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Die 3 grundlegenden Teile eines Oscillators
Ein Oscillator ist eine in sich geschlossene Schaltung, die eine Frequenz filtert und verstärkt. Um die Verstärkung dauerhaft aufrecht zu erhalten wird eine Rückkopplung vorgenommen. Diese rückgekoppelte Spannung muß folgende Bedingungen erfüllen:
1. die rückgekoppelte Spannung muß phasengleich mit dem Eingang des Verstärkers sein.
2. die Amplitude der Spannung (Rückkopplungsfaktor K) darf nur so groß sein, dass die Verstärkung ( V ) gerade aufrecht erhalten wird.
K * V = 1
Ist die Verstärkung V sehr groß, so muß die rückgekoppelte Spannung sehr klein sein.
Teil 1 Der Verstärker
Es wird ein Colpittsoscillator aus dieser Kollektorschaltung entwickelt. Die Eigenschaften der Kollektorschaltung sind:
1. Der Eingang ist zwischen und Basis und Emitter.
2. Der Eingangswiderstand ist sehr hochohmig.
3. Der Ausgang ist zwischen Emitter und Gnd.
4. Der Ausgangswiderstand ist sehr niederohmig.
5. Spannungsverstärkung V kleiner 1.
Damit ist die Kollektorschaltung also gar kein Spannungsverstärker.
6. Keine Phasenkehrung zwischen Eingang und Ausgang.
Da die Spannungsverstärkung V kleiner 1 ist, muss der Rückkopplungsfaktor K größer 1 sein.
Das ergibt sich aus der Gleichung K * V = 1
Eine Besonderheit der Kollektorschaltung ist, dass über den Emitterwiderstand Re eine Verkopplung von Eingang und Ausgang besteht.
Teil 1 und 2 Der Verstärker mit Frequenzfilter
Um aus der einfachen Kollektorschaltung einen frequenzselektiven Verstärker zu machen, muß ein LC-
Teil 3 Das Netzwerk zur Anpassung
Das Netzwerk hat 2 wichtige Aufgaben.
1. Die vom Ausgang des Verstärkers zum Eingang rückgekoppelte Spannung so anzupassen, dass dem Verstärker gerade soviel Spannung zurückgeführt wird, damit der Schwingvorgang dauerhaft aufrecht erhalten wird.
2. Die Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang in der Phasenlage so anzupassen, dass sie die Verstärkung unterstützt ( Mitkopplung ).
Das wird möglich, wenn man den Kondensator des Schwingkreises durch 2 in Reihe geschaltete Kondensatoren ersetzt. Damit erhält man einen dritten Zugangspunkt am Schwingkreis ( A -
Mit nur wenigen Änderungen wird aus aus einem selektivem Verstärker ein Colpittsoscillator in Kollektorschaltung. Aus dem einfachen LC-
Zum Nachweis der Funktion wurde die Schaltung mit einem Simulationsprogramm (NI Multisim 10) überprüft.