Grundwellenquarz auf Oberwelle schwingen lassen

Startbeitrag von Power-FM am 20.01.2018 08:57

Ich habe mal wieder eine grundlegende Frage. Vielleicht geht das was ich vor habe auch überhaupt nicht? Nach meinem (beschränkten) Verständnis sollte es aber schon gehen.

Ich habe ein 10,7 MHz Quarz, mit dem ich einen Oszillator auf der 9. Oberwelle bauen möchte. Es handelt sich um ein Grundwellenquarz.
Prinzipiell müsste es doch funktionieren, da Grundwellenquarze ja auf ihren Oberwellen ebenfalls Resonanzen haben.
Ich habe es bisher aber noch nicht geschafft, dass der Quarz auf der 9. Oberwelle ( 96,3 MHz, und nein, dass soll kein UKW-Sender werden und auch nicht moduliert werden) schwingt.

Versucht habe ich das so, Oszillatorschaltung in Basisschaltung (Rauschverhalten usw. ist nicht so toll, ist aber für den gewünschten Zweck egal):
[attachment 513 osz.gif]

Alledings schwingt der Qzarz entweder auf seiner Grundwelle oder aber es ensteht einfach ein freischwingender Oszillator aus dek Kollektorschwingkreis, je anch Stellung der Trimmer und Wahl der Widerstandswerte.
Auch wenn ich in Reihe zu dem Quarz einen Kondensator oder Trimmerkondensator schalte habe ich, je nach Wert des Kondensatorts enweder einen freischwingenden Oszillator oder der Quarz schwingt auf der Grundwelle.

Mein Gedanke war eigentlich, dass durch den Schwingkreis am Kollektor der Verstärker nur auf der gewünschten Oberwelle ausreichend Verstärkung bekommt und dadurch der Quarz auf seine Oberwelle gewzungen wird weil auf 10,7 MHz keine Verstärkung vorliegt, also die Schwingbedingung nicht erwüllt ist.

Aber das geht wohl doch nicht!?
Oder was mache ich falsch?
Ich habe sowas noch nie vorher gemacht...

Antworten:

Ich habe in meinen Produkten bisher maximal Quarzoszillatoren im fünften Oberton schwingen lassen. Das geht so: Parallel zum Quarz muß noch eine Spule, die die Halterkapazität des Quarzes (ca. 3pF) bei 96,3 MHz auf Parallelresonanz abstimmt. Das verhindert, daß eine Rückkopplung auf 90 - 100 MHz über die Halterkapazität stattfindet. Dein Parallelkreis am Kollektor ist wahrscheinlich zu breit. Versuche es mit halb so viel L1 und doppeltem C2 oder 1/4 L1 und 4 * C2. Wenn der Kreis zu breit ist, passiert es, daß die Verstärkung auf tieferen Frequenzen noch zu groß ist und der Oszillator auf 10,7 Mhz oder 30 MHz auch anschwingen kann. Bitte bedenke noch, daß der Quarz hier in Serienresonanz laufen soll und er hat dabei im 9. Oberton vielleicht schon 100 Ohm Serienwiderstand.
Die Oszillatorschaltung sollte deshalb auch schwingen, wenn statt des Quarzes ein 100 Ohm Widerstand (mit 10 nF zur DC Trennung in Serie) verwendet wird.
Mit Meßgeräten geht die Entwicklung so: man nimmt man den Quarz und wobbelt erst einmal vom Eingang zum Ausgang von 50..150 MHz den Frequenzgang. Dann schaltet man die Kompensationsspule parallel und sucht den Wert, der für Sperrung bei 86,3...106,3 MHz sorgt. Dann würde ich den Wobbler schmalbandig von 96,2...96,4 MHz wobbeln lassen und schauen, wie groß die Einfügungsdämpfung bei 96,3 MHz ist. Statt Quarz kann dann ein Widerstand benutzt werden und Du bestimmst, wieviel Ohm die gleiche Einügungsdämpfung erzeugen. Der Widerstand mit irgendeinem Reservefaktor (wenigstens 1,5) kommt dann statt Quarz in deine Oszillatorschaltung. Und die wird dann zum Laufen gebracht, was wahrscheinlich mit dem schlappen BC547 scheitert.

Ohne Meßgeräte wird das schwierig...

von Oszillatormann - am 20.01.2018 19:29
Danke für die Hinweise. Ich probiere mal weiter.
Den BC547 könnte man ja einfach gegen einen BF199 oder ähnlich ersetzen. Daran soll es nicht scheitern.

Ich könnte ggf. auch damit leben, wenn ich den Quarz auf der 7. Oberwelle zum Schwingen bekomme, was aber wohl genau so schwierig ist.

Ziel der Sache soll übrigens werden, ein Signal von 85,6 MHz auf 10,7 MHz herunter zu mischen.

von Power-FM ne - am 21.01.2018 08:18
Der 7 Oberton geht schon einfacher, weil der Serienwiderstand des Quarzes im 7. Oberton schon kleiner ist als im 9. Oberton.

von Oszillatormann - am 21.01.2018 10:53
Ein Problem hat die Schaltung noch: Der Transistor läuft in Basisschaltung. Er hat deswegen als Stromverstärkung nur knapp 1, vielleicht 0,9. Wenn Du 1mA Wechselstrom aus dem Quarz kommend in den Emitter einspeist, kommt nur 0,9mA oben am Kollektor wieder raus. Davon verheizt der Schwingkreis etwas - er soll ja bei 70 MHz schon anständig dämpfen - und so bleiben für den Quarzeingang am oberen Ende vielleicht nur noch 0,5mA. Du hättest jetzt aber über 1mA gebraucht, damit der Oszillator schön anschwingt und weiterschwingt.
Ich erzeuge in Oszillatoren die notwendige Stromverstärkung deshalb immer im Schwingkreis. Dazu muß der Quarz an einen Spulenanzapf oder der Trimmer benötigt einen weiteren Reihenkondensator und du baust damit einen kapazitiven Teiler. Am Mittelpunkt des kapaziven Teilers gibts dann Stromverstärkung. In der Schaltung mit festem C statt des Quarzes besteht der kapazitive Teiler aus dem C zwiwchen Collektor und Emitter und der Emitter- Basis-Kapazität im Transistor. Der liegt über C1 und den 9V Abblocker dann dem Trimmer parallel. Und der 9V Abblocker ist nur deshalb nötig, weil C1 ungünstiger nach Minus liegt.

von Oszillatormann - am 21.01.2018 20:21
Ich habe es erst mal aufgegeben. Ohne Messtechnik ist das nur stochern im Dunkeln.
Dann kommt da jetzt notgedrungen ein freischwingender LO rein. PLL ist für den Zweck zu aufwendig, Quarz wäre halt schön gewesen weil Schaltungstechnisch wenig Aufwand ;-).

von Power-FM ne - am 30.01.2018 18:24
Anbei noch 2 Schaltungen, in denen Oberwellen-Quarze eingesetzt wurden.
[attachment 514 100mhzosc.png]

Die Schaltung ist für 100MHz-OW-Quarze und 5V Betriebsspannung ausgelegt.

[attachment 515 ne612konv.png]

Hier wird der Quarz auf der 3.OW betrieben.

Die handschriftlichen Werte dürften sich auf L6 und C2 beziehen, wenn ein 48MHz-Quarz
eingesetzt wird. (Verwendungszweck : Konverter von TV-ZF nach 10,7MHz) .

Ob das mit der 9.OW machbar ist, weiss ich nicht.
Vieleicht ginge der Oszillator auf 3.OW und eine weitere abgestimmte Transistor-Vertsärkerstufe als Verdreifacher (3x3=9fache Quarz-Frequenz) .

von carkiller08 - am 01.02.2018 23:14
http://www.f6evt.fr/fa-2011-09-low-phase-noise-osc.pdf

Hier wird ein MMIC (BGA616) verwendet (mitgekoppelter Verstärker) mit einem 116MHz-Quarz .
Erwähnt werden u.a. Quarze für den 7.OT..

Bei Anschwing-Schwierigkeiten kann der Quarz kurzgeschlossen werden und der Schwingkeis
auf die gewünschte Eck-Frequenz eingestellt werden.

Dei Daten für den Übertrager T622 müsten wohl ermittelt werden, da nur auf eine Bezugswuelle
hingewiesen wird.

von carkiller08 - am 07.02.2018 22:45
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