Buffertrap praat

@rob007

En hallo Brightnoise,
Mag ik vragen hoe zou jij het doen?

Zie bijgaand schema. Dat is door mij bij Philips ontworpen in 1980 en toegepast in de D2935. Mijn baas destijds had advies gekregen van Ulrich Rohde over ruisarme oscillatoren met een varicap. Dat schema stond toevallig in die tijd in Electron bij de beschouwingen door Dick Rollema PA0SE. Het is nog wel terug te vinden. En mijn discussie met Dick ook. Maar dat schema was zo stom qua beweringen en opbouw dat we het niet hebben gebruikt en bij Philips is toen iets heel anders ontworpen en toegepast. Ook veel eenvoudiger.

De belangrijkste fout was de serieweerstand voor de varicap: die had Rohde op 100k gezet. De thermische ruisspanning van 100k (wortel(4*K*T*R*RBW)) maal de steilheid van de VCO (dF/dV) veroorzaakte in zijn "ruisarme" ontwerp een ongelooflijk hoge faseruis; echt slecht en niet passend bij zijn naam en professionele sfeer die zijn naam opriep.

Door de varicap voor DC laagohmig te gebruiken is de thermische ruis verwaarloosbaar klein te maken; in het bijgevoegde schema is de ruis voornamelijk afkomstig van 100 Ohm (plus wat er uit de aansturing komt: een potmeter, een modulator of een PLL circuit).

In Electron is later een beschouwing verschenen over ruis in oscillatoren en varicaps en die zou ik, voor wie er in wil duiken, maar eens bestuderen, want die conclusies zijn juist.

Het schema heb ik getekend met wat ik voorhanden had op dit moment (ik ben onderweg) en de spoel is gewoon een koperdraad luchtspoel met een aftakking op 25 tot 30 % vanaf aarde. Voedingsspanning 5 volt stabiel en ruisvrij. In de Philips applicatie is het frequentiegebied 54 tot 87 MHz met een afstemspanning van 0,7 tot 10 volt. En wanneer je dit probeert te bereiken dan is er nog een extra geschakelde condensator nodig; twee bereiken dus (54-66 en 66-87 MHz).
De lineariteit van varicap spanning naar frequentie is niet erg goed, maar zoals @FET al heeft uitgelegd is de FM audio vervorming laag en bijna onmeetbaar met gewone meetapparatuur. In dit schema: de slechtste waarde voor een BB809 bij 150 kHz p-p zwaai geeft vervormingscomponenten van lager dan -82 dB.

@MartinV: de ruis die een oscillator nodg heeft om op te starten hoef je nooit toe te voegen, afgezien van een simulator die geen thermische ruis toe voegt, of rekenkundige afrondingsfouten als startruis ziet. In elk LC-circuit zijn verliezen die ruis veroorzaken.

Hallo Brightnoise,

je praat over mensen die er helaas niet meer zijn,
dat is dus flink terug in de tijd wat ik er van begrijp.
( ik kan daar niets over zeggen voor de rest! )
.
ik denk dat ik het verhaal over de ruis enigszins begrijp.
En wat mij trouwens ook opval is de eenvoud en het minimaal aantal onderdelen er gebruikt worden.
Als ik het zo mag zeggen in ons geval gaan we voor 85MHz alleen dus geen meerdere frequenties.
5Volt van een stabilisatie IC is ook gebruikt met wat extra ontkoppeling daar rond omheen.
.
het schema heeft wat weg van de stentor oscillator:

https://www.manyana.nl/manyana/manyana-schema.jpg

https://youtu.be/TylAcQU8ECc?t=296

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Hallo Brightnoise en Rob,

even reageren op de post van Brightnoise, heel intressant en ik zou die publicaties over oscillatoren en varicaps graag eens willen lezen.
Toevallig ben ik vorige week ook bezig gewesst om een stabiele oscillator te ontwerpen over een breed frequentie gebied.
Waar op afgestemd moet worden loopt van 52,8 tot aan 84,8MHz, dit kon ik in één bereik doen maar ik heb dit toch maar veranderd naar twee frequentie banden door middel van een klein relais welke een serie spoel kortsluit of open laat.
Voor de oscillator heb ik gekozen voor de Clapp, maar dan een type welke tussen de drain en de gate van de dual-gate Mosfet een serie resonantiekring is geplaatst.
Dat heb ik gedaan omdat dit een betere frequentie stabiliteit heeft als een "gewone" Clapp oscillator welke tussen de gate en source koppel condensatoren heeft.
Voor de twee spoelen gebruik ik dik draad van 1,5mm, vier en halve windingen over 10mm, beide spoelen zijn hetzelfde.
De manier van afstemmen gaat door middel van een afstem condensator met vertraging en een capaciteit van ca. 20pF.

Dit gaat na een buffertrap een deler in welke de frequentie deelt door 16.
Het uiteindelijke signaal mag een blokgolf zijn in het frequentie gebied van 3300 tot 5300kHz. Later heb ik aan die VFO nog varicap afstemming aan toegevoegd zodat de VFO een VCO is geworden waarmee de frequentie fase vergrendeld is aan een fase comparator en lusfilter.

Jouw manier om een oscillator te maken met een J-Fet vind ik wel minimalistisch, er zit ook niet veel in.
Ik geeft de voorkeur aan dual-gate Mosfets met een prima specificaties voor hoge frequenties en zeer kleine miller capaciteit en capaciteit tussen gate en source.
Dit zijn kleine dingen die effect hebben op de totale werking van de oscillator en de (frequentie) stabiliteit.

wanneer je het één benoemd, benoem je de rest erbij.

@MartinV: nee, er zit niet veel in. Niet meer dan strikt noodzakelijk is. Maar er is langer over nagedacht en meer onderdelen kan ik wel bedenken maar maakt het circuit niet beter.

Hallo Martin en Brightnoise,

Tis erg minimaal, wat niet slecht hoeft te zijn maar je onkomt niet aan wat onderdelen rond om.
Dus Brightnoise toch nog heel even?
die 50pF aan de uitgang lijkt me toch wel een beetje hoge(en belastende) waarde?
Of ga je zeggen die trek je niet van frequentie af via die 50pF?
( de vraag is misschien ook hoe erg kan het zijn als je de oscillator iets verschuifd DOOR een trapje wat daar achter komt? )
.
Aan R2 begrijp ik goed een potmeter of trim potmeter waarde… zeg? ... 100K?
En dan de potmeter aan plus en min eventueel met nog een of twee weerstanden tussen de voeding en –
niet te vergeten ontkoppeld met C en elco...
.
De 5Volt zal een… 7805 met wat elco en C er voor en na.

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

leesvoer voor de donkere dagen:
Op de website van PA0SU staan veel artikelen van zijn hand over oscillatoren

https://www.by-rutgers.nl/

Op 10 november 2022 19:50:27 schreef rob007:
...
die 50pF aan de uitgang lijkt me toch wel een beetje hoge(en belastende) waarde?
...
Aan R2 begrijp ik goed een potmeter of trim potmeter waarde… zeg? ... 100K?
...

De bedoeling van een buffer is, in dit geval, dat die geen belasting vormt van de oscillator. Lage ingangscapaciteit, hoge impedantie. Een emitter volger of een FET. In principe mag die C een waarde hebben tussen 10 pF en oneindig.

En dan een sommetje, waarvan je alleen de conclusie hoeft te begrijpen/lezen:

De onbelaste thermische ruis van een 100 Ohm weerstand is 1,26 nanovolt in 1 Hz bandbreedte. De maximale steilheid van de VCO (schema zoals hierboven door mij gegeven) is 10 MHz/volt. De zwaai is dan 0,127 Hz rms voor RBW 1 Hz. De zijbandruis op 1 kHz offset is dan {via dBc = 20 * LOG (0,5 * m), dat is de eerste Bessel component en die beschrijft alles voor kleine m} -84 dBc@1 kHz

Een waarde van 100 kilo Ohm geeft 2,83 microvolt in 5 kHz (dat is de mono-equivalente bandbreedte van een FM signaal voor ruis bij 50 uS pre emfase) en daarmee een audio zwaai van 283 Hz rms (in die 5 kHz). De maximale audio S/R bij mono is dan begrensd op 20 * LOG (40kHz/283Hz) = 43 dB. En dat terwijl een goede tuner meestal beter is dan 65 dB audio (USN of "ultimate signal to noise ratio".

Je hoeft dit allemaal niet te begrijpen. Het inzicht dat een weerstand ruist en dat ruis omgezet wordt in zijbandruis (belangrijk voor kortegolf ontvangers) of "residual FM" (belangrijk voor goede FM ontvangers en natuurlijk ook voor zenders) is belangrijk.

Aanbeveling:
Dus maak een kleinere steilheid door het bereik van de modulatie varicap niet te groot te kiezen, of stuur de varicap aan zonder die thermische ruis te verwaarlozen!

Wordt vervolgd, denk ik.

De conclusie, daar ging het om.

Henry S.

Moderator

Op 7 november 2022 21:20:31 schreef Martin V:
Zo kun je beter de varicap dioden aansturen.
[bijlage]

In combinatie met stereocoders is de weerstand van 220k 100x te hoog. Deze levert ongewenste fasedraaïng op, waardoor van je stereobeeld maar een paar dB overblijft.

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.

In dat geval kan die weerstand van 220k vervangen worden door een smoorspoeltje van zeg 2,2 micro en een weerstandje in serie daarmee.
Maar ik had het ook niet over een MPX signaal, gewone audio.

wanneer je het één benoemd, benoem je de rest erbij.
Henry S.

Moderator

Ik waarschuw alleen maar ;), 2k2 of 3k3 weerstand zonder spoeltje voldoet prima.

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.

Ik laat het nu los want ik mis de kennis die jullie hebben,
maar begrijp dat de fm modulator van martin met 2K2 of 3K3 goed is.
En misschien ook beter dan dat vorige schema van de afbeelding.
( het bouwen van schema’s is dan meer mijn ding, denk ik zo )

VrGr Rob

[Bericht gewijzigd door rob007 op 11 november 2022 19:12:37 (14%)

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Nou dat was voor korte duur! Ik denk dat ik het stuk heb gemaakt? ( weet niet hoe? )
Alleen lijkt het nog of er vermogen uit de FET komt ? ( weet het niet zeker! )
https://vrtp.ru/index.php?s=648abba8dc7bb34a856056ab4301565c&act=A…
iets van... ik denk 2 of meer watt met een staande golf in het rood op antenne,
en door het dummy load waarschijnlijk gedwongen minder goed. ( dummy word nu meer heet lijkt )
( iets minder goed dan de 1 op 1 met dummy ook )
ik zit zelfs te twijfelen of de FET wel stuk is?
Maar misschien een condensatortje stuk / sluiting? of… ergens in het filter gedeelte…?

Misschien kan ik de spoel van 2T los halen en tijdelijk een simpel filtertje of zo er tussen plakken?

Vind het wel waardeloos, ik dacht iets hufter proef te hebben maar… ;(
( en ik dacht nog er zitten van die @%&*@# chinese condensatortjes in! )

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Heb je geen virusscanner, Rob?

En los daarvan: zit je misschien met DC op je antenne uitgang?

[Bericht gewijzigd door Brightnoise op 15 november 2022 15:49:50 (52%)

Hallo Brightnoise

virusscanner:
die / dat begrijp ik niet Brightnoise??? Ben ik simpel?
.
En los daarvan: zit je misschien met DC op je antenne uitgang?
HOOWWwwww nee he! Zou het?
MAAR dan zouden alle twee de 1nF condensatortjes ( of een(1) inderdaad ) sluiting maken?
Toch?
.
Dit is ZO ontmoedigend, BAH!!!
( niet naar jou bedoelt natuurlijk Brightnoise! ) want heb het waarschijnlijk zelf gedaan natuurlijk!
Daarbij, ook kant en klaar kopen is niet zalig makend kan ik wel vertellen!

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Op 15 november 2022 16:41:56 schreef rob007:
...

virusscanner:
die / dat begrijp ik niet Brightnoise??? Ben ik simpel?
....

Bij die .ru link krijg ik allemaal meldingen dat het niet in orde is met die site en ik durf niet eens te kijken. En het schema heb ik dus niet gezien.

Wat die DC betreft: ik dacht ooit dat ik een flinke zender had gemaakt, want ik kon een lamp op het uitgangssignaal laten branden. Maar dat was DC en geen RF. Vandaar.

Wanneer de Mosfet kapot is heb je een directe sluiting tussen de source en drain of tussen de gate en source.
Even eruit solderen en doormeten en je weet het.
@Brightnoise het schema staat op de layout van Rob zijn pcb.

wanneer je het één benoemd, benoem je de rest erbij.

Hallo Brightnoise en Martin,

ik had geen last van iets als virus.
.
ik heb nu even de tijd er niet voor maar zodra ik kan zal ik hem los maken en meten.
.
( Toch raar? ik had volgens mij nog iets van 2Watt? )
ik hoop dat een van de Ctjes het begeven heeft!
( het filter heeft nog 2X 1nF er tussen )
MAAR, zodra ik de kans krijg…

VrGr Rob

[Bericht gewijzigd door rob007 op 15 november 2022 17:39:16 (13%)

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Hallo mensen,

ik weet het niet zeker maar heb nu net even de tijd gehad om weer eventjes te kijken.
En ik weet het niet zeker maar misschien heb ik iets gevonden!
Vertellen jullie er eens wat je er van vind / denkt?
Ik heb de FET uit het printje gesoldeerd en volgens de componenten tester is het nog steeds een FET.
( ik juich nog niet! )
Maar omdat natuurlijk in ene mijn staande golf zo raar deed en het vermogentje omlaag dook –
dacht ik eerst de FET is stuk!
MAAR er was nog ( althans zo leek het iets van… 2Watt? )
ik dacht misschien een van die kleine bruine condensatortjes dus die doorgemeten maar lijkt goed.
Kwam ik HEEL ERG per ongeluk bij het eerste elcotje na het smoorspoeltje van af de Drain –
die had ik er uit gesoldeerd.
Op de componenten tester leek deze goed,
maar meet ik hem met de universeel meter dan meet deze raar?
Ik heb hem vergeleken met een andere elco en de meter op 1K stand,
wat ik dan meet is een piek en daarna zakt de meter weer terug.
Draai ik dan het elcotje om dan springt de meter eerst weer in de hoek waarna hij langzaam terug valt,
MAAR DAN!
Gaat de meter in eenst weer terug omhoog maar de 150K en daar blijft de meter staan.
Het andere ( niet dezelfde soort elco maar wel zelfde waarde 47uF en hoger volt 63V )
deze elco als je hem omdraait op de meetpennen zakt ver terug of ik nu plus min of anders om.
De vraag?
Mag ik aan nemen dat ik HEEL ERG per ongeluk misschien een slechte / kapotte elco heb?
Het is in het groene schema de elco tussen de 2 smoorspoelen vk200.

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Als niemand het antwoord geeft, dan doe ik het maar.

Het is helemaal normaal, Rob. Na ompolen meet je eigenlijk de stroom terwijl de polariteit verkeerd is: positieve spanning op de min aansluiting. Dan krijg je een lekstroom en die zie je op je ohm meter. En die 63 volt elco heeft bij de spanning van je ohm meter gewoon een lagere stroom dan die andere elco.

Niks aan de hand. Of eigenlijk: deze meting geeft een te verwachten resultaat en de elco moet je eventueel anders meten. Maar er hoeft niets mis mee te zijn.

Ik heb het vermoeden dat iets anders stuk is gegaan.
Er zit een BD135 in levert die nog spanning en een 78L09.
Krijgt de Mosfet voldoende bias spanning je moet ongeveer 4 tot 5 Volt daar hebben, kun je instellen met de 1k ohm potmeter.

Dan kun je nog verder kijken wat is de emitterspanning van de BFR91 (meten over de 47 ohm weerstand) en de collectorspanning meten op de 220 ohm weerstand.
Ook de collectorspanning van de BFR96 meten op de 100 ohm weerstand.

wanneer je het één benoemd, benoem je de rest erbij.

Hallo Martin en Brightnoise,

Ik krijg momenteel bijna even de kans niet om ook maar wat te doen –
maar als en zodra ik kan vertel ik meer hoor,
ik hoop eerlijk gezegd dat het toch aan dat Elcotje licht Brightnoise.
Ik dacht dat het wel goed was hoor Martin 4...5Volt.
MAAR zodra ik kan…

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Hoi Rob, je hebt ook nog de KT920 eindtransistor die hebben we destijds van een mede C.O. er gekregen kunnen we daar iets mee maken?
Ik heb toen samen met jouw diezelfde transistoren gekregen.
Een was voor een paar Wattt en die andere voor een watt of 7.

KT920 (2).pdf

wanneer je het één benoemd, benoem je de rest erbij.

In dit tempo heeft Rob m wel klaar in 2035
De kt 920,vergelijkbaar met de bly 87 meen ik...
Ooit weleens wat mee gedaan,lang geleden.

Die wil ik ook nog gebruiken maar wil eerst het een en dan het ander…
MAAR… ik kom er gewoonweg niet aan toe het is ff niet anders!
( druk met andere dingen )

VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?

Hallo Martin en wie meer,

Nou he he ik had nu eindelijk eventjes tijd om te kijken wat er aan de hand was.
Ik heb het elcotje toch nog wel verwisselt voor de zekerheid en nog ff getest maar nee!
Toen dacht ik ik zal het weer terug naar de oude situatie veranderen en ff kijken,
en of de duivel er mee speelt hij doet het weer goed!!!
Moet wel zeggen heb ook soldeerpuntjes nagelopen met de soldeerbout eventjes.( je weet maar nooit! )
Wel apart maar ik ben al lang blij dat het weer werkt.

Tot zo ver weer heel eventjes!
VrGr Rob

Als ik je erger, lees en schrijf hier dan niet?