Colpitts Oszillator schwingt nicht

Ich wollte mal etwas mit FETs und analogen Schaltungen experimentieren und habe diese Schaltung hier nachgebaut:

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Allerdings habe ich statt den BF245A einen 2SK246 verwendet, den ich hier noch liegen hatte. Leider schwingt es nicht. Müsste so bei 5 MHz schwingen, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Macht das der 2SK246 noch mit? Habe im Datenblatt dazu keine Frequenzangaben gefunden.

Ok, könnte natürlich auch am Aufbau liegen, aber ich habe es dann auch mal in ltSpice eingegeben und schwingt auch nicht (Schaltung unten). Die Schaltung im Examples-Verzeichnis von ltSpice, die auch colpits heisst, sieht auch ganz anders aus. Läuft die Schaltung in Wikipedia nur mit dem BF254A und was muss man ändern, um es mit dem 2SK246 zum laufen zu bringen, oder dem FET in der ltSpice Schaltung?

Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE 352 -16 144 -16 WIRE 352 16 352 -16 WIRE 352 112 352 96 WIRE 464 112 352 112 WIRE 560 112 464 112 WIRE 640 112 624 112 WIRE 464 128 464 112 WIRE 144 144 144 -16 WIRE 352 144 352 112 WIRE 640 208 640 112 WIRE 352 256 352 240 WIRE 464 256 464 192 WIRE 464 256 352 256 WIRE 352 288 352 256 WIRE 464 288 464 256 WIRE 144 384 144 224 WIRE 304 384 304 208 WIRE 304 384 144 384 WIRE 352 384 352 368 WIRE 352 384 304 384 WIRE 464 384 464 352 WIRE 464 384 352 384 WIRE 640 384 640 288 WIRE 640 384 464 384 WIRE 352 416 352 384 FLAG 352 416 0 SYMBOL voltage 144 128 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 9 SYMBOL njf 304 144 R0 SYMATTR InstName J1 SYMATTR Value 2N5484 SYMBOL ind 336 0 R0 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 22µ SYMBOL cap 448 128 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 27p SYMBOL cap 448 288 R0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 220p SYMBOL cap 624 96 R90 WINDOW 0 0 32 VBottom 0 WINDOW 3 32 32 VTop 0 SYMATTR InstName C3 SYMATTR Value 1n SYMBOL res 624 192 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 336 272 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1500 TEXT 112 440 Left 0 !.tran 100m startup

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Frank Buss
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Hallo Frank,

L und C parallel (unteres Ende con C2 nach +9V) und einen viel größeren Lastwiderstand und schon schwingt es gar freudig.

HTH & Grüße,

Robert

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Robert Rudolf

Habe mal 100 k Lastwiderstand eingebaut in die ltSpice Schaltung statt

10 k und das untere Ende von C2 nach +9V gelegt und jetzt schwingt es tatsächlich. Die 20 V Amplitude kommen mir aber schon ein wenig merkwürdig vor. Mal sehen, ob ich jetzt auch die reale Schaltung ans laufen bringe.

Ist die Wikipedia-Schaltung also nicht so optimal, oder liegt es tatsächlich am FET, wie die Schaltung aussehen muß?

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Frank Buss

Genügt nicht, einen C // über die Batterie zu legen?

w.

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Helmut Wabnig

Was sollte das bei ltSpice bringen? Die Batterie ist ideal mit 0 Ohm Innenwiderstand und der Kondensator ist ebenfalls ein idealer Kondensator, nur mir einer Kapazität, sodaß seine Anwesenheit parallel zur Batterie nichts an der Schaltung ändert.

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Frank Buss

Eine Rakete isser nicht, aber 5MHz sollte er packen. Die recht hohen Kapazitaeten streuen aber ueber die Fertigung sodass die Frequenz eher wie ein Lotto ist.

SPICE gaukelt eine irreale Welt vor. Z.B. gibt es kein Rauschen und damit laeuft ein Oszillator nicht an. Wenn Du die Schaltung realistischer machst mit Serien-R in der Quelle, 100n Abblock-C und dann mit 100nsec oder so einschaltest loeppt die Schaltung. Mit dem normalen Startup oder uic schlabbert das in 20usec reicht es nicht immer. Normalerweise startet ein Oszillator aufgrund des Rauschens. Habe es mal angehaengt.

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Joerg

Nicht so ganz. Probier's mal :-)

Aber setze ein paar Ohm in Serie mit der Batterie. Doch das Hauptproblem ist die Anschwingbedingung. In SPICE brauchen Sachen einen "Schubs", da es im Simulator (normalerweise) nicht rauscht.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Danke, damit läuft es in ltSpice. Aber warum braucht die Schaltung LTC\LTspiceIV\examples\Educational\colpits.asc sowas nicht?

In der richtigen Schaltung schwingt es aber noch nicht. Habe verschiedene Serienwiderstände in der Spannungsversorgung von 10 Ohm bis

330 Ohm probiert und Abblockkondensatoren wie in der ltSpice-Schaltung. Ich vermute mal, so ein Tiefpassfilter ist sinnvoll, um es vom Netzteil besser zu entkoppeln und die Wirkung der Zuleitungen zu vermindern? Vielleicht ist der FET doch zu langsam, oder ich sollte es mal auf Lochraster statt auf der Steckplatine aufbauen?

Ich habe mal in ltSpice eine weitere Variante probiert, die zweite hier:

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Die schwingt auch ohne spezielle Vorkehrungen an.

Eigentlich wollte ich nur ausprobieren, wie schnell der FET ist, da ich ein Photodiodesignal verstärken will. Ich möchte über eine Entfernung

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Frank Buss

Da haengt der Schwingkreis am Gate, was besser ist. Er hat auch keinen

10:1 Faktor im kapazitiven Teiler. Dann reichen die 20usec Startup.

Du brauchst immer einen Abblock-C, denn HF-maessig taugt weder eine Batterie noch ein Netzteil.

Kann sein dass der japanische JFET doch zu schlapp ist. Sowas sollte auch auf einem Steckbrett gehen.

Klar, da geht die Rueckkopplung ja auch auf die Basis. Die erste Variante duerfte etwas bockiger sein, sollte aber ok sein da selbst ein

2N3904 nicht sehr lahm ist.

Ok, bis ein paar hundert kHz kriegt man sowas gedrueckt, aber dann geht die Luft aus.

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Wenn der Gleichanteil nicht wichtig ist weil alles im NRZ-Code laeuft koennte man es auf die ganz dekadente machen: Photodiode in Sperrichtung vorspannen. Sollte man immer machen weil dann die ihre Kapazitaet niedriger wird und das ist immer gut wenn es auf Geschwindigkeit ankommt. Bei der Osram Diode kannst Du ohne Bedenken bis 12V oder so gehen, bei schnelleren Varianten muss man oft unter 4V bleiben.

Dann Kondensator dran, den auf 50ohm Lastwiderstand. Hinten MMIC dranhaengen, bei Bedarf mehrere hintereinander. Die gibt es fuer einige Groschen. Die feine englische ist das aber nicht.

Billig ist auch die Zweckentfremdung von Logik-Chips fuer Analog, damit kommt man in Deinen Geschwindigkeitsbereich:

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Von den Kosten her fast unschlagbar. Bei 74HC sollte man nicht ueber 3V VCC gehen, sonst fliesst zuviel Ruhestrom und es wird heiss. Die Osram Diode kannst Du trotzdem mit 12V vor spannen, oder 10V, oder was immer vorhanden ist. Gut RC-filtern, fliesst ja nix.

Sowas habe ich auch schon mit buffered Invertern gebaut, aber da muss man aufpassen weil das HF-kritisch im Aufbau wird und schnell schwingt. Das Radio geht aus, Gekrissel auf dem Fernseher bei Frau Suhrbier, es faengt an nach Ampere zu riechen ... :-)

Im Prinzip kann man das auch alles diskret aufbauen und fuer flottere Sachen ist der BFS17 ein dankbarer Geselle. Aber sieh mal in der Kiste nach, da muesste sich doch wenigstens ein Videoverstaerker oder was in der Art finden, die sind nicht teuer. Ansonsten sind z.B. NJM2137 nicht sehr teuer, rund $1 fuer einen Dual. Bias Current ist nicht so dolle, aber bei Micrel bekommt man fuer das Geld nur einen Amp und wenn die Kosten wichtig sind geht er vielleicht:

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DC-Anteil musst Du bei offener Strecke meist kappen, denn sonst bringt Tageslicht oder Zimmerbeleuchtung die Sache schnell an den Poller.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Deshalb müssen die Verlustwiderstände bei C und L auch immer entsprechend einbezogen werden. Ohne die, ist Simuliererei bestenfalls Tonne.

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mfg hdw
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Horst-D.Winzler

Am 08.05.2011 06:36, schrieb Dieter Wiedmann:

Etwas mehr Milde bitte. Auch Bastler wissen um Verlustwiderstände und Unsymmetrien und beachten die auch hinreichend. Wozu gibt es schließlich teure Meßgeräte die Bauteile wie L,C,R in Kenngrößen angeben!

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mfg hdw
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Horst-D.Winzler

"Frank Buss" schrieb im Newsbeitrag news:iq3ta3$2bp$ snipped-for-privacy@newsreader5.netcologne.de...

Hallo Frank,

Jfets haben eine sehr kleine Steilheit verglichen mit bipolaren Transistoren. Deshalb müssen die Schwingkreise dann "hochohmiger" ausgelegt sein. Die von dir verwendete Schaltung ist für 100MHz und mhöher sinnvoll, aber bestimmt nicht für 5MHz.

Für deine Frequenz nimmt man Colpitts in mit Transistor in Drainschaltung(Kollektorschaltung). Siehe ganz unten auf dieser Seite.

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Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Horst-D.Winzler schrieb:

Dennoch bleibt Joerg Bastler.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Am 08.05.2011 10:06, schrieb Dieter Wiedmann:

Nix Widerspruch. Nur eben nicht generell für alle Bastler.

--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler

d

Ein Oszillator der auf Anhieb schwingt mit dem stimmt etwas nicht.

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wernertrp

Ein idealer Kondensator parallel zu einer idealen Spannungsquelle ist eine Singularität. Was dabei herauskommt, bleibt der Fantasie der Schaltungssimulation überlassen.

So als Denkanregung: er enthält geladen den Energiegehalt C*U^2/2. Der Beitrag der Spannungsquelle dazu ist Q*U = C*U^2. Ein anderes Bauteil, das Energie aufgenommen haben könnte, existiert nicht.

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David Kastrup
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David Kastrup

Sagt jemand der allen Ernstes meinte in Australien seien Designs fuer

240V ausreichend?

ROFL

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Habe hier noch einen BFW92 gefunden. Nach der Anpassung des Basiswiderstands (per Poti ausprobiert) schwingt es jetzt, sogar mit 10 MHz, in ltSpice und auf dem Steckbrett:

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Vielleicht ist jetzt ein guter Zeitpunkt, mal etwas über Arbeitspunkteinstellung usw. im The Art of Electronics nachzulesen, was schon viel zu lange hier Staub fängt :-)

So wichtig sind die Kosten nicht, wollte es nur für Hobbynachbau nicht allzu teuer machen. Vielleicht probiere ich ja doch mal den AD8014 aus, den es für 2,70 Euro gibt, was auch noch nicht die Welt ist. Nur die 16 Euro Photodiode wäre wohl total überdimensioniert, aber ich hoffe ja immer noch, daß die SFH229 funktioniert.

Das wäre kein Problem, den optischen Weg könnte ich wohl größtenteils gegen Fremdlicht abschirmen.

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Frank Buss

Ja, scheint so zu sein. Habe letztens aber mal einen Verstärker mit einem OP gebaut und der schwang ganz von alleine :-)

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Frank Buss

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