Colpitts Oszillator schwingt nicht

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

http://de.wikipedia.org/wiki/Colpitts-Schaltung

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

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
Hallo Frank,

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

HTH & Grüße,

Robert

Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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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?

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
On Sat, 07 May 2011 18:03:30 +0100, Robert Rudolf

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

w.

Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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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.

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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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.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com /

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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
Am 07.05.2011 20:29, schrieb Frank Buss:
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Deshalb müssen die Verlustwiderstände bei C und L auch immer
entsprechend einbezogen werden. Ohne die, ist Simuliererei bestenfalls
Tonne.

--
mfg hdw

Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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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.

--
David Kastrup

Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
This is a multi-part message in MIME format.
--------------040100050306010300040004
Content-Type: text/plain; charset=ISO-8859-15
Content-Transfer-Encoding: 8bit

Frank Buss wrote:
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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.


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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.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com /

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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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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:

http://www.edaboard.com/thread188277.html

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 <1
cm bis zu 10 MBit übertragen. Habe hier die SFH229 liegen, die laut
Datenblatt 10 ns Anstiegs- und Abfallzeit hat, sodaß das also eigentlich
gut damit gehen sollte. Mit der Schaltung hier:

http://www.zen22142.zen.co.uk/Circuits/Interface/irext5.htm

Konnte ich auch sauber bis 10 kHz übertragen, wobei ich die 5M6
Widerstände durch 820 k ersetzt habe, bei R1 noch 100 pF parallel
schalten musste, um Überschwinger zu vermeiden und bei IC2 R4
weggelassen habe, sodaß ein schönes Rechteck am Ausgang von IC2 rauskam.
Nur in der hohen Geschwindigkeit habe ich keine Op Amps hier, da man ja
schon irgendwas um die 100 MHz GBW brauchen würde, denke ich mal.

Hier habe ich einen Artikel dazu gefunden, wie man es machen könnte:

http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/improved-photodiode-pre-amp-uses-current-feedback-.aspx

Aber die S1223 Photodiode kostet bei Farnell fast 16 Euro, und der
AD8014 ist auch nicht gerade preiswert. Also nicht gut, wenn ich das mal
im Internet zum Nachbau veröffentlichen möchte. Daher die Idee, das
diskret aufzubauen, da Bestückungskosten bei Hobbyprojekten keine Rolle
spielen und eine spezielle Schaltung bei hohem Lichtpegel an der
Photodiode für Digitalsignale ja eigentlich auch nicht so aufwendig sein
sollte, um da einen Hochfrequenz Op Amp einsetzen zu müssen. Und ich
kann dabei noch was lernen :-)

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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Da haengt der Schwingkreis am Gate, was besser ist. Er hat auch keinen
10:1 Faktor im kapazitiven Teiler. Dann reichen die 20usec Startup.


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


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


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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.


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


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http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/improved-photodiode-pre-amp-uses-current-feedback-.aspx
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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:

http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/5mhzfbvr.htm

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:

http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedia.do?_mediaId13%4

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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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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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:

http://www.frank-buss.de/tmp/colpitts.zip

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 :-)

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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.

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

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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Arbeitspunkteinstellung nur ueber einen Widerstand ist so eine Sache,
weil das dann vom hfe des Transistors abhaengt. hfe kann ueber
verschiedene Produktionschargen streuen.


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Doch, mit der sollte das gehen. Opamp Empfehlungen kann ich aber nicht
so recht geben weil ich nicht weiss was man bei Euch in den Laeden
bekommen kann.


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Kommt drauf an wieviel "groesstenteils" im Verhaeltnis zum Nutzsignal
ist :-)

--
Gruesse, Joerg

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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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Soll kein Serienprodukt werden, daher könnte ein Poti doch auch gehen,
oder ist das dann nicht temperaturstabil?

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Gut bestellen kann ich bei farnell.de, da die glaube ich mittlerweile
auch keinen Mindermengenzuschlag mehr haben. Aber am besten nur auf
Lager, da aus USA 20 Euro zusätzlich kostet.

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Ich denke das könnte ich durch zwei ineinander verschachtelte Röhrchen
abschirmen, also ein Röhrchen am Sender und z.B. eins kleineren
Durchmessers am Empfänger befestigt. Da sollte so leicht kein Licht um
die Ecke kommen.

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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Dann geht das. Ein BFS17 ist allerdings HF-maessig "heiss". Etwas zuviel
Kapazitaet vom Metall im Poti in die falsche Richtung und er traellert
eine Arie.


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Fuer Dich ist es natuerlich kein Problem. Ich dachte dass es mit in die
Web-Veroeffentlichung der Optikstrecke sollte.


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Bei wenigen Zentimetern Strecke sollte das gehen.

--
Gruesse, Joerg

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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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Das wäre auch kein Problem, da man, zumindest in Deutschland, per HBE
bei Farnell bestellen kann:

http://www.hbe-shop.de/katalog /

Falls es einer aus USA nachbauen will, wäre dann Digikey wieder gut.

Kennst du denn einen guten Op Amp, den man nehmen könnte? Den NJM2137
gibt es bei Farnell nicht und der AD8014 wäre wohl was overzided für so
einen einfachen Anwendungsfall.

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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Warum denn einen Zwischenhaendler zum Disti? Ihr habt doch farnell.de,
da kann man ja direkt bestellen.


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Der LT1722 und der MIC912 sollten passen, aber so einen Deal wie bei NJR
bekommt man dann nicht.

Den MIC hat Farnell allerdings nicht und der LT1722 kostet viel mehr als
bei uns. Die Suchmaschine bei denen kann man vergessen. Die von ST ist
allerdings noch schlimmer, die haben es inzwischen tatsaechlich
geschafft das "Web Design" voll in den Sand zu setzen.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com /

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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht

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Darf man da mittlerweile auch als Normalsterblicher bestellen? Letztens
noch war das nur Gewerbetreibenden und Studenten vorbehalten.

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Ok, dann wird es vielleicht wieder eine Digikey-Bestellung. Warte ich
noch was, bis ich weiss, was ich sonst noch für das Projekt brauche,
damit der Versand nicht unverhältnismäßig teuer wird.

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Ja, die ist nicht besonders von Farnell. Liegt wahrscheinlich auch
daran, daß die die Bauteile nicht so ausgefeilt datenbankmäßig erfasst
haben, wie bei Digikey. Und ich sehe gerade, die Beschwerde an ST aus
den gesammelten Meldung von s.e.d hat scheinbar nichts geholfen, immer
noch diese nervige Flash-Animation als Produktsuche.

--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
Frank Buss schrieb:

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Wo siehst Du da Flash?

Christian
--
Christian Zietz  -  CHZ-Soft  -  czietz (at) gmx.net
WWW: http://www.chzsoft.de /
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Re: Colpitts Oszillator schwingt nicht
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Ok, die Suche scheinbar nicht, aber der Produktkatalog wird bei mir als
Flash-Animation angezeigt:

http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=productSelector

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