temperatuur gecompenseerde keramische condensatoren in VFO

Ha Martin V,

Ik heb ook nog even naar mijn oscillator gekeken zit mooi binnen 2,5 Hz dus mijn probleem wat ik even had was wel dergelijk een lekke tantaal condensator !!!!!
Mooi dat je toch nog met de observatie bezig ben, er zijn nog wel een paar verbeter stappen mogelijk, maar ik ben met je eens ergens moet je er een punt achter zetten anders komt er nooit een werkend exemplaar !

Tenzij de drijfveer is om een zo'n laag mogelijke zijbandruis te bereiken, maar dan kan ik je verzekeren dan ben je nooit klaar ;)
En de apparatuur om dit te meten is heel duur....
Ik kan op 1 Hz van het opgewekte signaal meten ik denk dat jou oscillator daar -40 dBc bereikt voor de vuist uitgerekend.
Dat lijkt slecht maar de generator van een Nano-V.N.A. is nog slechter en dat is een D.D.S. :o

Jou bevinding...... daar had ik op 28-07-21 het volgende over opgemerkt.......

Ook heb je nog gevraagd wat beter is om uit te koppelen, emitter of collector de berekening m.b.t. de stabiliteit laat zien dat uitkoppelen aan de colletor of de emitter niet veel uit maakt ook het niveau wat je overhoud is bijna gelijk je zult aan de collector aanzienlijk losser moeten uitkoppelen hierdoor creëer je meer verlies....

Ter verduidelijking van bovenstaande het volgende....... als ik bij het ontwerpen van het systeem ( oscillator ) de overdracht uitwerk kom ik automatisch een aantal belangrijke parameters tegen een er van is de stabiliteit.

We kunnen de stabiliteit van de oscillator berekenen......

Vackar

die recht evenredig is met de uitgangsweerstand R (Alle component nummers volgens het tekeningetje wat ik gemaakt heb ).
Dit houdt in dat de oscillatiekring aan de bron- en aan de belastingzijde zo zwak mogelijk moet worden gekoppeld.
Aan de belastingzijde wordt verondersteld dat de versterker een oneindige ingangsweerstand heeft, dus het probleem is opgelost.
Aan de bronzijde wordt dit doel bereikt door de hoogste waarde te geven aan R.
Door de berekening van de stabiliteit weg te laten, verliezen we cruciale informatie met betrekking tot de waarde van de weerstand.
Bij het ontwerpen is dit dus van essentieel belang :D

Maar let op er is meer...... dit eerste belangrijke resultaat mag niet als eindconclusie worden gebruikt.
Dezelfde analyse, in aanwezigheid van een belasting, zou aantonen dat een compromis moet worden overwogen tussen de stabiliteit, de oscillatietoestand en het geleverde vermogen bij de belasting.

Nog even een slot opmerking met betrekking tot de varactor ik denk dat in jou situatie de smoorspoel welke ik had opgegeven te klein is.
Ik gebruik in mijn experiment niet de trafo uitkoppeling !!!!
Je mag ook een weerstand aan de tweede varactor hangen als het DC pad maar gesloten is en voor jou RF voldoende ontkoppeling plaats vind.
Maar de tweede diode is gezien de grote van de oscillator spanning wel belangrijk.
Ook de gate twee voorzien van een ferriet kraal om het pootje kan geen kwaad.

Groet,
Henk.

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

Hallo Henk, en andere meelezers, hier een update en het vervolg van mijn werkzaamheden.

De schakeling om FM breedband te kunnen moduleren heb ik getest.
In feite is het niets meer als een BC550 als emittervolger geschakeld, welke een extra varicapdiode aanstuurt.

De "gemoduleerde" varicap staat met een condensator in serie met de varicap welke ik voor de afstemming van de oscillator gebruik.
De serie condensator dient voor het instellen van de frequentiezwaai welke + en - 75kHz van de frequentie moet variëren.

Maar helaas wil het niet goed werken, vermoedelijk gaan twee varicaps parallel niet lekker werken.
Ik zou deze "FM modulator" ook parallel kunnen zetten aan de drain, dat heb ik nog niet geprobeerd.
Uiteindelijk heb ik de audio spanning, voor de modulatie, maar gesuperponeerd op de DC spanning van de varicap.
Maar nu is de frequentiezwaai afhankelijk van de frequentie.
Bij een lage frequentie is meer AF spanning nodig als bij een hoge frequentie.

Voor de rest heb ik nog iets te melden over de smoorspoel welke in serie staat met DC spanning van de varicap.

Nog even een slot opmerking met betrekking tot de varactor ik denk dat in jou situatie de smoorspoel welke ik had opgegeven te klein is.

Die smoorspoel is bij mij 100µH en nu wil het opeens wel werken.
Dus ja Henk, ik denk dat je gelijk hebt en de spoel een te kleine waarde had/heeft.
De stabiliteit is een stuk beter geworden als met een weerstandje van 100kΩ waarmee ik de varicap van spanning voorzie.
Hier is het schema wat ik heb bijgewerkt.

Na ga ik de oscillator over zetten op een andere printplaat en eigenlijk ben ik nu klaar met het ontwerp.
Voor zover er "iets" te verbeteren was, heb ik dat gedaan en nu is het af.
Het volgende wat ik ga doen, is het ontwerpen van de zenderversterkers, want ik ben nog lang niet klaar met dit project.
Om de oscillator stabiel te krijgen; daar ben ik nu klaar mee, op naar de rest van het project.
Tot zover even het nieuws vanaf deze kant.

"tijd is relatief"

Ha Martin V,

Ik had niet eerder tijd om je nieuwe ontwerp te bekijken, je heb het ontwerp aangepast en er een “ Martin serie Colpitts “ van gemaakt heb dat is prima als het goed werkt bij jou....
Uit mijn onderzoek heb ik de conclusie kunnen trekken dat de serie Colpitts vrijwel gelijk is aan de Vackar.
Dit doet niets af aan de verdiensten van deze twee briljante ingenieurs en bewijst dat, zelfs zonder enig verband, identieke ideeën duizenden kilometers uit elkaar kunnen ontstaan.

Ik heb een overzicht gemaakt van de meest gebruikte oscillatoren er zijn er veel meer dat weet jij ook wel maar die zijn of onnodig complex of qua techniek achterhaald !

Ik ben benieuwd wat op dit moment de stabiliteit is ik meet nog steeds zo'n 10 Hz soms een paar uur -4 maar dan loopt de frequentie toch weer omhoog ook dit kan beter maar voor een test schakeling zonder temperatuur compensatie niet slecht.
Vraag; gebruik jij nog wel temperatuur compensatie en zo ja waar precies ?

Ik zie dat je nog geen serie varactor gebruikt.... je kan eens meten welke top- top spanning je over de diodes heb staan, maar goed die keuze is aan jou.
Als zo'n varactor in voorwaardse geleiding komt werkt het net als bij elke andere diode, een gelijkrichter en een verdubbelaar cadeau dat is iets wat je niet wil.
Dan nog een puntje zie onderstaande schema jou varactor zit voor de serie condensator !

Dan krijg je het Vackar oscillator circuit zie mijn overzicht !
Daar is uiteraard niets mis mee, maar de titel is dan niet goed omschreven.
Dit is mijn versie met jou component waarden maar wel met de serie varactor uitvoering !

Het is maar de vraag of de positie van de varactor hier wel optimaal is, later meer hier over.

In eerste instantie bereken je de standaard serie Colpitts oscillator ik denk dat dit bekend overkom de L is jou spoel en de condensatoren zijn dezelfde nummering als op mijn tekening er is uiteraard een aanloopje nodig om op de eind formule te komen, maar dit heb ik hier voor de duidelijkheid hier achterwegen gelaten en de praktische formule op geschreven.
Formule resonantie frequentie serie Colpitts oscillator ;

De oscillatiefrequentie wordt gegeven door bovenstaande vergelijking.
Deze oscillatiefrequentie verschilt van de aanvankelijk verkregen frequentie zonder de condensator in serie.
In dit geval is het alsof de drie condensatoren in het circuit in serie zijn geschakeld op de klemmen van de spoel.
Als de condensator C3 een lage waarde heeft, hangt de oscillatiefrequentie voornamelijk af van deze condensator !
Door de afzonderlijke gevoeligheid van de drie condensatoren te waarderen kan je de keuze van de varactor gemakkelijk bepalen.

Het toevoegen van de afstem-varactor ;

in verband met de bijlages vervolg.......

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

Nu de mogelijkheid om F.M. te moduleren om de wederzijdse invloed van afstem-varactor en modulatie-varactor te elimineren moet afzonderlijke voorspanning gebruikt worden.
Als je oscillator op een vaste frequentie werkt kan je met de bias een goed compromis maken maar afstembaar......
Ik zal een tekening maken, ik weet niet op welke wijze je de modulator in het schema van je van plan was aan de varactor te knopen......

De modulatie-varactor ;

Zoals je misschien zie ga ik uit van een anti serie diode voor zowel de afstemming als de modulatie !

Dit is uiteindelijk de capaciteit welke in combinatie met de L de oscillator frequentie bepaald beide varactors hebben invloed op de centrale frequentie.
Het is aan de voorspanning ( bias ) om in een lineair gebied van de varactor te werken, de verhouding Cvar_FT : Cvar_mod bepalen de gevoeligheid van het verstemmen.

Tot zover mijn inbreng misschien is het nuttig, als je toch liever de Vackar wil gebruiken dan gaan we daar mee door de keuze is aan jou !
Het enige argument wat ik nog kan toevoegen is..... hoe minder componenten die temperatuur afhankelijk zijn en gevoelig voor je schakeling hoe beter !

Groet,
Henk.

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

Hallo Henk,

Ik wist niet dat je afgelopen zaterdag al een reactie in dit topic had gegeven,dat zie ik nu pas. 8)7
En zelfs tweemaal, dan ook maar even een reactie van mijn kant.

Uit mijn onderzoek heb ik de conclusie kunnen trekken dat de serie Colpitts vrijwel gelijk is aan de Vackar.

Ja, maar die serie Colpitts maakt wel gebruik van twee capaciteiten welke aan de spoel vast zitten, welke mee doen aan de afstemming van de kring.
Net zoals dat gedaan is bij de Vackar schakeling.
En dat zie ik bij de serie Colpitts in jouw tekening niet.
Een kleinigheidje maar toch.

Ja ik denk zelf dat ik niet nieuws heb gevonden of toegepast heb, volgens mij is het toch gewoon een Vackar oscillator schakeling.

Maar ik heb toch nog iets veranderd; dat is de parallel condensator die van de gate naar de massa is verbonden.
Die heb ik veranderd, die loopt nu niet naar de massa, maar naar de source.
De source zelf is niet geheel ontkoppeld voor HF; i.p.v. een 100nF condensator is die voor een gedeelte ontkoppeld met een C van 270pF.
Dat is vier maal de waarde van de C die aan de gate zit; die is bij mij 68pF.
Voor de duidelijkheid even weer het schema, zoals ik het nu heb.

De condensator welke in serie met de gate staat, heb ik toch zo klein als mogelijk gehouden.
Hij kan nog kleiner, maar dat is niet goed, want dan wordt de oscillator juist instabiel.
De waarde hou ik op 1/10e van C1 en C1 is 150pF; een reactantie van 50 ohm.
C3 is viermaal zo groot in capaciteit als C2 en die 270pF aan de source is weer viermaal zo groot als C3.
Dat de source slechts voor een deel ontkoppeld is maakt niets uit voor de werking en ook niet voor de uitgangs amplitude.
Maar toch lijkt het me beter zo, als dat C3 direct naar de massa gaat.
Dit omdat de impedantie weerstand tussen de gate en de source voortdurend veranderd nadat de Mosfet is ingeschakeld.
Door nu een condensator direct over de gate en de source te schakelen, wordt die invloed kleiner door de parallel reactantie.
Zou die condensator direct naar de massa gaan, dan staat daarmee de ontkoppel condensator van de source in serie met C3.

De tekeningen met de verschillende typen oscillatoren is zeer duidelijk, dank daarvoor.
In één van jou tekeningen zie ik een afstemspoel van de kring welke 300nH is, mijn spoel is een stuk groter n.l. 712nH.

De stabiliteit zoals ik het nu heb, dat is ongeveer 200Hz naar beneden en loopt 100Hz omhoog, niet zo super stabiel zoals ik het eerst had, maar beter krijg ik het niet.
De schakeling heb ik opnieuw opgebouwd op een (nette) nieuwe print en het ziet er nu ook netjes uit, ik zal even een foto daarvan laten zien.
Toen ik vanmiddag weg ging had ik de oscillator net aangezet, de frequentie was 20.0370kHz.
Na een aantal uren te hebben aangestaan, kom ik weer thuis en staat de frequentie op 20.0295kHz, een verschil van 8kHz.
Dus ja zo enorm goed is die stabiliteit nu ook weer niet, maar dat is niet zo erg.

Toch ben ik heel tevreden over de stabiliteit, ik merk nu nadat de oscillator na een uurtje of vier á vijf wel heel stabiel is.
De frequentie blijft mooi staan, af en toe verloopt dit met 100Hz.
Op de lange termijn in uren verloopt dit dus wel 8kHz, maar op de korte termijn stabiliteit is het toch een heel stabiele oscillator.

Op sommige plekken is het soldeer wat uitgelopen, dat komt omdat er aan is geëxperimenteerd en dat maakt het wat minder mooi.
Experimenten met de FM modulatie heb ik nog niet gedaan, dat komt later wel een keer, ik ben nu druk de oscillator in een kastje te bouwen met voeding en frequentie teller.

"tijd is relatief"