Oszillator-Grundschaltung
LC-Oszillator - Grundschaltung
Wechselstromersatzschaltbild, Elementarschaltung
Das Schaltbild links ist ein theoretisches Modell und gilt im Grunde für alle Oszillatoren mit Schwingkreis. Feldeffekttransistoren (JFET) finden hier besondere Beachtung. Die Spule des Schwingkreises (SK) fungiert als Spartrafo. Die Betriebsspannungsquelle (UB) wird grundsätzlich mit einem Kondensator kurzgeschlossen und kann in jeder der drei Elektroden des Transistors eingefügt werden, sodass sich entweder eine Drain-, eine Source-, oder eine Gateschaltung ergibt.
Die dankbarste Schaltung ist die Drainschaltung (links). Die Schaltung ist althergebracht und stellt eine im Prinzip schon funktionierende Schaltung für das Labor dar. Das einzige Problem - wer hat es gewußt? - ist eigentlich nur die Frequenzstabilität, doch da kann man etwas machen...
Die Funktion
Der SK besteht aus C1 und L1. x ist bei 2/3 angezapft. Hervorgerufen durch Rauschen, spätestens durch den Einschaltstromstoß liegt an den Anschlüssen schon eine Wechselspannung an; der SK filtert einfach die Frequenz heraus. Der Transistor wirkt als Impedanzwandler, sodass die Wechselspannung auch am Punkt x (und Masse) anliegt. Ist die Anzapfung zwischen Gate und Source groß genug, dann schaukelt sich die Spannung hoch und ohne Amplitudenregelung entsteht eine große Amplitude, deren ss-Wert am Source- Anschluß bis zu UB x 2 reichen kann. Der SK wird also entdämpft, wie es so schön heißt. R1 ist ein hochohmiger Gate-Ableitwiderstand. C2 und D1 bilden einen Gleichrichter. Dadurch wird die HF am Gate durch eine negative Gleichspannung überlagert, welche den Transistor tendenziell sperrt. Die Amplitude bleibt dadurch sehr stabil. Dies wirkt sich auch positiv auf die Frequenzstabilität aus. Die Drain-Stromimpulse können durchaus sinusförmig sein; bei Ansprechen der Amplitudenbegrenzung sind es noch sinusförmige Halbwellen. Die Spannung am SK ist gut sinusförmig, immer jedoch mit einem gewissen Klirrfaktor behaftet.
Geeignete Kondensatoren
Für C1 ist ein temperaturstabiler Kondensator sehr zu empfehlen. Styroflex- Glimmer- oder Luftdrehkondensatoren kommen hier in Betracht, sonst wird es ein Thermometer. Für wilde Experimente reichen jedoch auch Keramikkondensatoren. Unbedingt sollte ein Masseblech vorgesehen werden, welches an einem Punkt mit Masse verbunden wird. Ohne Masseblech wird die Frequenz ab VHF durch Nahfeldbeeinflussung instabil. Nach der Experimentierphase kann ein HF-dichtes Gehäuse nicht schaden.
Geeignete Spulen
Die Schwingkreisspule sollte, wie der Kondensator auch, eine hohe Güte haben. Dadurch kann man den SK niederohmig machen, ohne daß die Verlustleistung zu groß wird. Das heißt nämlich, daß der Kondensator groß sein kann und das wiederum verdeckt die Eigenkapazität des Transistors. Das Ergebnis ist eine bessere Frequenzstabilität.
Warnung
Auch ohne Antenne könnte schon Hochfrequenzstrahlung entstehen. Beachten Sie die gesetzlichen Bestimmungen Ihres Landes!