Oscillator 144 Mhz - Formules en praktijk

Het is al weer lang geleden dat ik 3 meter zendertjes bouwde. Nu ongeveer 15 jaar later wil ik mijn electronica kennis weer ophalen en ik ben nu bezig met een 2 meter oscillator. Ik heb wat theorie gevonden op internet en ben een beetje gaan rekenen en met p-spice aan de slag gegaan om de diverse waardes te bereken uitgaande van een bestaande Collpits oscillator. http://www.fashion-gest.com/hf/img1.jpg

Met de theorie die ik vond zou men m.b.v. alpha-model equivalent de lc kring kunnen bepalen om de diverse berekeningen uit te voeren. http://www.fashion-gest.com/hf/img2.jpg

Ik heb het resultaat hiervan in p-spice ingebracht en met wat trial-&-error kom ik op de volgende waardes voor een 145 MHz oscillator.
http://www.fashion-gest.com/hf/img3.jpg

Vervolgens heb ik de luchtspoel berekend met weer een andere formule die ik op internet vond.

L=N2r2/(228r+254l)

L in microhenry
r is radius in mm
l is lengte in mm

Om een 55nH spoel te maken zou ik b.v. uitkomen op 4 windingen r=2,5 mm l=7mm

Vervolgens alles even aan elkaar gehangen op een stukje printplaat en ........ de oscillator start inderdaad, maar op een VEEL lagere frequentie (rond de 110 MHz). Vervolgens maar wat gaan experimenteren met diverse spoelen en om hem op 145 MHz te krijgen moet ik met 3 wnd op r=1,75 mm l=5 mmw erken.

1) Nu is mijn vraag, kan iemand mijn verklaren waarom er zoveel verschil is tussen theorie (wellicht doe ik iets fout) en praktijk ?

2) Hoe bepaalt men de waardes van C1 en C2 ?

3) Ik ben toch maar alvast verder gaan experimenteren en heb een fm-modulator met een varicap toegevoegd.

http://www.fashion-gest.com/hf/img4.jpg

Dit maakt het geheel erg instabiel, wellicht omdat de diverse waardes niet goed op elkaar afstemmen. Ik mis veel theorie (en praktijk) om de oscillator goed en stabiel werkend te krijgen. Wellicht kan iemand mij in de goede richting loodsen.

De bedoeling is het geheel met een PLL gebasseerd op een motorola MC145170 en een microprocessor PIC16F84 te gaan sturen. Wat betreft de PLL en de microcontroller, daar ben ik wat meer thuis in. Als alles één maal goed werkt zal ik één en ander publiceren voor de liefhebber.

Alvast bedankt voor de eventuele reacties.

C3 is *veel* te groot denk aan tientallen pf's, wellicht kan Cs ook de helft kleiner. Cs zo klein nemen dat het over de gehele band stabiel oscilleert. Of/en plaats een weerstand (tientallen Ohm's) tussen de capacitieve spanningsdeler en de emitter van Q1.
Een C van 1-2 pf aan de collector van Q1 kan de harmonischen en parasieten nog wat onderdrukken.

MvgEat

Ok, bedankt voor de reactie.

Ik ga hiermee experimenteren. Als je toevallig nog goede resources op internet weet die de achterliggende theorie behandeld hoor ik dat graag.

Nogmaals bedankt.

Ik ben bezig met een 144 MHz projectje, waar je de oscillator misschien wel van kan gebruiken voor jouw doel. De oscillator is een hartley-type, gebaseerd op een NE612 ic. De spoel is ge-etst op de print, om de stabiliteit te vergroten.
Ik heb voor een hartley gekozen om een groot bereik te krijgen (zodat ik hem als VCO kan gebruiken voor zowel de ontvanger en zender). In de praktijk loopt het bereik van 133 MHz tot 150 MHz, met een Vtune van 1 - 12V. De varicap is een budget-type van Kent, de ZC111.
Het zaakje wordt op frequentie gehouden met een PLL, de TSA6057, aangestuurd door een PIC.
Modulatie is bij mij een digitaal signaal, en ik heb een gewone 1N4001 als als 'varicap' gebruikt voor de modulatie. Dat werkt prima.
Als je geen NE612 wil gebruiken, kan je denk ik in principe vrijwel elke BJT of FET met een voldoende hoge gain op deze frequentie wel gebruiken. In de NE612 zit ook alleen maar een transistortje voor de oscillator.

Als je geinterreseerd bent post ik wel foto's, schema's etc. Laat maar horen.

Heel graag, e-mail is joaquin@fashion-gest.com

Mijn volgende stap is inderdaad ook de ontvanger bouwen. Eén en ander wil ik gebruiken voor een echolink repeater op 2 meter www.echolink.org.

C3 zou ik inderdaad kleiner nemen, ook afh van hoe groot het regelbereik moet worden en de preciese varicap. Probeer het eens met 10 tot 22 pF.

Verder zit dat knooppunt bij die varicap niet helemaal lekker aangesloten, relatief lage weerstand naar massa en plus. Ik zou tussen de varicap en het punt R5/6/7 een extra weerstand van zeg 100k plaatsen.

Nu is mijn vraag, kan iemand mijn verklaren waarom er zoveel verschil is tussen theorie (wellicht doe ik iets fout) en praktijk ?

Ik vraag me af of je model wel helemaal goed is. Probeer de simulatie eens met cs in serie met de 39p condensators, en dan meten direct over de spoel + trimmer.

Ok, ga ik proberen.
De varicap is een BB405B.

De theorie van het zogenaamde alpha model heb ik uit een pdf file die je hier op kan halen

http://www.fashion-gest.com/hf/thesis.pdf

Volgens mij moet Cs NIET in serie met de 39p's

Extra capaciteiten door je print.

C1 en C2 Vind ik wat te groot --> 15pF of lager
Oscillator moet soepel oscilleren.
C3 --> 10-47pF (Afhankelijk van je regelbereik, wat Rd12tf zegt)
Varicap wordt te zwaar belast en helemaal als R7 laag is.

Op 28 juni 2005 18:29:05 schreef JV_EB7GQW:
Ok, ga ik proberen.
De varicap is een BB405B.

De theorie van het zogenaamde alpha model heb ik uit een pdf file die je hier op kan halen

http://www.fashion-gest.com/hf/thesis.pdf

Volgens mij moet Cs NIET in serie met de 39p's

Cs staat niet in serie met de 39p's.
Denk aan een GBS schakeling.

Voor HF is L1//Ctr +Cs parallel aan C1 in serie met C2. (Met een aftakking naar de E)

Henry.S, dus mijn model in het 3e figuur is ok, niet ? Deze gebruik ik om de kring te simuleren in p-spice (voor p-spice simulatie moet ik alleen 1000M weerstanden in parallel plaatsen aan de de diverse C's maar moet niets uitmaken om fo te bepalen).

Trouwens, zoals ik eerder schreef, kom ik op een spoeltje van 2,5 á 3 windingen op een 3 mm boortje. Ik gebruik 1 mm draad. Kan dit kloppen ?

C1 en C2 Vind ik wat te groot --> 15pF of lager

Lijkt mij ook, maar wellicht is er een voordeel als je deze groter dan noodzakelijk kiest (anyone?)...

Om het ding werkend te krijgen denk ik dat 5p voor c1 en 10p voor c2 bruikbare waardes zijn.

Ik heb voor een hartley gekozen om een groot bereik te krijgen (zodat ik hem als VCO kan gebruiken voor zowel de ontvanger en zender). In de praktijk loopt het bereik van 133 MHz tot 150 MHz, met een Vtune van 1 - 12V.

Het voordeel van een hartley is inderdaad wel een beter regelbereik, puur omdat je van die c1/c2 af bent door de inductieve terugkoppeling. Daarnaast hebben ze in mijn ervaring over het algemeen een stuk meer output power, al bestaan er ook we colpitts varianten die daraan voldoen.

Lijkt mij ook, maar wellicht is er een voordeel als je deze groter dan noodzakelijk kiest (anyone?)...

Je ziet vaak dat deze condensatoren 'zo groot' mogelijk genomen worden (excuseer de woordkeuze) om de invloed van de dynamische capaciteiten in de transistor te verminderen.

Voor brede afstembereiken neem ik ook altijd een tapped Hartley- of tegen de meerprijs van een extra fet een source-coupled oscillator, ook erg stabiel (meekoppeling is regelbaar) en een behoorlijke output.

Oh ja, en in P-spice en consorten geloof ik (nog) steeds niet!

MvgEat

Op 29 juni 2005 10:07:34 schreef JV_EB7GQW:
Henry.S, dus mijn model in het 3e figuur is ok, niet ? Deze gebruik ik om de kring te simuleren in p-spice (voor p-spice simulatie moet ik alleen 1000M weerstanden in parallel plaatsen aan de de diverse C's maar moet niets uitmaken om fo te bepalen).

Trouwens, zoals ik eerder schreef, kom ik op een spoeltje van 2,5 á 3 windingen op een 3 mm boortje. Ik gebruik 1 mm draad. Kan dit kloppen ?

Je model lijkt te kloppen, maar het is 17 jaar geleden dat ik aan HF torren moest rekenen (Zonder p-spice!)
Je spoeltje klopt wel, hoeveel tussenruimte per wikkeling gebruik je?

Bijgaand twee fotos van het spoeltje. Dit is het enige draad wat ik hier (Spanje) kon krijgen (1 mm). Ik heb het nu 'in de lucht' gebouwd. Wat is trouwens jullie opinie hierover. In de lucht bouwen met schotjes e.d. of mooi printje maken ?

http://www.fashion-gest.com/hf/1.jpg http://www.fashion-gest.com/hf/2.jpg

Zolang je er maar 1 of een paar exemplaren van maakt werkt in de lucht bouwen prima denk ik... en het gaat aanzienlijk rapper dan printjes ontwerpen, etsen etc.

De draden lijken trouwens tamelijk lang t.o.v. het spoeltje zelf.. hoeft niet direct een probleem te zijn, maar resulteerd wel in een lagere frequentie natuurlijk.

Ik zou kiezen voor 'lucht' constructie: als je de componenten kort houd introduceer je minder parasitaire impedanties, geen last van diëlectrische verliezen en je hebt een groot massavlak tot je beschikking.

Monteer de componenten zonder (mechanische) spanning anders krijg je sprongen in de afstemming bij opwarmen en afkoelen.

Met goed ontworpen printen zijn natuurlijk ook prima resultaten te behalen. Het ontwerp is daarna echter star, wil je iets veranderen dan moet je de print opnieuw ontwerpen en de schakeling opnieuw bouwen.

MvgEat

Hierbij het schema van de VCO die ik gebruik, een link naar PCB layout en een foto'tje van de (matig ge-etste en door experimenteren hier en daar wat gemodificeerde) schakeling. Excuses voor mijn matige tekenkwaliteiten, maar het gaat even om het principe.

Zoals je ziet gebruik ik een ge-etste spiraal-vormige zelfinductie. In een ander prototype had ik een gewone luchtspoel van ca. 100 nH, met de tap op ongeveer 1/4 van de 'hete' kant.

http://www.wfvisser.dds.nl/schema.gif
PCB layout
fototje (816 kb)

De 1p c'tjes vind ik wat vaag, is dit voor smalband?

Ohja, ik zie het al :P

[Bericht gewijzigd door Henry S. op ]