frequenzvariable Oszillatoren - Mein Hobby ist der Amateurfunk

Direkt zum Seiteninhalt

Hauptmenü:

frequenzvariable Oszillatoren

Generatoren > Oszillatoren

Häufig besteht der Wunsch die Frequenz eines Oszillatores ändern zu können. Allein schon aus der Tatsache, dass der Oszillator, nachdem man ihn fertig gestellt und in Betrieb genommen hat, nie mit der Frequenz schwingt, die man gewünscht und berechnet hat, ist eine Frequenzeinstellung notwendig. Um eine Frequenzabweichung auszugleichen, die durch Bauteiltoleranzen verursacht wird, genügt meist eine Änderung der Frequenz im wenige Prozent. In besonderen Fällen wird aber auch eine große Frequenzänderung gewünscht. Die Frequenz eines Messsenders soll zum Beispiel in einem großen Bereich einstellbar sein. Ebenso beim Rundfunkemfänger, um möglicht viele Stationen zu empfangen.
Man unterscheidet also:
1. Oszillatoren mit geringer Frequenzvariation. Änderungen meist kleiner 3% ( 1 : 1,03 ).
2. Oszillatoren mit großer Frequenzvariation. Änderungen bis über 300 % ( 1 : 3 )
Der Schwingkreis
bestimmt bei einem Oszillator die Frequenz. Ein Schwingkreis besteht aus einer Induktivität L und einer Kapazität C. Ändert man die Induktivität L oder die Kapazität C in ihren Werten, so ändert sich auch die Frequenz. Die Resonanzfrequenz bei Schwingkreisen kann man mit der Thomsonschen Schwingungsgleichung berechnen. Zu diesem Zweck gibt es veränderbare Kondensatoren. Drehkondensatoren werden heute kaum noch verwendet. dafür gibt es Kapazitätsdioden, die bei weit geringerem Aufwand und Volumen die gleiche Funktion erfüllen.

Nostalgische Drehkondensatoren

Trimmkondensatoren mit geringer Kapazität und Baugröße für den Ausgleich von Bauteiltoleranzen kommen noch heute zum Einsatz.

eine Auswahl verschiedener Induktivitäten

Um die Induktivität zu ändern, werden Spulen mit einem Ferritkern hergestellt. Der Ferritkern ist meist ein Gewindekern, den man je nach Bedarf in die Spule eindrehen kann. Größere Variationen sind damit kaum möglich. Nur mit Variometern oder Rollspulen kann man die Induktivität in größerem Umfang ändern. Der Aufwand ist jedoch so groß, dass sie nur in Ausnahmefällen zur Anwendung kommen.


Oszillatoren mit großem Abstimmbereich

Für Messsender und Messempfänger benötigt man Oszillatoren mit einem großen Abstimmbereich. Drehkondensatoren und Kapazitätsdioden haben einen Variationsbereich von ca. 30 pF bis ca. 500 pF. Das entspricht einem Variationsverhältnis von 1 : 16,66. Aus der Thomsonschen Schwingungsgleichung errechnet sich eine Frequenzvariation von 1 : 4,08 ( 1: Wurzel 16,66). Das bedeutet, dass die Endfrequenz 4,08 mal höher ist als die Anfangsfrequenz. ( Beispiel: Anfangsfrequenz 1 MHz - Endfrequenz 4,08 MHz). Meist wird der Variationsbereich durch die Schaltkapazitäten und die Eigenkapazitäten angeschlossener Transistoren verringert, denn diese Kapazitäten müssen zu der Anfangkapazität addiert werden. Realistisch sind Frequenz-variationsbereiche von 1 : 3,5. Bei fast alle Drehkondensatoren ist der Rotor mit dem Gehäuse verbunden, der dann geerdet ist. Damit sind einige Oszillatorschaltungen für eine Abstimmung mit Drehkondansatoren nicht geeignet. Wegen der 2 Schwingkreiskondensatoren eignet sich der Colpittsoszillator nicht für eine Kondensatorabstimmung. Dazu wäre ein Doppeldrehkondensator mit 2 unterschiedlichen Kapazitäten erforderlich. Der Aufwand wäre für die Sonderanfertigung zu groß.

Beim Hartley Oszillator in Emitterschaltung ist der Kondensator C1 frequenzbestimmend. Ersetzt man ihn durch einen Drehkondensator, so ist darauf zu achten, dass beide Kondensatorenden unter Spannung (Signalspannung als auch Betriebsspannung) stehen. Das erfordert einen isolierten Aufbau des Drehkondensators. Beim Colpitts Oszillator in Emitterschaltung sind die beiden Kondensatoren C1 und C2 frequenzbestimmend. Man müsste sie durch einen Doppeldrehkondensator ersetzen. Da die beiden Kondensatoren unterschiedliche Kapazitäten haben, ist eine Sonderanfertigung des Doppeldrehkondensators notwendig. Eine einfache Parallelschaltung eines Drehkondensators zu den beiden Kondensatoren C1 und C2 schränkt die Frequenzvariation stark ein.

Die gleichen Probleme treten auch bei den Oszillatorschaltungen in der Basisschaltung zu. Darum sind auch diese Schaltungen für eine große Frequenzvariation kaum geeignet.

Beide Oszillatorschaltungen sind für eine große Frequenzvariation gut geeignet. Hier können Drehkondensatoren mit geerdetem Rotor eingesetzt werden. Alle Anschlüsse sind gleichspannungsfrei. Beim Colpittsoszillator kommt hier eine Schaltungserweiterung zur Anwendung, die Herrn James K. Clapp entwickelt wurde. Er hat den Drehkondensator in Serie zur Induktivität eingebaut. Aus diesem Grund wird diese Schaltungsart als Clapp Oszillator bezeichnet.

Die Abstimmung dieser Oszillatoren kann man auch auf einfache Weise mit einer Kapazitätsdiode (Varicap) durchführen. Dazu ist eine variable Spannung (Uabst) entsprechend der Kapazitätsdiode notwendig. Die Einstellung kann abseits vom Oszillator mit einem Potentiometer erfolgen.

 
Zurück zum Seiteninhalt | Zurück zum Hauptmenü