Die Grundlagen eines Colpittsoscillators in Basisschaltung - Mein Hobby ist der Amateurfunk

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 Basisschaltung entwickelt. Die Eigenschaften der Basisschaltung sind:

1. Der Eingang ist zwischen Emitter und Basis.
2. Der Eingangswiderstand ist sehr niederohmig.
3. Der Ausgang ist zwischen Kollektor und +Ub.   +Ub liegt über Cy direkt auf Gnd.
4. Der Ausgangswiderstand ist sehr hochohmig.
5. Sehr hohe Spannungsstärkung.
6. Keine Phasenkehrung zwischen Eingang und Ausgang.
7. Spannungsverstärkung abhängig von Kollektor- widerstand Rc. Je größer Rc je größer die Spannungsverstärkung.

Teil 1 und 2  Der Verstärker mit Frequenzfilter

Ersetzt man den Arbeitswiderstand Rc durch einen LC-Parallelschwingkreis so erhält man einen frequenz-selektiven Verstärker. Da der Ausgangswiderstand der Emitterschaltung und der Parallelschwingkreis sehr hochohmig sind, kann man den Parallelschwingkreis direkt in die Kollektorleitung einfügen. Der Schwingkreis wird  nur gering durch den Transistor gedämpft. Da der Arbeits- widerstand RC durch einen noch viel hochohmigeren Parallelschwingkreises ersetzt wurde, steigt die Verstärkung des Transistors.

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 - B - C ). Diese einfache aber sehr wirksame Schaltung wird kapazitive Dreipunktschaltung genannt.

Die Mitkopplungsspannung für den Oscillator in Basisschaltung (  B ist +) ist phasengleich zur Ausgangsspannung am Verstärker ( A ist auch + ). Da die Emitterschaltung eine sehr große Verstärkung hat, wird nur eine sehr kleine Spannung für die Oscillatorfunktion benötigt. Das ist die Spannung am Kondensator C2. Angenommen der Verstärker hat eine 100 fache Verstärkung, dann reicht 1/100 der Schwingkreisspannung für die Mitkopplung. Darum ist der Kondensator C2 100 mal größer als C1 zu wählen .