Vreemde sinus


Een andere gratis simulator is deze: https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html

Deze simulator is ook in offline vorm beschikbaar: https://www.falstad.com/circuit/offline/

Microcap (http://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm) is tegenwoordig ook gratis beschikbaar omdat het bedrijf er achter (Spectrum software) er mee gestopt is.

rob007

Golden Member

Wat een leuk speelgoed zeg!
Ik heb er ff een smoorspoeltje bij gezet:
https://tinyurl.com/yz4fugpw

Ik had een smoorspoel tussen de weerstand van 1K en de min gezet dan is die slinger mooier!
(evenwijdig zonder die rare knik)

VrGr Rob

https://tinyurl.com/yz4fugpw

ben in afwachting van de eerste 3D beurs!

Via het menu: File -> Export As Link... kan je een link maken naar jouw schakeling.

rob007

Golden Member

Dankjewel Patrick!

VrGr Rob

ben in afwachting van de eerste 3D beurs!
echtepino

Golden Member

Op 23 april 2021 14:46:15 schreef rob007:

https://tinyurl.com/yz4fugpw

Als ik de simulatie stop en weer reset, dan doet ie het bij mij niet meer.
En bij jou?

Word lid van de Benelux DX Club

Een spoel van 1H lijkt mij wat fors. Als ik deze spoel vervang door eentje van 1µH dan gaat de schakeling uiteindelijk wel oscilleren na een reset.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 23 april 2021 15:11:24 schreef echtepino:
Als ik de simulatie stop en weer reset, dan doet ie het bij mij niet meer. En bij jou?

Geduld...! Het duurt 'wel' zo'n 40 µs voordat hij weer een beetje begint te sinussen. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha Patrick de Zeester,

Waarom zit daar een spoel van 1H :?

@TS ik denk dat het wel werkt maar niet van harte een BC548 is toch wel een uitdaging :D
Het plaatje is wel helder en niets mis mee @Frederick E. Terman laat dit ook ook in de simulatie zien !

Je oscillator loopt vast aan de onderkant daar kan je in jou schakelschema niets aan doen oscillator staat dicht bij klasse C ik zal kijken of ik met de gekozen transistor in klasse A kan komen dan heb je wel een sinus er uit of dat nodig is gezien de eerder geplaatste opmerking weet ik niet waar is het voor ?

Overigens is het niet altijd juist om te veronderstellen dat een sinus uit de praktijk ook lijd tot de laagste harmonische vervorming.....

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob007

Golden Member

Waarom zit daar een spoel van 1H :?

Dat komt door mij Henk!
Het was niet de bedoeling 1H maar 1…10uH ik heb dat toen eens gezien op een Y.T. video bij –
Een oscillator rond de 6MHz op mijn scoop kreeg ik toen ook een mooiere slinger.
Ik ( dacht ) dat dan ook het signaal er uit beter zou zijn!
( MAAR weet ik niet zeker, IK DACHT! ) Maar of het echt ook zo is……???

Het was ook een iets ander schema moet ik eerlijk bekennen!
Ik dacht ook dat de golf perfect moest zijn!

VrGr Rob

ben in afwachting van de eerste 3D beurs!

Ha rob007,

Dat is de reden het werkt bij mij niet maar dat heb ik al eens eerder ondervonden bij een ander topic of ik snap het niet |:(
Ik kan wel het schema lezen die spoel kan weg maar dan moet je het kristal vaster aan aarde leggen dus met 1.....10 nF dan moet het goed gaan ( denk ik ).

Groet,
Henk.

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

Een oscillator start op ruis. Een simulator heeft geen ruis. Een passieve "initial condition" zorgt voor de start van de oscillator.

Verder krijg je een foutmelding wanneer een node geen ohmse weerstand naar de massa (of aarde) ziet. Die foutmelding kan vraagtekens oproepen wanneer je het voor de eerste keer ziet.

En als laatste moet je voor een kristaloscillator de timestep veel kleiner maken dan de "default" timestep, want het kristal heeft een erg hoge Q.

blackdog

Golden Member

Hi, :-)

Ik heb de schakling rond T1 op een stukje koperprint gebouwd, Manhatten style.

Zoals verwacht van de "meeste basis schakelingen" is het ook met deze schakeling, zoals de wind waait, waait mijn jassie... :)
Het signaal op de emittor van T1 is echt overal van afhankelijk, voeding spanning, instelpunt, capacative belasting en vooral hoe gretig het xtal de samba wil doen!

Ik krijg het signaal wel redelijk sinus vormig, maar dit is zeer sterk afhankelijk van het gebruikte xtal.
Heb je echt een sinus vorm nodig dan zal je dit van het xtal signaal moeten aftappen, dat kan redelijk met een serie weerstand van en paar Ω.
En dan een versterkertrapje er achter om het gewenste signaal niveau te krijgen.

Nog een manier is een Fet buffer te nemen met b.v. een BF245C en die met 1pF te koppelen aan de 22pF trim condensator.

Wat de beste manier is, is afhankelijk waarvoor de xtal oscillator bedoeld is.
Misschien is een hele lage faseruis de bedoeling, maar dan denk ik niet, dat dit de goede opset zal wezen zoals het schema dat de TS laat zien.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ha Brightnoise,

Dat heb je goed :) maar ik heb geen idee of dat het probleem is/was bij @rob007 bij @TS in ieder geval niet want die werkt volgens mij niet met een spice achtig programma.

Wees voorzichtig met de aanname dat een simulator geen ruis heeft het is maar net hoe realistisch je het model maakt.......
Maar het gebruik van I.C. kan een uitkomst bieden je kunt ook een start up circuit gebruiken iets van een step of ruis als je de schakeling maar even uit balans brengt !

Ik gebruik een realistische voeding/batterij die geeft tijdens het aanzetten ( net als in het echt ) een aantal transients pice wise lineair golfjes voldoende om door de rondgaande versterking opgepakt te worden om de trein aan te slingeren >:)

Maar dat is niet de vraag van @TS die vroeg zich af waarom komt er geen sinus uit even voor @TS let er wel op dat je scope probe ook een capaciteit heeft dit kan vervorming op het signaal geven.........

@blackdog,

Dat is voor zo'n kleine schakeling zeker bij een oscillator de beste manier gewoon bouwen.....
Ik denk dat de toepassing niet zo kritisch is voor wat de golfvorm betreft @Frederick E. Terman gaf dit al aan want het ontwerpje blinkt daar niet in uit.

Groet,
Henk.

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

Special Member

R8 vervangen door een LC kring en je hebt een prachtige sinus!

blackdog

Golden Member

Hi,

Omdat jullie zo van plaatjes houden... *grin*
De PN2222a transitor is net niet te zien maar is achter het 4MHZ xtal gemonteerd.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-02.png

.
Hier is de probesetup te zien bij gebruik van een 1:100 Philips Fet probe.
In het oranje kader is de 1pF uitkoppel condensator te zien die is aangesloten op een verloop stukje zodat de op een goede manier de probe tip kan aansluiten.
De probetip en het verloopstukje maken natuurlijk met de 1pF uitkoppel condensator een verzwakker, maar ik heb toch bij 6V voeding 3,5Vtt als signaal.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-03.png

.
De componentenwaarden zijn wat anders tijdens deze meting, de 2x100pf is bij mij 2x470pF en de 22K naar plus van de basis heb ik instelbaar gemaakt.
Ook is de trimmercondensator iets vergroot, zodat ik 30pF kon halen, nodig voor mijn xtal.

Dit is de spanning op de emittor met de normale 1:10 probe, komt redelijk overeen met de plaatjes die jullie laten zien.
Alleen heb ik de instelling dus een beetje aangepast zodat het harde clippen minder is.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-Emittor.png

.
En zo ziet het signaal er uit via de 1pF uitkoppel condensator naar de Fet probe toe.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-1pF-1.100-Fet-Probe.png

.
Dit is een FFT via de Fetprobe, links is "0Hz" en vanaf 2Div van links is de 4MHZ waar het xtal zijn samba dansje op doet.
8 en 12MHz zijn meer als 50dB down en dat vind ik netjes, misschien is het zelfs nog beter, maar dan zou ik mijn echte spectrum analyzer moeten gaan booten en daar heb ik nu geen zin in. :-)
https://www.bramcam.nl/Diversen/xtal-spectrum.png

.

Met zoals ik al aangaf, een BF245C als source volger, die zelf een lage ingangs capaciteit heeft, kan je dus zo'n 3V TT er uit krijgen met een lagere impedantie dan het 2 transistor model van de TS.
Neem een nog kleinere condensator dan de 1pF als je minder signaal nodig hebt.
Dit werkt dus het mooiste voro xtallen in de serie modus zoals in de TS zijn schema.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
Frederick E. Terman

Honourable Member

Ik denk dat de opmerking inmiddels is ondergesneeuwd, maar de BFO uit de startpost wordt gebruikt met een mixer om SSB te maken en ontvangen.
De mixer is niet-lineair op zijn carrier input, en het is hem om het even wat je daar aanbiedt, als het maar genoeg millivolts zijn. Hij schakelt er alleen maar mee.
Filteren doe je daarna toch, en het maakt daarbij weinig uit waarmee je precies de carrier ingang hebt aangestuurd.

Wat niet wegneemt dat de proefjes wel interessant zijn! Alleen is een sinus voor het project van @TS dus niet belangrijk.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
blackdog

Golden Member

Hi, Frederick E. Terman, :-)

Wat ik mij afvraag is dit, als het BFO signaal zo asymetrisch is, tast dat de kwaliteit dan niet te veel aan?
Ik weet dat voor mixers het sinus signaal wat geclipt mag zijn of afhanklijk van de mixer schakeling zelfs blokgolven zoals met de SD5000 mixer.

Maar war de TS liet zien net als jij met je simulatie is wel een erg kromme sinus, trouwens afhankelijk van het xtal en de DC instelling zoag het er bij mij ook zo uit. :-)

Morgen laat ik een trapje zien dat redelijk schoon is, dit voor de gene die daar intresse in hebben.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ha blackdog,

Dat zijn weer duidelijke plaatjes :) en ik denk leerzaam !
Ik heb deze keer niet mee gebouwd ( niet belangrijk ) maar wel een iets andere opzet berekend met een andere transistor.......

Ik weet de toepassing niet maar zoals @Frederick E. Terman al aangeef voor een mixer van die klasse is er geen noodzaak om te filteren.
In het algemeen kan je stellen dat een blokgolf beter is voor het intermodulatie gedrag dan een puls..... en een puls is per definitie een asymmetrische blokgolf :P

Als je de versterker ( oscillator ) naar klasse A breng heb je een mooie sinus op 4.43316 MHz is 0,05 % haalbaar......
Dus de bias instelling mee laten lopen met de uitgangsspanning !
Maar voor de toepassing van @TS is het niet nodig.

Groet,
Henk.

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

Golden Member

Hi,

Zoals beloofd hieronder het schema van een wat opgevoerde xtal oscillator met laag Ohmige buffer.
Het doel van het buffertrapje is de oscillator zo min mogelijk te belasten en een lage impedantie te hebben aan de uitgang bij lage vervorming’s cijfers.

Dit schema gaat dus voor bij aan de toepassing die de TS bedoeld had maar kan er zeker ook voor gebruikt worden.
De vervorming is bij een oscillator voor een mixer minder van belang, daar het signaal daar met opzet vervormd wordt. :+

Maar goed, omdat ik nu eenmaal toch bezig was, wil ik het trapje hier laten zien dat vrij schoon is aan de uitgang.
Eerst het schema en dan wat uitleg.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-05.png

.
Als eerste, kan het nog beter? jazeker, maar ik heb wat afwegingen gedaan zodat het tot 10MHz goed werkt.
Die 10MHz heeft te maken met de bandbreedte van mijn versterker trapje met de FET Q2 en de PNP transistor Q3 welke een 2N3906 is.
Bij 10Mhz is de openloop gain al minder geworden en daardoor is ook de vervorming hoger geworden..

OK, we beginnen links, serie xtal oscillator, ik heb C6 en C7 wat groter genomen om de sinus wat mooier te krijgen op de emitter van Q1.
Niet super van belang omdat toch het signaal van het xtal zelf word afgenomen en door de hoge Q van het xtal is de vervorming op dat punt laag.

De uitkoppeling gebeurd door C4 welke in het schema 1pF is maar als er een kleiner signaal nodig is aan de uitgang ga dan naar 0,5pF toe.
Die lagere waarde van C4 maakt de schakeling nog stabieler, maar er wordt wel een nette opbouw verlangt, lange touwen zijn ongewenst, Arduino breadboard manier kan niet!

Met de trimmer C8 kan het niveau op de uitgang worden geregeld.
Het trapje met Q2 en Q3 staat zo ingesteld dat de versterking 1x is, Q3 hangt dus direct aan de Source van Q2.
Een weerstand tussen deze Collector en de Source levert je dus versterking op. (Dit ten koste van de bandbreedte van dit trapje)
De hele instelling van dit trapje heeft te maken met het vermogen dat het trapje kan leveren en het stroomverbruik bij de vervorming cijfers die ik minimaal -40dB wou hebben.
En dat is nog maar één afweging, de bandbreedte kan nog verhoogt worden door in serie met R6 een kleine inductie op te nemen, maar dat had ook weer een aantal negatieve kanten.
Zoals hier aangegeven in het schema vind ik het mooi genoeg. :-)

De uitgang ‘s impedantie is rond de 50Ω, dat is de Ri van het buffer trapje en de serie weerstand R9.
Hoe hoger de frequentie uit het buffer trapje hoe hoger ook de uitgang ’s weerstand wordt, dit omdat er dan steeds minder versterking beschikbaar is voor de tegenkoppeling.
Dit is trouwens geheel gelijk aan het gedrag van een OpAmp of een audio eindversterker.
Twee werstanden in het schema lijken misschien onzinning, dan heb ik het over R3 van 22Ω en R8 van 10Ω, deze houden de schakeling stabiel.

Deze schakeling kan geen 3Vtt leveren aan een 50Ω belasting, dan zou de stroom door het buffertrapje een stuk hoger moeten worden!
Het FFT plaatje dat hieronder zichtbaar is, is gemaakt met een 2:1 trafo gemaakt van een kleine ferriet kern,
gemaakt op de kleinste grijze kern die Baco verkoopt, of iedere andere geschikte ferriet kern, dit is op de laatste foto te zien.
De 2e harmonische is zichtbaar op een niveau van rond de -45dB, 12 en 16MHz zijn nog zwakker en deze zijn ruim beneden de -50dB.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-06.png

.
Deze meting is met een normale 1:10 scoop probe gemaakt, daar FFT metingen met de Philips Fet probe duidelijk meer ruis opleverde.
Ook heb ik bij deze meting de 20MHz bandbreedte limiter gebruikt en gecontroleerd of dit niet de hogere harmonische dempte in het bereik dat ik hier laat zien, dat was niet het geval.
Er zijn ook nog andere signalen zichtbaar, dat is achtergrond prut van mijn meetomgeving, dit is gecontroleerd door het uitzetten van de schakeling en dan te kijken wat de FFT laat zien.
Zijsprongetje, ben nog steeds blij met deze scoop die ik gebruik voor deze metingen, de FFT is heel goed bruikbaar en de bitdiepte is ook een stuk beter dan de gemiddelde scoop, dit door de zeer goede AD converter in dit model scoop.
Deze FFT vereist wel veel rekenkracht van de scoop, het is dan niet even klik, klik, plaatje uit de web interface getrokken, denk aan 10 seconde voor je het plaatje kan opslaan. :-)

De voeding voor Q1 wordt verzorgt door een standaard uA7805, daar deze direct voor handen was voor deze metingen, beter is een "L" versie te nemen of een of andere "low noise" 5V uitvoering, scheelt ook stroomverbruik.
Dit is een stuk stabieler dan een zener die in de originele schakeling zit, maar daar is het voor het BFO gebruik waar het originele voor bedoeld is, weer wat minder van belang.

En nogmaals wil ik er op wijzen, dat er grote verschillen zijn hoe graag xtallen willen oscilleren, dat geeft grote verschillen in uitgangs amplitude!
Dus C4 en C8 aanpassen voor het gewenste uitgangssignaal.
https://www.bramcam.nl/Diversen/XTAL-4MHZ-07.png

.
Let op de manier van opbouw, het is een test schakeling maar het is kort en netjes opgebouwd, dit is altijd noodzakelijk bij HF schakelingen!
Heel goed is rechts van het xtal de Philips 1pF uitkoppel condensator te zien die naar de blauwe niveau trimmer gaat.
Net boven de probe aansluiting is het kleine trafotje te zien dat als 2:1 wordt gebruikt.
De probe bij deze foto is hier nog Philips Fet type.
De trimpot voor de DC installing van Q1 staat op "0Ω" en staat ook niet in het schema getekend.

Ik ben er klaar mee! ;)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
RAAF12

Golden Member

Heb je er een föhn opgezet om de temperatuurstabiliteit te checken? Volgens mij moet je het kristal flink warm stoken voordat ie gaat driften. Met die bak vol kristallen van jou kan je ook prachtige smalbandige filters maken.
Bijv. met 10 stuks 4.43MHz xtals. Dat heb ik zelf nooit gedaan, nu liggen ze werkloos in het bakje :-)

Eerst COVID-19 en nu een raket, de Sjinezen komen. https://www.ad.nl/wetenschap/chinese-raketresten-vallen-neer-bij-nieuw…
blackdog

Golden Member

Hi RAAF12, :-)

Ik zou zeggen, bouw het eens!
Het is zeer leerzaam, dan ga je ook begrijpen dat zelfs het wel of niet belasten van de uitgang van de schakeling variatie van de frequentie oplevert.

Omdat het een xtal is, betekend het niet dat het perfect stabiel is.
Zie en ander topic op CO waar men met xtallen knutselt om de trim range zo groot mogelijk te krijgen.
De 1pF uitkoppel condansator is toch een 1/30 deel van de trim capaciteit, en de niveau trimmer zorgt er ook voor dat die "1pF" een beetje varieerd.
Ook de Drain/Gate capaciteit speelt een kleine rol in de variatie van de frequentie.

Een frequentie en niveau stabiele xtal oscilator maken is niet makkelijk en ik tip dat graag even aan als ik deze schakeling uitleg.
Een xtal oven zoals in de Gertjan 10Mhz referntie kost gauw tussen de 500 en 1000 Euro voor de beste versie en dat is niet voor niets zo duur, het is gewoon moeilijk.

Maar ik zal geen 500 Euro oven gebruiken voor een BFO schakeling in een anteur ontvangen. :+

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
RAAF12

Golden Member

Op 27 april 2021 12:23:06 schreef blackdog:
Hi RAAF12, :-)

Ik zou zeggen, bouw het eens!

Dat ga ik zeker doen, maar er zijn eerst wat andere klussen to do.
Ben nu bezig met de bedrading aan het doortrekken voor een front camera op het automobiel. Moet door de firewall heen, ja zo heet dat ding wat de motorruimte afscheid van de binnenkant!

Ik meen me te herinneren dat Elektuur ook zo'n kristalfilter had gebouwd met veel kristallen. Maar welk nummer dat was?

Eerst COVID-19 en nu een raket, de Sjinezen komen. https://www.ad.nl/wetenschap/chinese-raketresten-vallen-neer-bij-nieuw…

Ha blackdog,

Leuk gedaan maar als ik het mag zeggen is de eerste poging beter veel minder gevoelig voor externe omstandigheden :D
Vaak is het zo hoe meer je rond een oscillator zet des te instabieler alles wordt of je moet de delen goed van elkaar scheiden qua EMC !
Ik gebruik een transistor en een trafo in de vorm van een richtkoppel element aan de uitgang voor scheiding....
Het is belangrijk om als je een oscillator ontwikkeld testen uit te voeren en dan is de frequentie eigenlijk niet eens het belangrijkste maar de load pull meting is veel belangrijker m.b.t. de stabiliteit !

@RAAF12,

Wat ga je met een 4.43316875 MHz filter doen de kleuren hulpdraaggolf is er al een tijdje niet meer 8)7
Of bedoeld als midden frequent filter :? rare waarde !

Groet,
Henk.

[Bericht gewijzigd door electron920 op 27 april 2021 15:20:25 (15%)]

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
RAAF12

Golden Member

Ja een super scherp filter net zoals een mechanisch filter waar Sterrenburg zo enthousiast over was in het bekende boek...
Maar ach het is meer voor de hobby om het in elkaar te zetten en door te fluiten en daarna kan het weer op de plank ik heb voor zoiets geen praktisch doel voor ogen. Moet toch eens op zoek naar dat Elektuur schema met dat vele xtal ladderfilter, weer even ouwe kennis ophalen.

Eerst COVID-19 en nu een raket, de Sjinezen komen. https://www.ad.nl/wetenschap/chinese-raketresten-vallen-neer-bij-nieuw…

Ha RAAF12,

Helder nou ik heb nog wel 4.43361875 MHz voor je stuk of 30 moet wel lukken.
Maar je heb ook kleine trafo's nodig en een paar c-tjes en een paar spoeltjes maar goed dat komt goed.......
Eerst moet je uit de berg gaan selecteren dat kan ik doen dan krijg je 30 kristallen die qua fase gelijk zijn dat zijn er 30 uit een berg :P
Ik zal een ontwerpje laten zien maar welke bandbreedte zou je willen bereiken 100 Hz en welke in en uitgang impedantie.
Later kan je het filter gebruiken om een afstembaar kristal filter te bouwen.
Ik gebruik zo'n afstembaar filter soms voor mijn counter je kunt dan direct in de band meten op 100 Hz afstand.
Dus op 600 MHz met 100 Hz bandbreedte :D

Groet,
Henk.

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