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!