wird mit der Spannung im Schwingkreis eben auch verstimmt, moduliert sich also quasi selbst. Man kann das verbessern, indem man zwei Varicap in umgekehrter Polung in Serie schaltet. Steigt die Spannung im Schwingkreis erhöht sich die Kapazität der einen, während die der anderen zurückgeht. Das gleicht sich gegenseitig aus und macht so das Ausgangssignal noch sauberer. Die Audio- oder Abstimmspannung wird zwischen den beiden Varicap-Dioden eingespeist.

Man kann das Spiel noch weiter treiben wie Revox beim B760 Tuner. Dort werden grössere Gruppen von parallel und seriell geschalteten Kapazitätsdioden verwendet. (Den Schaltplan gibt es online, der B760 ist wirklich sehr aufwändig gebaut)

von Der einsame Pirat - am 20.03.2015 16:57
Noch ein paar Zeilen zum eigentlichen Thema, und auch wieder genau so unwissenschaftlich geschrieben wie oben, ich habe auch nicht für alles eine genaue Erklärung warum das so ist:

- Im Oszillator keine Ferrit-Bauteile verwenden. Damit meine ich nicht nur die Oszillatorspule, sondern auch die HF-Blocker nicht mit Ferritbauteilen ausrühren (die bekannten Drosseln im 6-Loch-Kern sind auch Ferrit-Bauteile!) Auch die Drossel die die Abstimmspannung abblockt sollte keinesfalls aus Ferrit sein. Warum das so ist weiß ich auch nicht , aber Ferritbauteile verschlechtern das Rauschen so sehr, dass ich das selbst mit meinem absoluten Amateurmitteln noch feststellen kann.

- Und noch mal: Die DC-Arbeitspunkteinstellung ist enorm wichtig und muss vernünftig gemacht werden (Basisspannungsteiler), wenn man wirklich gute Ergebnisse haben möchte.
Die Schaltung zum schwingen zu bekommen ist dabei nicht das Problem, das klappt fast immer irgendwie. Wenn man die DC-Einstellung schon total vermurkst, kann es passieren, dass der eine der Diodenstrecken im Transistor wie eine Z-Diode wirkt. Eine Z-Diode rauscht wie verrückt, Z-Dioden (oder auch absichtlich als Z-Diode geschaltete Transistoren) verwendet man sogar als Rauschquelle für Rauschgeneratoren...

von Power-FM ne - am 07.04.2015 18:09
Zur Information:
MySnip.de hat keinen Einfluss auf die Inhalte der Beiträge. Bitte kontaktieren Sie den Administrator des Forums bei Problemen oder Löschforderungen über die Kontaktseite.
Falls die Kontaktaufnahme mit dem Administrator des Forums fehlschlägt, kontaktieren Sie uns bitte über die in unserem Impressum angegebenen Daten.