VHF oscillator de F275b

Op 7 juni 2022 10:29:45 schreef blackdog:
Zou je punten willen zetten in schema's op de kruizingen, in de schema's die je zelf maakt,

Misschien nog beter is het, nooit zulke vier-kruisingen te gebruiken. Die stip wordt toch altijd af en toe vergeten, of is niet altijd goed zichtbaar na het zoveelste kopiëren.
Met alleen T-kruisingen kun je geen misverstanden krijgen; zo bijvoorbeeld:

Dit 68 ohm belasting van Q3 is eigenlijk een beetje zonde. Je zou Q4 op de emitter kunnen insturen, da's óók laagohmig, en dan gooi je niks weg.

Slechts 300 Hz verloop op 100 MHz is opmerkelijk. Met een gewone kristaloscillator lukt je dat niet.

Zou je punten willen zetten in schema's op de kruizingen, in de schema's die je zelf maakt

Hallo Blackdog en Frederick E. Terman.
Ik heb intussen het schema aangepast.

Het bijgetekende laagdoorlaat filter, moet je even weglaten want daar ben ik nog mee bezig.

Je verteld ons niet (mij is het niet opgevallen) op welke frequenties de oscilatoren werken.
Is dat direct in de FM band of zijn ze ontwikkeld voor rond de 25MHz?.

Dit is voor de FM omroepband, maar waar het mij om gaat is het stukje band tussen zeg 85 t/m 92MHz.

In je tweede schema heb je zelfs een 60pF trimmer getekend, heb je dan een niet veel te groot afstembereik van je oscillator?
Beter is een goed gekozen vaste capaciteit met een klein trimbereik.

Nee hoor dat valt reuze mee om af te stemmen met een 60pF trimmer, maar je hebt wel gelijk.
Zou ik er een 40pF trimmer in zetten aangevuld met een vaste C, dan regelt het nog beter.
Uiteindelijk komt er een varicap afstemming in aangevuld met een vaste C of een trimmer van 40pF of zo iets.
Dat moet ik nog verder uitwerken, maar waar ik nu mee bezig ben is om een laagdoorlaat filter achter de uitgang te plaatsen.
Dit om enige lineaire vervormingen van het signaal gladstrijken.
Zien kan ik dat helaas niet op de scoop want mijn scoop gaat slechts tot 60MHz.
Om de uitgangsamplitude op te meten gebruik ik een piekspanning detector met twee germanium dioden.
De werkelijke amplitude op de uitgang is dan √2 de DC spanning, welke ik meet met mijn multimeter en die is nu 8,5Volt.

Verder zou ik de MOSfet en de twee buffer transistoren in een stalen doosje zetten en de twee trapjes dan gescheiden door een schotje.
Onderstaande link zijn de kastjes die ik bedoel en de tussenschotjes zitten er al bij.

Ik heb toevallig van die kastjes welke in elkaar kunnen worden gesoldeerd.
Maar ik heb ook gegoten aluminium behuizingen van Hammond welke uitermate geschikt zijn om er HF schakelingen in te plaatsen.
Nu is het op experimentele manier in elkaar gesoldeerd op de "dode kever manier".
Later bouw ik het opnieuw in een kastje van Hammond.

Dit 68 ohm belasting van Q3 is eigenlijk een beetje zonde. Je zou Q4 op de emitter kunnen insturen, da's óók laagohmig, en dan gooi je niks weg.

Slechts 300 Hz verloop op 100 MHz is opmerkelijk. Met een gewone kristaloscillator lukt je dat niet.

Ja die 68 ohm vormt met de ingangsbelasting van Q4 welke 247,8 ohm en daaraan parallel een weerstand van rond de 60 ohm een totale parallelweerstand van 50 ohm.
Maar inderdaad stook ik daarin nogal wat vermogen in weg, wat eigenlijk zonde is.
Om Q4 in te sturen op de emitter dat heb ik geprobeerd met deze versterker:

Waar het spanningsverschil tussen twee basis aansluitingen zo klein als mogelijk moet zijn.
De schakeling vindt ik wat kritisch werken, waar enig onbalans tussen de beide spanningen op de basis aansluitingen zo klein als mogelijk moet zijn.
Hiervan wilde ik zoveel mogelijk de kritische instelling vervangen door een "gewone GES versterker" in plaats van een differentiële versterker.
Voor de versterking of de uitgangsamplitude maakt het niet uit of ik de differentiële versterker gebruik (GBS) of de GES.

Wat ik ook wil gaan proberen is om de 4:1 transformator (en) te vervangen door lumped elements.
Waarbij de transformatie wordt gerealiseerd door een L matching netwerk.

Ik ben nu dus bezig aan een laagdoorlaat filter en zodra ik nieuwe ontwikkelingen heb zal ik dat hier melden.

Afstembaar laagdoorlaat filter

Wat ik eigenlijk wilde is een filter welke ik op de ideale capaciteit kon aanpassen voor de gebruikte frequentie.
Het theoretische 5 pole Chebyshev filter, voor een frequentie van 92MHz, met een rimpel van 0,044dB ziet er zo uit:

Twee verschillende spoelen heb ik geprobeerd; van 4,5 windingen over 6mm uit 1mm geëmailleerd wikkeldraad zonder spatie gewikkeld en 5,5 windingen.
Hier was de spoel van 5,5 windingen het beste.
De waarde van die spoel heb ik berekend en bleek 115nH te zijn, wat het beste in de buurt komt van de ideale waarde van 118nH.

De condensator in het midden is 33pF met daar aan parallel een teflon trimmer van 40pF.
De trimmer wordt ingesteld op maximale uitgangsamplitude, die bleek 9,58V uit de diode piekspanning gelijkrichter.
Wat er nu uit zou moeten komen is een amplitude van 13,54Vp.p. dat is een vermogen van 458mW (26,6dBm).

Het filter heb ik ingetekend op het schema:

Wat ik gebruikte als HF breedband transformator van 4:1 en die zien er zo uit:

Het gebruik van HF transformatoren geeft niet zo hoge output als met lumped elements.
Om te transformeren vanuit de laatste transistor, die heeft een collector belasting van ca. 74 ohm naar 50 ohm maak ik gebruik van een T-mach transormatie netwerk.
Voor transistor Q3 naar de basis of ingangsimpedantie van Q4 hoef ik eigenlijk helemaal niet te transformeren.
De collector belasting is rond de 200 ohm en de ingang van Q4 is rond de 268 ohm.
Voor de koppeling tussen de twee trappen en de uitgang gebruik ik dus een T-match netwerk:

Nu zitten er spoelen in welke eklaar kunnen "zien"en HF spanning makkelijk kan overwaaien van de ene naar de andere trap.
Daarom maak ik gebruik van tussenschotjes, welke op het schema zijn aangegeven als stippelijntjes.

Hier heb ik ook de uitgangsvermogen regeling toegepast en de modulator met een emittervolger.
Een PLL is op zich niet nodig omdat de oscillator rotsvast op de frequentie blijft staan.

Ondertussen heb ik het laagdoorlaat filter redelijk netjes opgebouwd in een apart blikken doosje.
Voorzien van SMA connectoren.

Gelijk even getest en de doorlaatdemping is redelijk weinig.

Ha Martin V,

Leuk idee op welke frequentie werkt dit filter ?
Wel een paar positieve opmerkingen, de opbouw vindt ik niet helemaal volgens hoogfrequent regels !
In de eerste plaats te veel kieren tussen het blikken huisje en de koperen print en ook de connector is niet goed door gesoldeerd,
( voor wat ik kan zien ) wel een vierkante flens.

Maar waarom ga je naar dat koper toe ? Je heb de connectoren aan een kant uit het hart van het doosje sterker als je de connectoren aan de,
lange zijkant monteer dan heb je alleen een strookje blik nodig !
Geen overgang van blik naar koper.

Dat is voor een volgende keer .
Voor nu zou ik de variabele condensatoren niet naar boven ( op foto ) maar naar beneden monteren waarom
Probeer altijd zo min als mogelijk lange afstanden ( veel koper ) tussen je bron en schakeling te creëren omdat je filter reciproque is geldt dit voor beide kanten.
Die aardpunten..... retour stromen zijn net zo belangrijk als je signaal pad alles wat in je signaal pad gebeurt,
veranderingen in de impedantie bijvoorbeeld zie je terug in het ground plane !

Groet,
Henk.

De spoeltjes 'zien' elkaar, dat zorgt voor een minder goede demping van de harmonischen.

Ha Henk en Henry,

dat het niet helemaal vogens de HF regels is, is jammer maar het kan ermee door.
Ja @Henry ik heb geen tussenschotjes gebruikt, dat vond ik te moeilijk om te maken.
Waarom ga ik naar een printplaat toe, omdat ik op die manier goed bij de onderkant van de trimmers kon om vast te solderen.
In principe had ik net zo goed de bodem van het blikje kunnen gebruiken.
De SMA connectoren hebben inderdaad een vierkante flens, waarvan de onderkant van de connectorflens aan de printplaat is gesoldeerd. Zo verkrijg ik een massavlak welke aan twee kanten contact maakt met de connectoren.

Intussen ben ik bezig geweest met de oscillator/stuurzender, waar ik de koppeling tussen de trappen heb moeten veranderen. Het eerder gebruikte T filter/matching netwerk beviel mij niet.
Ik heb nu een L match netwerk en dat gaat prima. Met het voorheen gebruikte netwerk begonnen de versterkers wild te oscilleren, foute boel dus.
Nu werkt het wel schoon en geheel vrij van parasitaire oscillaties.
Hier nog wat foto's van de print welke ingebouwd wordt in net zo blikken doosje als het laagdoorlaat filter.

Ha Martin V,

Op zich niets mis mee en zeker als het doet wat het moet doen
Welke impedantie verhouding in / uit gebruik je, en welke bandbreedte heb je nodig ?

Groet,
Henk.

Hallo Henk,

welke impedantie verhouding dat ik gebruik, dat is voor de BFR96 89 ohm en 50 uit. Voor de BFR90/81 is dit 550 ohm naar 268 ohm.
Dit voor een frequentiebereik van 84 t/m 92MHz. De bandbreedte welke ik uiteindelijk slechts nodig heb is 2MHz, wat al voldoende is.
Het laagdoorlaat filter wordt ingesteld of op de werkfrequentie of op 92MHz wat de hoogste werkfrequentie is.
Overigens de FM modulator heb ik nog niet geplaatst op de print, dat moet ik nog doen.
Die klodders soldeer moet ik ook nog weghalen, dit kwam door het veranderen van de koppeling tussen de trappen en met de uitgang.

De laatste tijd heb ik alles ingebouwd.
Een kastje had ik al en een computervoeding zorgt voor de benodigde spanningen van 5 en 12V.
De 12V heb ik wat omhoog geschroefd door de instelpotentiometer van de feedback wat hoger te zetten.
Er komt nu 12,7V uit.
Voor de rest heb ik spoeltjes uit de eerste versterkertrap verhoogt naar 5 en halve windingen ipv 3 en half.
De BFR96 levert 600mW en het uitgangsnetwerk is een pi-filter geworden.
Het is de beste FM zender als dat ik ooit heb gebouwd en werkt superschoon.
En dit is het resultaat:

zou je ook de waarden van de spoelen en de transistoren kunnen aangeven.
Ik zou graag dit type oscillator/zender willen testen.

Hallo Etherfreak,

voor de duidelijkheid post ik hier nogmaals het schema.
Q1 = BF961
Q2, Q3 = BFR90/91
Q4 = BFR96
Q5, Q6, Q7 = BC550.
De wikkelgegevens voor de spoelen staan in het schema hieronder.

Dank je

Mooi gedaan,heb je er ook een pll aanhangen of alleen een teller?

Een PLL heb ik er ook aan gehad en hij "lockte" prima op de frequentie.

Beste Martin V,

Ik ben geinteresseerd in het schema en bekijk de fijnafstemming met de twee capaciteitsdiodes D1 en D2 in serie met de kathode naar elkaar toe gericht. Als ik daarvoor zo'n 10 pF neem en ze bij het midden van de trimmer C3 voeg die parallel staat, dan is dit voor de LC om en nabij 30 pF. Voor 98 MHz lijkt daar dan een spoel bij te horen van ongeveer 88 nH (4 x 1 mm draad om een diameter 8 mm). Is de oscillatorspoel in het schema dan niet veel te groot (233 nH)? Mogelijk zit ik in een discussie waar niet meer op gereageerd wordt, maar zou er nog graag van willen leren. In ieder geval bedankt voor eventueel een reactie.

Met vriendelijke groet,

Rodion

Ja inderdaad geen rare opmerking,
maar het licht ook aan de varicap die je gebruikt denk ik?
Ik zit daar ook nog wel eens mee ik heb 4,5 WDG – Diam. 6 MM – Drt 1MM spatie 1MM
dat is wat ik gebruik daarvoor en dan moet je… richting de 60pF om er te komen.
Met trapjes lukt dat ook doordat je met een condensatortje aftapt voor naar de volgende trap.
Dus trimmer plus de belasting van transistor en de condensator naar het volgende trapje.
( zo zie ik het althans )
Bij oscillator zijn dat?:
de FET G1 en S plus de 27p : 2 = 14pF ongeveer, ( L2? ) de trimmer en de varicapjes.
( ik zal te grof zijn misschien? )

VrGr Rob

Ik vind de waarde van L1 ook aan de te hoge kant. De varicaps voegen samen 5 tot ruim 20pF toe.

Hoi allemaal,

Het forum staat weer vol met allerlei interessante projektjes, hier en ook in 'bufferpraat'. Voor mij weer veel leesvoer om te begrijpen hoe zenders werken. Ik heb wat geexperimenteerd met VCO's op basis van de BF961 en zelfs een werkend exemplaar gebouwd waar ik erg enthousiast van ben. Ik vind 'old school' oscillatoren veel leuker dan kant en klare IC's en bovendien spannend omdat het tegen het illegale aan zit. Ik denk volgend jaar het N-examen zendamateur te gaan doen (bij proefexamens zit ik helaas nog net onder het randje van slagen). Om even terug te komen op het schema van Martin V. (die ik overigens als een soor guru beschouw), de twee capaciteitsdiodes D1 en D2 heb ik opgevat als twee condensatoren in serie, dus D1 x D2 / (D1 + D2). Uiteraard is de capaciteit o.a. afhankelijk van de spanning en het soort varicap. In een proefopstelling heb ik twee BB405B varicaps (kathode op kathode) gebruikt en de spanning afgezet tegen de capaciteit. Deze varieert van ongeveer 12.3 pF bij 1.3 V tot 8.1 pF bij 8.8 V. Voor het gemak reken ik daar 10 pF voor. Parallel met het midden van een trimmer-condensator komt die bij mij op 31.3 pF. Als ik het midden van de FM band wil bereiken dan moet de spoel 84.3 nH zijn. Allemaal in ieder geval bedankt voor de reacties. Ik haak mogelijk aan bij 'bufferpraat' omdat ik gisteren zag dat daar ook een leuke zender wordt gebouwd. Fijn om jullie weer te spreken.

Groet, Rodion

Op 12 april 2023 01:10:58 schreef rodion:
Beste Martin V,

Ik ben geinteresseerd in het schema en bekijk de fijnafstemming met de twee capaciteitsdiodes D1 en D2 in serie met de kathode naar elkaar toe gericht. Als ik daarvoor zo'n 10 pF neem en ze bij het midden van de trimmer C3 voeg die parallel staat, dan is dit voor de LC om en nabij 30 pF. Voor 98 MHz lijkt daar dan een spoel bij te horen van ongeveer 88 nH (4 x 1 mm draad om een diameter 8 mm). Is de oscillatorspoel in het schema dan niet veel te groot (233 nH)? Mogelijk zit ik in een discussie waar niet meer op gereageerd wordt, maar zou er nog graag van willen leren. In ieder geval bedankt voor eventueel een reactie.

Rodion

Beste Rodion betreft een te grote spoel, wel de twee condensatoren van 27pF staan in serie met elkaar. De totaal capaciteit is daarmee 13,5pF.
In mijn testopstelling gebruikte ik geen varicap dioden en de capaciteit van de trimmer staat ook in serie met die 13,5pF, let wel die komt er dus niet bij evenals de capaciteit van de varicaps.
Als ik nu een half ingedraaide trimmer van 40pF heb, staat die 20pF in serie met die 13,5pF.
We krijgen dan 8,05pF totale capaciteit.
Op 86MHz krijg je dan een kring met een spoel van 425nH.
Mijn spoel was wat kleiner rond de 233nH, maar probeer het nu eerst eens @Rob heeft dat ook gedaan en de oscillator stond netjes op de frequentie.

Beste Martin V.

Er zijn inderdaad de condensatoren C1 en C2 van de Colpitts terugkoppeling die ook moeten worden meergerekend, die had ik over het hoofd gezien (en mogelijk ook invloed van de smoorspoelen). Je zou zeggen dat de spoel daardoor nog kleiner zou worden, maar ik ga er mee experimenteren! Zojuist 2 frisse koperplaatjes door de bus gekregen en heb er veel zin in. Op het moment maak ik mij een beetje zorgen over mijn soldeervaardigheden, het soldeerstation en mogelijk het soort tin dat ik gebruik. Heb daar wat kritiek op gekregen. Ik vraag me verder nog af waarom je 12 V voor de fijnafstemming gebruikt. Kan dit niet gewoon met de 5 V die verder voor de schakeling wordt gebruikt (met uitzondering voor de verdere versterking)?
Uiteraard weer bedankt voor je reactie.

Groet,

Richard

Ik had die twee condensators ook over het hoofd gezien. Dat komt omdat ik de LC kring met de varicaps altijd losjes met gate1 koppelde, met 10pF of zo.

Ik vraag me verder nog af waarom je 12 V voor de fijnafstemming gebruikt. Kan dit niet gewoon met de 5 V die verder voor de schakeling wordt gebruikt

Omdat de varicap dioden in het werkgebied tussen een paar Volt en iets van 15 á 20 Volt is. Bij 12V is de capaciteit minder als bij 5 Volt. De bedoeling is om frequentie modulatie te maken maar die varicap zit er ook voor de frequentie "fijnafstemming", daarmee kun je dus een paar MHz 'en afstemmen.

Ik heb het nog nagerekend met een spoel van 233nH op 86MHz, is een totaal capaciteit van 14,69pF, ik heb geen flauw idee of de spoel calculator vrij nauwkeurig is. Maar ik gebruikte een spoel van 6 en halve winding over 8mm zonder spatie van de wikkelingen, uit 1mm wikkeldraad.

De potmeter van de frequentieregeling hangt gelijk aan de massa,
hierdoor is de spanning op de varicap dioden met dichtgedraaide potmeter 0 volt.
is het niet beter om een weerstand in serie te plaatsen om er voor te zorgen dat er minimaal 1 volt op de varicap dioden komt te staan bij dichtgedraaide potmeter?.