Despre oscilatoarele L-C (VFO) de mare stabilitate

[VAX]

Va prezint doua scheme de oscilatoare LC bine proiectate:

 

1. O varianta imbunatatita de oscilator Hartley.

 

http://www.seekic.com/uploadfile/ic-circuit/2009719234233385.gif

http://www.seekic.com/circuit_diagram/Signal_Processing/HIGH_STABILITY_3_35_MC_OSCILLATOR.html

Tubul V1 are reactie negativa locala, prin R1, care mareste impedanta si reduce capacitatea la intrare. Limitarea amplitudinii oscilatiilor se face prin intrarea in zona neliniara a celor doua triode, in primul rand V1. Reactia se regleaza, putin peste pragul de intrare in oscilatie, prin modificarea valorii R2. Este bine ca R2 sa fie inlocuit cu un rezistor reglabil.

2. Un circuit care se apropie de ce aveam eu de gand sa brevetez.

http://www.seekic.com/uploadfile/ic-circuit/200971923821479.gif

http://www.seekic.com/circuit_diagram/Signal_Processing/Oscillator_Circuit/STABLE_OSCILLATOR.html

Este o varianta de oscilator Franklin. Prima pentoda (V1) are bootstrapare a intrarii, prin cuplajul capacitiv dintre catod si grila ecran. Limitatea amplitudinii oscilatiilor se face fara ca tuburile sa intre in zona de neliniaritate pronuntata. Trebuie ca rezistorul din anodul pentodei V2 sa se ajusteze astfel incat tubul sa nu intre in limitare, adica sa lucreze liniar, cu distorsiuni reduse. Rezistorul prin care se aduce semnalul de reactie pe circuitul oscilant LC este de valoare mare (megaohmi). Se stabileste experimental, la valoarea maxima la care circuitul oscileaza. Semnalul se ia din catozii tuburilor (OUT1), obligatoriu prin etaj separator, cu repetor de tensiune. Reactia trebuie sa fie doar cu putin peste pragul de intrare in oscilatie.

Circuitele respective pot fi realizate si cu tranzistoare (JFET), cu mici modificari.

Editat Ianuarie 18, 2017 de VAX

[franzm]

Daca bine-mi amintesc, oscilatorul clasic Franklin se trage din multivibratorul astabil iar ultimul oscilator de mai înainte este o realizare al lui F. Butler, acelasi care putin mai târziu avea sa realizeze oscilatoarele cu cuart, pentru care este îndeobste cunoscut. Varianta cu FET a fost popularizata în Anglia de catre G2FWA.

Daca aveti mai multe informatii istorice despre acest tip de oscilator, v-as fi foarte îndatorat daca le-ati publica.

[VAX]

In cartile scrise in limba romana se spune ca oscilatorul Franklin este mai stabil decat variantele clasice pentru ca se reduce mult cuplajul intre amplificator si circuitul oscilant. Dar pentru a se satisface conditia de intrare in oscilatie (beta x A = 1) se mareste amplificarea (A) prin utilizarea a doua elemente active (tuburi electronice sau tranzistoare) legate in cascada.

Este putina confuzie in privinta denumirii (inventatorilor) tipurilor de oscilatoare, din cauza calitatii scazute a materialelor de informare. Cartile din carti se scriu, sunt preluate greselile si transmise mai departe. In Romania s-au publicat putine carti scrise serios, in domeniul acesta.

 

Important este ca la varianta respectiva de oscilator (Butler) sunt respectate in proportie de 90% cerintele pentru stabilitate maxima:

 

- Etajul de la intrare este bootstrapat si are capacitate la G1 minima (pF), fara efect Miller, prin conectatea capacitiva intre catodul primei pentode si grila ecran. Intre grilele G1 si G2 apare un catod virtual (concentrare de electroni - sarcina spatiala), care face ca tubul pentoda sa se comporte ca doua triode inseriate. La varianta tranzistorizata se inlocuieste pentoda V1 cu un ansamblu alcatuit din doua tranzistoare, ca la amplificatorul cascoda. La "parter" este un JFET sau MOSFET de RF, iar la "etaj" un tranzistor bipolar cu Ft mare (de genul BFR90), sau tot un tranzistor cu efect de camp, similar cu cel de la "parter". Se poate folosi tetroda MOSFET de genul BF960, BF961, etc. Sunt si tranzistoare JFET sau MOSFET cu structura interna de tetroda si cu G2 legata intern la terminalul sursei. Se prezinta cu trei terminale (sursa, poarta, drena), dar nu au constructie clasica. Cred ca 2SK212, 2SK241 si 2SK439 sunt de acest tip (adica doua tranzistoare inseriate, cu G2 conectata la S1). Au capacitatea de reactie (drena - poarta) de zece ori mai mica decat variantele clasice si se folosesc in amplificatoare RF cu sursa comuna, fara neutrodinare.

 

- Prin cuplajul intre catozii tuburilor V1 si V2 se obtine caracteristica de limitare a semnalului fara ca tuburile sa intre in neliniaritate puternica. La acest gen de montaj amplificarea este maxima la semnal mic si se reduce pe masura ce creste semnalul.

In varianta tranzistorizata se pot folosi si tranzistoare pnp, pe lnga cele npn, si cuplajul iesire-intrare (la LC) se simplifica.

La un astfel de oscilator amplitudinea oscilatiilor se poate stabiliza la valori mici, sub un volt, ca urmare a caracteristicii de limitator a amplificatorului.

Montajul se apropie asimptotic de ce voiam eu sa brevetez. La montajul meu sunt cateva artificii in plus. Este o inovatie mai mult decat o inventie. La fel cum oscilatorul Butler este o inovatie derivata din oscilatorul Franklin.

[yo5fyi]

Sunt constructor,deci am citit "dintr-o suflare"tot ce a-ti scris,din pacate nu toti constructorii au nivelul vostru de cunostiinte! Oricum am invatat cite ceva,astept sa mai dezvoltati subiectul!Pe crind,cu stima.

[gsabac]

Desigur tipul de oscillator, ca si modul de realizare este foarte important, dar aceste masuri nu garanteaza stabilitatea

unui oscilator LC pe timp indelungat si fuga de frecventa la pornire. Mai trebuiesc luate si alte masuri suplimentare

si fac o sinteza a lor, dar bineinteles ca mai sunt si altele:

1- blindarea oscilatorului pentru radiofrecventa, adaptata la frecventa de lucru si a cimpuri electromagnetice;

2- folosirea unor tensiuni stabilizate;

3- este bine ca puterea absorbita de oscilator si separatori sa fie cit mai mica, pentru a nu se incalzi in timp;

4- blindarea oscilatorilor adiacenti care pot produce fenomenul de "tirire" a frecventei sau de sincronizare a sa, mai ales peste sute de MHz;

5- sarcina constanta la iesire, deoarece oricita separare se face, sarcina influenteaza frecventa;

6- utilizarea pentru bobina a unui suport de calit cu bobinaj strins pe carcasa, sau o bobina recuperata din aparatura profesionala

si aceasta poate fi chiar cu argint depus pe ceramica;

7- utilzarea unor condensatori, peste tot, din categoria NP0, care au deviatia capacitatii cu temperatura cea mai mica;

8- curatarea exemplara de resturi de flux, saciz, murdarie;

Ca o remarca, oscilatoarele variabile de banda ingusta sunt mult mai stabile decit cele de banda larga ca si cele de frecventa mai joasa.

Dupa realizarea oscilatorului se fac probe de durata si se masoara cu un frecventmetru numeric deviatia de frecventa in timp.

si apoi se introduc in circuit prin tatonare sau calcule, condensatori cu deviatie termica pozitiva sau negativa, dupa caz, pentru

o frecventa cit mai stabila cu temperatura.

 

73 şi succes la frecvenţe stabile !

 

@gsabac

[VAX]

Eu m-am referit doar la instabilitatea de frecventa introdusa de amplificator (de reactantele de la intrare si de la iesire si de modul in care se face limitarea amplitidinii). Desi se stie, in mare, cum afecteaza amplificatorul stabilitatea de frecventa, in practica se aplica tot schemele clasice (simple, cu un singur tub electronic sau tranzistor), care au hibe in functionare. Aspectele care tin de mecanica, ecranari, termocompensare, etajul separator, sunt deja clasice, le stie toata lumea. Cu amplificator modificat (nu foarte complicat si cu costuri mici) se poate creste stabilitatea cu un ordin de marine.

Intrucat sunt sanse minime sa brevetez ideea (din motive financiare), am sa va dau in curand shema propusa. Sunt in vizita la baiatul meu si momentan nu am instalat pe calculator un program cu care sa desenez schema.

Editat Februarie 4, 2017 de VAX

[gsabac]

Eu m-am referit doar la instabilitatea de frecventa introdusa de amplificator (de reactantele de la intrare si de la iesire si de modul in care se face limitarea amplitidinii). Desi se stie, in mare, cum afecteaza amplificatorul stabilitatea de frecventa, in practica se aplica tot schemele clasice (simple, cu un singur tub electronic sau tranzistor), care au hibe in functionare. Aspectele care tin de mecanica, ecranari, termocompensare, etajul separator, sunt deja clasice, le stie toata lumea. Cu amplificator modificat (nu foarte complicat si cu costuri mici) se poate creste stabilitatea cu un ordin de marine.

Intrucat sunt sanse minime sa brevetez ideea (din motive financiare), am sa va dau in curand shema propusa. Sunt in vizita la baiatul meu si momentan nu am instalat pe calculator un program cu care sa desenez schema.

Clasice sau nu, nu au fost expuse in acest topic si de fapt sunt chiar mai importante decit schema insasi. As mai remarca bobina pe calit cu santuri frezate

si renuntarea la miezurile de ferita, ferocart sau alama, este preferabil sa reglati inductanta din numarul de spire. Deasemenea este utila folosirea unui conductor

de cupru cu diametrul mai mare sau sirma de cupru argintata care se gaseste in comert. Un rol important il are sasiul si modalitatea de a construi oscilatorul

cu frecventa variabila. Un oscillator care utilizeaza suporti de calit pentru oscilator este superior ca stabilitate de frecventa unuia realizat

pe circuit imprimat FR4. Unii condensatori ceramici cu capacitatea de la 1nF la 100nF au o deriva termica foarte mare cu temperatura si trebuiesc evitati la

cuplaje sau la decuplaje, se pot utiliza cu succes condensatore multistrat cu dielectric plastic, mylar, polipropilena, etc.

Eu am realizat de-a lungul timpului aproape toate tipurile de oscilatoare care folosesc circuite LC cu tuburi, transistori BJT, FET, MOS, circuite integrate

specializate sau nu si la o realizare atenta orice schema poate fi tehnologizata si adaptata pentru o stabilitate chiar foarte buna. Cele mai bune rezultate

le-am obtinut cu oscilatorul Vackar-Tesla cu triode cu vid.

Apropo de stabilitatea care poate creste cu un ordin de marime, fata de ce stabilitate? Hai sa puneti schema Dvs. sa o simulam si sa vedem diferenta dintre

ea si un oscillator Colpits cu FET, cu folosirea aceluiasi circuit oscilant parametrizat si dupa aceea chiar sa se realizeze acele oscilatoare pentru test.

 

@gsabac

[gsabac]

Acestea sunt componentele cu ajutorul carora se pot realiza oscilatoare LC de mare stabilitate:

Componentele fac parte din trusa mea de RF.

Trebuie remarcata si utilitatea condensatorilor de trecere coaxiali care se folosesc pentru alimentarea oscilatorului.

 

@gsabac

Editat Februarie 8, 2017 de gsabac

[puriu]

Un oscilator LC stabil, chiar de frecventa variabila, poate deveni si mai stabil printr-o pilotare artificiala cu un cuart de ceas. Scamatoria am facut-o in anii '80 la niste receptoare de US. Nu stiu daca a mai facut-o cineva.

Frecventa oscilatorului se masoara prin numarare (cu un divizor binar) pe o perioada foarte stabila, de exemplu o secunda, obtinuta de la un circuit de ceas cu cuart. Variatia de frecventa a oscilatorui modifica doar ultimii biti (hertzi) ai numaratorului. Se face un convertor digital-analogic simplu, de tip R-2R, pentru ultimii 4-6 biti (16-32 Hz). Tensiunea continua astfel obtinuta se mentine relativ constanta printr-o bucla de reactie ce comanda un mic varicap introdus in oscilator.

Este un fel de sintetizator elementar, dar cu rezultate bune la receptoare, la orice frecventa a oscilatorului.

[franzm]

Frequency locked loop, AKA huff & puff stabilizer.

[gsabac]

@franzm, nu este PLL deoarece nu face corectia prin analiza fazei, dar este stabilizator Huff & Puff

Frecventa oscilatorului este variabila. Sa presupunem ca o schimbam si avem o noua valoare, o masuram

cu frecventmetrul, o scriem intr-o memorie auxiliara, apoi corectam frecventa din timp in timp cu diode varicap si retea R-2R,

sau cu miez magnetic sau optocuplor.

Pentru aceasta trebuie stabilit sensul si marimea pasului, care este eroarea la care sa porneasca si sa se opreasca

alinierea pe etalonul temporar.

Stabilizarea este foarte buna cu neajunsuri de operare, cind porneste stabilizarea se moduleaza oscilatorul si cu probleme

constructive, este extrem de complicat, dar fezabil.

 

@gsabac

[vio2007]

Un oscilator LC stabil, chiar de frecventa variabila, poate deveni si mai stabil printr-o pilotare artificiala cu un cuart de ceas. Scamatoria am facut-o in anii '80 la niste receptoare de US. Nu stiu daca a mai facut-o cineva.

O schema de vfo care este sincronizat cu un semnal de 4kHz,

obtinut prin divizarea frecventei unui cuart de 256kHz.VFO-ul functioneaza pe 28mHz,iar dupa 5minute frecventa

variaza cu +/-10Hz.http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attachmentid=25693&d=1224491786

Editat Februarie 10, 2017 de vio2007

[gsabac]

Asa este , dar sare din 5KHz in 5Khz la reglaj, temperatura sau timp poate sa sara mai multi pasi de 5KHz, pina se

nimereste armonica cea mai apropiata pentru sincronizare. Si de fapt nu este un VFO ci un STEP-VFO.

 

@gsabac

[gica70]

Da, am incercat si eu, am pornit de la un frecvent metru analogic care era defapt un convertor F/U. Tensiunea astfel obtinuta era comparata cu un AO (pentru a avea sensul corect de compensare) iar iesirea ataca varicap-ul.

Ca idee, acum am vazut un frecvent metru cu afisaj binar cu led-uri. Un convertor binar-zecimal adaptat si comanda pe varicap si..gata (cum a zis puriu).

Editat Februarie 11, 2017 de gica70

[puriu]

Nu este foarte complicat. Nu este nevoie de tot carnatul de divizare. Dintr-un vechi frecventmetru cu CDB-uri (bulit) se iau doua divizoare zecimale si doua latch-uri si se face un circuit de comanda a lor. Se obtin 100 de trepte de tensiune (256 cu doua divizoare binare). Comanda varicapului trebuie sa fie lenta pentru a permite acordul exact.