Wie schwingt diese Funksenderschaltung?

Hallo. Ich versuche zu verstehen, wie diese Schaltung funktioniert. Ich verstehe, wie die Schaltung auf der rechten Seite des Transistors funktioniert, aber die Oszillationsstufe mit dem Kristall verwirrt mich. Es scheint, dass der Kristall keine Rückkopplung vom Ausgang des Oszillators hat. Ich habe dies untersucht und herausgefunden, dass die Kollektor-Basis-Kapazität des Transistors einen Rückkopplungspfad liefert, aber würde das nicht nur eine 90 ° -Phasenverschiebung anstelle der 180 ° -Phasenverschiebung ergeben, die für eine positive Rückkopplung erforderlich ist? Ich habe ähnliche Schaltungen gesehen, bei denen ein variabler Kondensator im Kristall enthalten ist, um die Frequenz einzustellen. Würde das die Phasenverschiebung für die restlichen 90 ° ergeben? Vielen Dank für Ihre Hilfe.

Ja, es könnte oszillieren, aber in einem SPICE-Simulator war dies nicht der Fall. Nicht ganz. Ein paar Änderungen an Bauteilen haben zu Oszillationen geführt. Die 7-MHz-Quarz-Ersatzschaltung ist eine Vermutung (C1, L2, R5, C2): Die Basis-Emitter-Kapazität des 2N2222 ist groß genug, dass es sich um einen Oszillator vom Colpitts-Typ handelt.

Diese Frage hat einen sehr interessanten Antwortverlauf - zumindest für mehr als 10.000 Mitarbeiter, die den gesamten Verlauf sehen können. Aber es wurden einige Reduzierungen vorgenommen => Ich denke, dass hier nun auch Platz für meine Antwort ist:

Zunächst: Der Kristall kann eine beliebige reaktive Impedanz von nahezu null Ohm bis zu einer sehr hohen Ohmzahl haben. Die Reaktanz kann sowohl induktiv als auch kapazitiv sein und die Verluste sind im Vergleich zu praktischen LC-Schaltungen extrem gering. Und all diese Reaktanzwerte finden sich in einem sehr engen Frequenzband um die eingeprägte Frequenz des Kristalls.

=> Es ist gut möglich, dass bei einer Frequenz die CB-Kapazität des Transistors und des Kristalls zusammen einen phaseninvertierenden Spannungsteiler bilden, der weniger dämpft als der Verstärker die Schwingung verstärkt =>.

In der Praxis muss auch die Eingangsimpedanz des Transistors berücksichtigt werden => genaue volle 180 Grad Phasenverschiebung in der Rückkopplungsstrecke tritt nicht auf. Der Verstärker verursacht aber auch keine exakte Phasenverschiebung von 180 Grad, da die Belastung teilweise reaktiv ist => Es ist immer noch gut möglich, dass Oszillationen auftreten.

Sie müssen nicht versuchen, diesen Oszillator als "Hartley oder Colpitts oder Clapp oder einen anderen bekannten Typ" zu klassifizieren. Diese bekannten LC-Oszillatoren wurden entwickelt, um Oszillationen mit Trioden-Elektronenröhren mit geringer Verstärkung zu ermöglichen und zu steuern. Wir haben hier einen Transistor mit hoher Verstärkung und den Kristall. Aber wenn mich jemand zwingen würde, einen alten Elektronenröhrenoszillator zu nennen, der als die Oma dieser Schaltung angesehen werden kann, würde ich TGTP (= abgestimmtes Gitter, abgestimmte Platte) schreiben.

ADD: Funkschaltungstechniker führen Stabilitätsberechnungen für Verstärker durch. Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Verstärker aufgrund der Reaktanzen der Eingangssignalquelle, der Lastreaktanz und der internen Rückkopplung des Transistors instabil ist. Mikrowellenoszillatoren sind häufig als instabile Verstärker aufgebaut. Anstelle des Kristalls befindet sich ein hochqualitativer Mikrowellenresonator.

Zeichnen Sie die Schaltung so. Der invertierende Verstärker invertiert zwischen Basis und Kollektor.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Das fehlende Wissen ist, dass: Der Strom einer Kappe der Spannung um 90 Grad vorauseilt. Der Strom einer Induktivität eilt ihrer Spannung um 90 Grad nach.

Wenn sie in Reihe geschaltet sind, ist der Strom für beide gleich, sodass die Sperrschichtspannung bei Resonanz 180 Grad beträgt. Aus diesem Grund erscheint ein Serienresonanzkreis auch als Kurzschluss.

Erläutern Sie nun den Parallelresonanzkreis, bei dem beide Elemente die gleiche Spannung haben.

Wie oben erwähnt, ist ein Kristall ein Reihen- oder Parallelresonanzkreis.

Ja, die Kollektor-Basis-Kapazität des Transistors liefert Antriebsenergie.

Übrigens: Viele FETs schwingen aufgrund der Gate-Induktivität und der Drain-Gate-Kapazität. Bei einer so hohen Frequenz wird dies oft nur als Gleichstromverschiebung wahrgenommen, wenn Sie mit der Hand darüber winken.

Wenn Sie den Kristall vorübergehend entfernen, sollten Sie feststellen, dass der Schaltkreis mit einer Frequenz oszilliert, die hauptsächlich von RFC1 und C1 bestimmt wird. Der Kristall stabilisiert nur die Schwingungsfrequenz!