spoel in collpitts oscilator vraagje.

't ferriet is binnen. Mijn huis-vlijt-spoeltje kan van 50uH naar 320uH verstemd worden. Prachtig!

Het moet inderdaad uiteindelijk een positie-opnemer worden. De uiteindelijke slag weet ik nog niet.

Als ik met de schroevendraaier de boel maar 2% kan verstemmen is een heel nauwkeurige meting van de frequentie vereist. Maar nu valt best een behoorlijk frequentie-bereik te kiezen. En je kan mikken op een meetbare verschuiving. Als de "factor 5" zoals ik hierboven heb gemeten te veel is voor deze oscilator om te volgen, dan beperken we de boel gewoon mechanisch. Of we nemen een kleiner stuk ferriet. Een resolutie van zeg 1:100 over het hele bereik is net voldoende, 8 bits zou prima zijn, tien iets beter. Als de frequentie op zeg 1-4 MHz te mikken is, zien we 10000 tot 40000 oscilaties per 10ms. Ruwweg 15 bits :-) . Lijkt me een prima basis.

Googlend naar "clapp", vond ik:
http://www.sentex.ca/~mec1995/tutorial/xtor/xtor7/xtor7.html
met in fig 8 de clapp. Met 2.5mH gebruikt die een "heel dikke spoel". Moet ik weer alle impedanties gelijk mikken? En dan een 1:5:15 verhouding voor C1, C2, C3 kiezen?

[Bericht gewijzigd door rew op woensdag 6 mei 2015 18:36:50 (12%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi rew,

Je hebt het nog niet gehad over de stabiliteit...
De eerste oscilator waar je mee begon heeft als voordeel dat de inwendige capaciteiten van je active element bijna niet meespelen.
Dit komt door de hoge waarden van de condensatoren.

Je krijgt uiteindelijk te maken met een mechanische nauwkerigheid en de stabiliteit van de oscilator schakeling zelf.

Je kan wel 10 bit willen, maar als de andere eigenschapen daarvoor niet optimaal zijn, krijg je natuurlijk een gammel regelsysteem.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Op 6 mei 2015 18:54:21 schreef blackdog:
Je hebt het nog niet gehad over de stabiliteit...

Het hoeft niet zo te zijn dat wat nu "50%" is, morgen weer 50% is. Als dat morgen ineens "55%" is, dan is dat niet zo'n probleem. Lineairiteit is ook niet zo belangrijk. Monotoon-heid darentegen wel.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi rew,

Als het monotoon moet zijn, dan moet je echt goed letten op de mechanica van het geheel.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

@ rew,

Een push push oscillator is heel simpel en werkt altijd op 12V 10V hf uit als je daar een antenne aan hang ga je de wereld rond.
In jou situatie heb je een 7414 of gelijkwaardig LC terug koppelen en klaar wil je een sinus uit tor er achter en een klein filtertje je gekozen impedantie uit.

Gr Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 6 mei 2015 17:57:16 schreef rew:
Googlend naar "clapp", vond ik:
http://www.sentex.ca/~mec1995/tutorial/xtor/xtor7/xtor7.html
met in fig 8 de clapp. Met 2.5mH gebruikt die een "heel dikke spoel". Moet ik weer alle impedanties gelijk mikken? En dan een 1:5:15 verhouding voor C1, C2, C3 kiezen?

Je had toch al een schema? De modificatie om daar een Clapp van te maken is kinderlijk eenvoudig en heb ik al gegeven.

Voorbeeldwaarden voor 1 MHz: L= 45u, C~800p; C1=C2= 3n3.

Omdat de L gevariëerd wordt, heb ik die met een kant aan massa getekend. Dat is ook de kant waar de kern in en uit gaat.
Als je met een variabele condensator zou werken, zou je die aan de massa-kant zetten, met de rotor aan massa.

--
Net als bij alle oscillatorschakelingen, kun je het massapunt in je ontwerp in principe vrij kiezen. Daardoor lijkt het soms alsof er verschillende Clapp's bestaan. Dat is echter niet zo; in alle gevallen zit de tor (fet)(buis) op dezelfde manier aan de kring. Ook hier zit de collector aan de kring - echter via de ontkoppelcondensator over de voeding.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

FET, thanks. Jij schud dit uit je mouw, terwijl ik er ondertussen anderhalve dag over heb zitten puzzelen en er HAAST uitwas om zoiets te gaan nemen. D'r zijn er een zwik die dan een "RFC" in de collector hebben hangen. En dat vind ik dan weer niet nodig, als in heb het gevoel dat het zonder kan. Kennelijk klopt dat. :-)

Ik had ook in mijn eerste schema R1=47k gekozen: 62k kon ik niet vinden. Belangrijk voor mij is dat ie oscilleert rond de 2.5V DC (met V+ = 5V) Juist dan lijkt me een iets kleinere R1 niet eens gek. Men lijkt wel te "kicken" op "mooie sinus", maar dat kan me niet schelen. Als ie maar netjes de 2.5V passeert.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
RAAF12

Golden Member

En dat de oscillator mooi opstart. Evt met een regelbare voeding checken dat ie niet afslaat bij bijv. 4.8V

@ rew,

Ik heb een testje gedaan met een 7404 werkt goed.

weerstand spoeltje en 2 condensators het afstembereik is voldoende voor wat je wil bereiken.

Welke center frequentie wil je et op laten oscilleren?

Gr Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Huidige plan is: "zo veel mogelijk, maar onder de 4MHz". Als we met een AVR de frequentie gaan tellen, kan het zijn dat je onder Fosc/4 moet blijven.

Als het afstembereik een factor vier wordt, dan zou het dus 1-4MHz worden. Dan is de vraag of je 2MHz (logaritmisch midden) of 2.5MHz (rekenkundig midden) het midden noemt.

Dubbelcheck:
1nF @ 1MHz: 1/jωC => 1 / (6M.10^-9) = 166 Ohm.
10uH @ 1MHz: jωL => 6M.10.10^-6 = 60 Ohm.

Nog voor de 2MHz komen ze mekaar tegen.

[Bericht gewijzigd door rew op vrijdag 8 mei 2015 06:45:51 (20%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rbeckers

Overleden

Als we met een AVR de frequentie gaan tellen, kan het zijn dat je onder Fosc/4 moet blijven.

Je kunt toch altijd delers voor een AVR zetten?
Een afstembereik van een factor vier is veel.

@ rew,

Zoals heer rbeckers al aangeef een factor 4 ga ik niet halen met een 180 graden teruggekoppelde oscillator en ik denk ook met een ander type niet waarvan je alleen de L veranderen wil!!!

Ik zal vanmiddag eens kijken hoever ik kan afstemmen.

Gr Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
fred101

Golden Member

http://www.circuitsonline.net/forum/view/48065/1/wunderhorn?query=wund…
Een hoop info over oscillators. Ik heb heel goede ervaringen met een oscillator die in de link hierboven Wunderhorn wordt genoemd. Ik moet nog ergens een pdf naar een onderzoek mbt dit type oscillator hebben. Daar wordt hij getest tot vreselijk lage spanningen en over een enorm frequentie gebied. Dat zul je echter nooit halen met alleen maar een spoel. Daarnaast zul je er waarschijnlijk ook wel achter komen waarom RF en voodoo familie van elkaar zijn.

Ik heb ooit fF gemeten met een oscillator en mijnbehoorlijk stabiele oscillator (op iets van 10 MHz dacht ik) vertikte het om precies terug te keren naar de begin frequentie. Alsof het ding geheugenverlies had.

Bij de uiterste frequenties met oscillators die een groot bereik hebben kunnen er nog meer vreemde dingen gebeuren. Een oscillator op 1MHz die geen perfecte sinus maakt zit ook op 2, 3, 4 MHz enz. En die harmonische kunnen zich mengen met elkaar en de 1e harmonische waardoor het ding ineens een heel stuk kan verspringen. De output over zo'n bandbreedte is niet vlak en als de 2e harmonische sterk is kan je schakeling na de oscillator in sommige gevallen ineens overstappen naar de 2e harmonische.
Ook metaal in de omgeving, je handen, temperatuur etc hebben invloed op de frequentie.

Om een grote bandbreedte te halen moet je de best mogelijke componenten gebruiken en een RF geschikte bouwwijze. Je condensators hebben verliezen (dielectrisch/ESR) en bij spoelen het kernmateriaal en lekkage naar de omgeving (zoals je schroevendraaier laat zien) Daarom gebruikte men bij midden en kortegolf ontvangers grote lucht varco's en bij voorkeur luchtspoelen. Nu is daar vaak geen ruimte voor dus werden het ferriet spoelen. Om 3MHz op 4MHz Fo te halen werden er dan zogenaamde turreds gebruikt. Een grote RF dichte trommel met bv 5 ruimtes met afgestemde kringen. Dat ding draaide rond en koppelde alle RF afhankelijke onderdelen in de oscillator of filters

Die RFC is bedoeld om je oscillator signaal binnen de oscillator te houden. Niet alleen mbt storing maar ook omdat elke vorm van uitkoppeling energie uit je kring trekt (principe van een griddipper) en vaak zo ook de bandbreedte verkleint. Daarom is een buffer belangrijk net als onderdelen met een hoge Q.

Om een groot afstembereik te krijgen kun je ook een hogere frequentie nemen en deze dan delen (denk ik, ben niet zo goed met cijfers gokken en heb nu even geen zin het uit te rekenen, dat kun je zelf veel sneller). 4MHz afstemming op 50 MHz is namelijk wel heel simpel (en 4MHz op 1GHz haal je al door er naar te kijken >:-) ) , 4MHz bereik op 2,5 MHz als center frequentie heeft een hoog black magic gehalte. Geen probleem voor een RF Wizzard (nu ben ik heel optimistisch) mogelijk wel voor een digitale wizzard ;-) Vaak ga je maar een kant op bij ontwerp van oscillators, omhoog of omlaag. Ook is de afstemming niet lineair.

Ik weet niet wat je er mee wilt maken maar is een DDS in jou geval niet veel eenvoudiger ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Het is een "ideetje" om een ehh "HID" te maken. En de ruimte is engiszins bekend. Een deel van de mechanica is inkoop.

Als ik 2mHz als middenfrequentie mik (i.e. de condensators daarop afstem om dezelfde impedantie te hebben als de spoel), en dan de spoel 2x groter en 2x kleiner laat worden, zou ik m'n 1-4Mhz halen. OH wacht! Wortel-LC. Dus dan verstemt ie maar een factor twee totaal.

Maar als het bereik iets minder wordt is dat geen probleem. Met 100 metingen per seconde zit je met 10000 tot 40000 counts (of met 2x afstembereik: 14000-28000). Voldoende marge om met wat minder te doen als impedanties van L en C niet gelijk zijn maar een factor twee verschillen niet meer werkt. Dan moet ik de mechanische jongens op hun hart drukken dat ze de verstemming minder laten zijn. 't ferriet begint dan al gedeeltelijk binnen de spoel of wordt juist niet helemaal de spoel in gestoken. Of we nemen een kleiner ferriet staafje. We zien wel.

Ik had met mijn proef-opstelling een factor 6 aan inductie-verandering gezien. Een factor 16 om een factor vier frequentie-verschuiving te gaan krijgen lijkt me inderdaad bij nader inzien ticky.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rbeckers

Overleden

Een oscillator op 90MHz en een op 91-94MHz, mixer, laagdoorlaat filter en versterker en dat levert 1-4MHz op.

Maar hoe stabiel moet alles zijn? En bij welke temperaturen?
Bijvoorbeeld parasitaire C's en L's spelen mee.

blackdog

Golden Member

Hi,

Nog een keer dan...

REW wil een monotoon systeem hebben!
Dat houd in een stabile oscilator, dat kan bij de opgegeven schakeling.
Het verwachte regelelbereik lijkt me wat moeilijk.
Maar met een simpele mix schakeling met de oscilator door F.E.T aangegeven en aangepast voor zeg 10 to 14Mhz en dan mixen met een 10Mhz xtal, dan moet het wel gaan lukken.

Wat volgens mij de bottleneck is, is de meganische opbouw, hoe ga je dat monotoon krijgen.
Als de variabele kern een kleinstukje kantelt, kan de frequentie omlaag gaan ondanks dat de kern ook een stukje uit de spoel getrokken wordt...

Je kan dus meekoppeling krijgen hierdoor, met allerlij ongewensde effecten. (als je een regelloop gebruikt)
Daar ik weinig van de gebruikte mechanica weet kan ik niet zeggen of dit een probleem voor je wordt.

Nog een opmerking over je signaal niveau, je verklaard dat als het maar boven de 2,5V komt...
Het lijkt mij beter, dat je over het hele frequentie gebied een duidelijk signaal niveau heb.
Fred gaf al aan, wat er gebeurd bij oscilatoren met een groot regelgebied.

Het beste is meestal het uitgangs signaal te bufferen/versterken dan een comparator in om een goed gedefineerd signaal aan je processor aan te bieden.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Monotoon systeem ? dynamisch weet ik ook de bedoeling niet rew heeft een vraag neergelegd mbt een oscillator welke over een gebied afstembaar moet zijn.

Als ik thuis ben zal een experimentje doen, btw een monotoon oscillator is een relaxation oscillator met een UJT bijvoorbeeld.

Als je het bereik niet haal dan kan je inderdaad een hogere frequentie kiezen maar dan zou ik niet mixen maar naar beneden delen.

Gr Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Monotoon kan je lezen als "1 frequentie" dat bedoel ik niet. Wat ik bedoel is dat als je het handeltje de ene kant op doet, dat ie dan altijd dezelfde kant op afstemt (bijvoorbeeld altijd hogere frequentie als je die kant op beweegt).

Jullie zijn bang dat ie niet blijft oscileren met een veranderende L. Noted. Huidige prototype (basis colpitts, uit de openingspost, nog geen clapp), is verstembaar met een ferriet-kerntje van 1.4MHz naar 600kHz. Meer dan een factor twee. Meet ik DIT gedurende 10ms, dan heb ik 6000 tot 14000 cycles, een verschil van 8000. Prima.

Lijkt me "good enough" als er geen verbetering meer te scoren valt. Maar de L en C kan ik nu aanpassen en berekenen voor een iets hogere frequentie. Werkt dat, prima. Werkt het niet, moet ik terug naar deze wat lagere frequentie. Een BC547 zal ook wel een maximum hebben. Misschien krijg ik daar last van als ik hoger ga. Nu even een PCBtje ontwerpen, dan kan ik straks makkelijker experimenteren. Nu is het allemaal niet RF-ok opgebouwd. Als het niet zou werken, weten we waarom, Als het wel werkt, niet verder over nadenken.

(Ander projectje: CPU crasht. Meting: VCC van de CPU zakt zo nu en dan tot onder de 2V, terwijl dat 3V moet zijn. DAN zoek ik uit waarom die VCC zakt, want dat kan een oorzaak zijn. Nu opgelost denk ik. Hier zou RF <-> breadboard een reden zijn om de boel te onderzoeken als het niet zou werken.)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi rew,

Wat monotoon is weet ik wel, ik denk alleen dat je mij niet begrijpt...
Als de mechanica niet goed wordt uitvoerd, wordt het nooit over het hele bereik monotoon...
Negeer dit niet, scheelt je zoveel werk :-)

De transistor voor je oscilator, kan je de 2N3904 voor nemen of een 2N2222, BF199 allen goed geschikt voor jouw toepassing.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
fred101

Golden Member

Een bc547 is ook geen probleem op jouw frequentie. Ze maken er zelfs FM bugjes mee. Er is hier ooit een soort wedstrijdje geweest wie een bc547 het hoogst nog aan het oscilleren kreeg. En dat was heeeeeeeel veel hoger.

Monotoon ken ik niet als begrip mbt dit maar de rest blijkbaar wel. Ik snap wel wat je bedoeld. Als je ferrietkern indraait neemt de zelfinductie toe en frequentie gaat omlaag. Doet hij dat de andere kant op dan heb je iets serieus fout zitten of staat hij op parasitaire dingen te oscilleren.

Ik heb wel eens een oscillator op een breadboard gemaakt. Was ook op een laere frequentie dan de jouwe. Het ding deed de raarste dingen. Hij draaide bv op 300kHz om dan ineens naar 2 MHz ofzo te springen. Tot ik er achter kwam dat hij helemaal in zijn eentje zonder L en C op het breadboard ook stond te gillen, maar dan veel hoger in frequentie.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Precies. Dus dat soort breadboard-rampen gaan over als het netjes op een PCBtje zit. De transistor wordt trouwens een BC847. :-) Met een Ft van minimaal 100MHz, heb ik bij 4MHz dus een versterking van minimaal 25 (leuk zo'n HFE van minimaal 290!). Met een verzwakking van 1:10, in de condensatoren, is er een loop-versterking van 2.5. Lijkt me marge om de boel aan het oscileren te houden.

Ik snap wel wat je bedoeld. Als je ferrietkern indraait neemt de zelfinductie toe en frequentie gaat omlaag.

Inderdaad. Omhoog of omlaag maakt me niet uit, als ik het maar makkelijk kan meten met m'n CPUtje.

Misschien wordt de boel minder lineair als je met het ferriet ding buiten de spoel begint en helemaal doorgaat tot voorbij het andere uiteinde. Dan kiezen we gewoon een stuk in het midden. Gaat goed komen.

Als de mechanica niet goed wordt uitvoerd, wordt het nooit over het hele bereik monotoon...
Negeer dit niet, scheelt je zoveel werk

De andere jongens in dit project zijn zoveel beter in mechanica dan ik. Dat moet ik aan hun overlaten. Het zou voor mij een kluif zijn om de boel goed werkend te krijgen zonder dat er hysterese en andere ongein ontstaat. Dat je het hendeltje de ene kant op beweegt en dat het ferriet ding (even) de andere kant op gaat lijkt me stug. Maar goed. Ik zal de mechanica jongens op hun hart drukken dat ze er op moeten letten en dan moet dat maar goed komen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rbeckers

Overleden

De transistor wordt trouwens een BC847. :-) Met een Ft van minimaal 100MHz

Controleer wel bij welke IC dat zo is.
Veel torren hebben een kromme ft versus IC grafiek.

Thanks. Opgegeven "parameters" zijn bij 2mA. Een grafiekje geeft aan dat de Hfe in gaat zakken boven de 20-40mA. Volgens mij heb ik hem ingesteld op ruim 1mA DC. ( (5V * 100k/(100k+47k) - 0.6V) / 2.2k = 2.6V/2k2 = 1.2mA)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi rew,

Dat je het hendeltje de ene kant op beweegt en dat het ferriet ding (even) de andere kant op gaat lijkt me stug

Als jouw beweegbare kern behalve in en uit de kern kan bewegen door speling in de mechaniek ook kan kantelen, is het geheel niet meer monotoon.
Dit hoeft maar een tiende van een milimeter te zijn...

Kijk eens naar deze mooie permeabiliteitsafstemming van de beroemde R390 van Collins.
De spoel natuurlijk in een afschermende bus en een degelijk systeem om de kernen op en neer te bewegen.
http://www.bramcam.nl/Diversen/REW-pma-01.png

Je kan trouwens ook een oscilator met een varicap afstemming maken en dan met een vaantje en LDR + Lampje de varicapspanning regelen.
Iets meer werk, maar dat geeft jouw veel meer controle over het geheel.
Je kan de oscilator dan ook makkelijker bij de mechaniek vandaan houden als dat handig voor je is.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
fred101

Golden Member

Rew er zijn veel manieren om een oscillator af te stemmen.

Een heel mooi systeem voor mechanisch variabele spoelen is de variometer. Dat is een grote spoel waar een kleine spoel in zit die kan draaien.
Dat is handig als je bv de positie van een asverdraaing wil meten. Het draait ook oneindig door wat soms handig kan zijn. Ook draait het bijna wrijfingloos dus kan hele snelle bewegingen volgen. Je ziet ze van heel klein tot formaat kliko. De verliezen zijn kleiner dan met ferriet.

Je kan twee spoelen over elkaar laten schuiven. De binnenste om ferriet. Ook dit is mechanisch heel stevig te maken en kan ook snel werken. Maar dat hangt net als hierboven af van eventuele tandwielen.

De meest gangbare mechanische manier bij RF was ooit een rolspoel. Ze zijn stevig en heel precies. Ze zijn gemaakt om veel te verstellen. Ze zijn helaas ook erg duur en groot. Ze worden bijna niet meer gemaakt maar een werktuigbouwkundige of instrument maker maakt er zo een.

Je hebt zoals Blackdog al aangaf ook nog varicap afstemming. Dit kan worden gecombineerd met condensators die bijschakelen. Zo haal je een groot bereik met goede "resolutie" en het geheel is heel compact. Condensators zijn veel idealer als spoelen. Het zal wat ingewikkelder zijn maar geeft wel veel vrijheid mbt afmeting en mechanische ombouw.

Je kan zoals je nu doet, ferriet spoelen afstembaar maken door het ferriet in of uit te schroeven. Dit wordt minder vaak gedaan. De constructie is lastig, het loopt ook makkelijk vast. Wil je het betrouwbaar en stabiel maken dan moet de spoel worden ingepakt en het stelmechaniek moet speling vrij zijn zonder te strak in de spoel te schuiven. Ferriet is heel bros dus het mechanisch deel is wat lastiger. Maar dat valt en staat met je eisen met betrekking tot levensduur. Iets wat 1x per week wordt verstemdt in een lab stelt andere eisen dan iets wat 24/7 10x per minuut staat te verschuiven in een omgeving met veel trillingen
Maar als het werkt dan is het wel een goede methode.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs