Reihenschaltung von Kondensatoren

[Frank Scheffski]

Am Tue, 13 Jul 2004 00:14:34 +0200, schrieb Detlef Voss
<detlef_dot_voss@gmx.de>:

Naja, beim Quarz in Serienresonanz ist ein Paralellkondensator auch
irgendwie nicht das rechte Mittel zum Zweck. Und der Serientrimmer zur
Frequenzeinstellung dürfte für den avisierten Frequenzbereich eh viel zu
gross sein. Mal davon abgesehen, dass die Folientrimmer bei derart grossen
Kapazitäten um 200MHz schon langsam ihre Serienresonanz feiern dürften.
Mach mal testweise den Serientrimmer dramatisch kleiner und schau, ob der
Ziehbereich dann gross genug wird. 100ppm sollten sich ohne trickreiche
Konzepte erreichen lassen.

Werde ich gleich mal versuchen.

Falls ja, bietet sich eine Kapazitätsdiode an, dann kannst Du zum Modulieren
deren Spannung umschalten.

Soweit war ic mit meinen Experimenten noch nicht. Die Trimmervariante
funktionierte ja zumindest ansatzweise.

Welche Frequenz musst Du denn genau treffen?

Nennfrequenz wäre z.B. 173,26 MHz. Leerlauffrequenz müßte aber
173,2645 MHz sein, bei aktiviertem Dateneingang 173,2555 MHz.

MfG

Frank

 

[Frank Scheffski]

Am Tue, 13 Jul 2004 10:11:47 +0200, schrieb Martin Lenz
<m.lenz@kreuzgruber.com>:

Hohe Grundfrequenz des Quarzes heißt über 20..30MHz Oberwellenquarz, bei
173MHz wahrscheinlich die 7. Oberwellenquarz(oszillatoren) lassen sich
physikalisch bedingt schlecht/nicht so weit ziehen. Ob sich 52ppm
Ziehbereich bei der 7. OW realisieren lassen bin ich mir jetzt nicht
sicher.

Ich verwende zur Zeit einen Quarz mit 57,74667 MHz (3. Oberton?). Der
schwingt brav auf der Nennfrequenz, läßt sich in der derzeitigen
Konstellation aber nicht weit genug ziehen.

Man bekommt deutlich bessere Daten, wenn mand en Quarz auf einer
niedereren Harmonischen schwingen läßt und nachher mittels Verzerrerstufen
vervielfacht. Das Design wird alllerdings größer und teurer, weil man
(teilw. teure) Filter braucht.

Das ist soweit klar, aber für den Zweck zu aufwendig.
DDS wäre auch ein Weg. Eine Beschreibung der kommerziellen Variante
findet man hier:
http://funkmeldesystem.de/bos-funk/download/mepgr.pdf
Das ist zwar ein 4m-Gerät mit FM und 5-Tonfolgeruf nach ZVEI aber die
2m-POCSAG-Variante sieht innen gleich aus.
Ein PIC als Tastaturdecoder und ein SX28AS für die Codegenerierung und
Frequenzeinstellung des AD9851. Kostet ~300,- Ocken.

Andere Möglichkeit wäre ein PLL-Synthesizer als Vervielfacher, der kann
ggf. auch die Modulation übernehmen, hängt von den Anforderungen ab.
Am Quarz hast du sicher >>100pW - eher etliche mW. Die Abschwächung auf
100pW muß die Auskopplung machen, das könnte auch ein kapaziver
Spannungsteiler sein zB die ursprünglichen 68p/1n, du hast aber nicht
geschrieben, daß das Ausgangssignal an dem Punkt dazwischen abgegriffen
wird.

Wird es auch nicht. Ich habe jetzt die beiden 1nF einfach mal
überbrückt, ohne daß sich was in den Daten oder der Funktion der
Schaltung geändert hätte.


MfG

Frank

 

[Guido Grohmann]

Detlef Voss schrieb:

30mH??? Da hat doch wieder einer Meter mit Zentimeter verwechselt?! Die
Betriebsspannung beträgt dann gewiss auch 9kV? ;-)

9 KV? Wie unorthodox, 9,6! für den Serienheizkreis (duck und wech)

GG

 

[Frank Scheffski]

Am Tue, 13 Jul 2004 18:48:34 +0200, schrieb Frank Scheffski
<fscheffski@t-online.de>:

Mach mal testweise den Serientrimmer dramatisch kleiner und schau, ob der
Ziehbereich dann gross genug wird. 100ppm sollten sich ohne trickreiche
Konzepte erreichen lassen.

Werde ich gleich mal versuchen.

Mit einem Keramiktrimmer (10-60p) schaffe ich +1,3 und -2,6 kHz
bezogen auf 173,24 MHz.

MfG

Frank-Ingrid

 

[Martin Lenz]

Am Tue, 13 Jul 2004 19:01:34 +0200 hat Frank Scheffski
<fscheffski@t-online.de> geschrieben:

Am Tue, 13 Jul 2004 10:11:47 +0200, schrieb Martin Lenz
m.lenz@kreuzgruber.com>:


Hohe Grundfrequenz des Quarzes heißt über 20..30MHz Oberwellenquarz, bei
173MHz wahrscheinlich die 7. Oberwellenquarz(oszillatoren) lassen sich
physikalisch bedingt schlecht/nicht so weit ziehen. Ob sich 52ppm
Ziehbereich bei der 7. OW realisieren lassen bin ich mir jetzt nicht
sicher.

Ich verwende zur Zeit einen Quarz mit 57,74667 MHz (3. Oberton?). Der
schwingt brav auf der Nennfrequenz, läßt sich in der derzeitigen
Konstellation aber nicht weit genug ziehen.

Heißt das, daß du einen 57,x MHz Quarzoszillator hast, dessen Signal du
nachher vervielfachst? Dann ist dein Quarz selbst schon ein 3OT Quarz,
dessen Ziehbereich sollte 100ppm überstreichen können. Wenn du einen Quarz
hast, wo 57,x MHz _draufsteht_, den du aber auf 173 MHz schwingen läßt,
dann arbeitet dein Oszillator in Wirklichkeit auf dem 9. Oberton des
Quarzes und der kleine Ziehbereich ist kein Wunder. Man kann versuchen,
den Ziehbreich mittels einer Induktivität zu vergrößern, ich bin aber
nicht sicher, ob das bei einem so hohen Oberton noch was bringt. Eine
Verbesserung bekommst du, wenn du einen Quarz kaufst, der die 173MHz mit
dem 7. Oberton macht (also 24,7 MHz Grundfrequenz hat), ob es reicht kann
ich jetzt aber nicht sagen. Ein 173MHz 5OT Quarz könnte noch machbar sein,
34,6MHz Grundwelle ist aber schon schwer herzustellen.

Man bekommt deutlich bessere Daten, wenn mand en Quarz auf einer
niedereren Harmonischen schwingen läßt und nachher mittels
Verzerrerstufen
vervielfacht. Das Design wird alllerdings größer und teurer, weil man
(teilw. teure) Filter braucht.

Das ist soweit klar, aber für den Zweck zu aufwendig.
Eine Verdreifacherstufe ist auch nur 1 Transistor mit ein paar RCs und

eben dem Ausgangsfilter (kann man zur Not auch als SMD-LC stricken und
abgleichen, ev. durch Austausch einzelner Kondensatoren). Das sollte auf
1,5 cm2 machbar sein.

--
Martin

 

[Detlef Voss]

Frank Scheffski wrote:

Am Tue, 13 Jul 2004 18:48:34 +0200, schrieb Frank Scheffski
fscheffski@t-online.de>:

Mach mal testweise den Serientrimmer dramatisch kleiner und schau, ob der
Ziehbereich dann gross genug wird. 100ppm sollten sich ohne trickreiche
Konzepte erreichen lassen.

Werde ich gleich mal versuchen.

Mit einem Keramiktrimmer (10-60p) schaffe ich +1,3 und -2,6 kHz
bezogen auf 173,24 MHz.

MfG

Frank-Ingrid
Das klingt doch schon ganz erfreulich. Grobes nachschätzen ergibt:

Serienresonanzkapazität des Quarzes: ca. 0.02pF bei Grundwelle (grober
Anhaltswert).
Die verringert sich um das Quadrat der Oberwellenordnung, hier also 9*9.
gibt etwa 0.25 fF.
Nimmt man die Maxiamlkapazität (60pF in Reihe zu all den anderen
Kapazitäten) als unendlich an (jajaja, wirklich _sehr_ grob, die
Abschätzung) ergibt das eine Kapazitätsanderung um ca 2.5* 10^-5.
Entspricht einer Frequenzänderung um ca. 2 kHz.
Die Grössenordnung stimmt doch schon mal...

Die Serienkapazität darf/muss also erheblich kleiner werden. Damit das dann
auch greift, wirst Du wohl die Halterungskapazität des Quarzes kompensieren
müssen. Einfachste Möglichkeit ist eine Induktivität parallel zum Quarz,
die mit der Halterungskapazität (ca. 6pF als Anhaltswert) parallelresonanz
ergibt.
Praktisches Vorgehen: 1..2.2 pF-Kondensator in Reihe zum Quarz,
Frequenzänderung messen.
Wenn Frequenzänderung immer noch zu klein: Kompensationsinduktivität
anschliessen.
Selbst Conrad hatte da immer einen geeigneten kleinen Spulenkörper mit
Ferritkern für das schnelle Eyperiment (angeblich bis 200MHz.. ;-) ), da
reichen 4 Wdg. Cu ~1mm (schlauerweise irgendein blanker Draht, sonst löst
sich der Spulenkörper beim Lackabbrennen auf) und mit dem Kern kann man
gleich 'abschätzen' wie gut man kompensieren muss, um den geforderten
Ziehbereich zu erhalten.

Eine leichte 'Überarbeitung' der Oszillatorschaltung wäre auch nicht
schlecht, schätze ich mal. Man sollte dem Oszillator wenigstens einen
eindeutigen Tipp geben, auf welcher Harmonischen er denn nun arbeiten
soll. ;-)
Bislang geschieht das vermutlich bei der Dimensionierung eher 'schlecht
kontrolliert', was dann irgentwann mit den Bemühungen, die
Oszillatorfrequenz zu ziehen, kollidiert.
Die Schaltung stimmt nämlich verdächtig mit der 'üblichen'
Grundwellenschaltung ohne 'Ziehkondensator' überein.

Üblicherweise empfohlene Werte:
Kondensator zwischen B und E des BF199: ca. -j50...-j75Ohm,
Emitterwiderstand kapazitiv überbrücken (~1nF) und Drossel mit
Emitter-Masse-Kondensator auf Parallelresonanz zwischen der verwendeten und
der darunterliegenden Harmonischen, mit resultierender Impedanz bei der
Resonanzfrequenz, die auch wieder bei ca. -j50...-j75 Ohm liegt.
Die 'Drossel' wird dann natürlich kritisch und darf nicht schon ihre
Eigenresonanz erreicht haben.
Die kleinen SMD-Drosseln auf Keramikkern sind da nett und erreichen durchaus
Güten über 50 ohne die ganze Welt mit ihrem Magnetfeld zu ertränken.
Und bei soviel Aufwand kannst Du Dir ja dann gleich noch einen 'richtigen'
Transistor leisten ;-)
Den Arbeitspunkt beim Testmuster einstellbar zu machen ist wärend der Tests
auch _sehr_ kommod. Da lassen sich bezüglich Schwingfähigkeit über den
Ziehbereich, Oberwellenerzeugung und Leistung spürbare Änderungen
erziehlen ;-) Ein 47Ohm-R direkt in der Emitterleitung kann bei
Oberwellenproblemen auch etwas lindern.


Gruss
Detlef

PS: Schick mal die Gruselbildchen des 'Originalaufbaus'..


--
Man ersetze das _dot_ in der Email gegen einen Punkt..

 

[Frank Scheffski]

Am Wed, 14 Jul 2004 18:17:53 +0200, schrieb Detlef Voss
<detlef_dot_voss@gmx.de>:

Das klingt doch schon ganz erfreulich. Grobes nachschätzen ergibt:
Serienresonanzkapazität des Quarzes: ca. 0.02pF bei Grundwelle (grober
Anhaltswert).
Die verringert sich um das Quadrat der Oberwellenordnung, hier also 9*9.
gibt etwa 0.25 fF.
Nimmt man die Maxiamlkapazität (60pF in Reihe zu all den anderen
Kapazitäten) als unendlich an (jajaja, wirklich _sehr_ grob, die
Abschätzung) ergibt das eine Kapazitätsanderung um ca 2.5* 10^-5.
Entspricht einer Frequenzänderung um ca. 2 kHz.
Die Grössenordnung stimmt doch schon mal...

Das ist eine erfreuliche Nachricht!

[viele gute Tips gesnipt]

Ich danke Dir für diese ausführliche Antwort.
Anläßlich einer großen Familienfeier am WoE bin ich jetzt 6 Tage
offline. Ich melde mich aber spätestens am nächsten Mi mit neuen
Ergebnissen wieder.
Bis dahin ist sicher auch die Reichelt-Bestellung angekommen.

PS: Schick mal die Gruselbildchen des 'Originalaufbaus'..

http://www.feuerwache-miersdorf.de/Bilder/Testsender.zip

Hatte ich schon per mail geschickt, aber leider den _dot_ in der
Adresse übersehen.


Vielen Dank erstmal

Frank

 

[Frank Scheffski]

Am Wed, 14 Jul 2004 17:08:37 +0200, schrieb Martin Lenz
<m.lenz@kreuzgruber.com>:

Heißt das, daß du einen 57,x MHz Quarzoszillator hast, dessen Signal du
nachher vervielfachst?

Ja, nein.
Der Quarz ist aus einem Meldempfänger und mit 57,74667 MHz
beschriftet. Also muß es ein OT-Quarz sein, vermutlich der 3.
Der Oszillator an sich (hast Du den Schaltplan?) läßt ihn auf eben
diesen 57 MHz schwingen. In der gleichen Schaltung hat ein ~37
MHz-Quarz sowohl auf dem 3. OT, wie auch auf der Grundwelle
geschwungen.

Dann ist dein Quarz selbst schon ein 3OT Quarz,

Höxtwahrscheinlich.

dessen Ziehbereich sollte 100ppm überstreichen können. Wenn du einen Quarz
hast, wo 57,x MHz _draufsteht_, den du aber auf 173 MHz schwingen läßt,
dann arbeitet dein Oszillator in Wirklichkeit auf dem 9. Oberton des
Quarzes und der kleine Ziehbereich ist kein Wunder. Man kann versuchen,
den Ziehbreich mittels einer Induktivität zu vergrößern, ich bin aber
nicht sicher, ob das bei einem so hohen Oberton noch was bringt. Eine
Verbesserung bekommst du, wenn du einen Quarz kaufst, der die 173MHz mit
dem 7. Oberton macht (also 24,7 MHz Grundfrequenz hat), ob es reicht kann
ich jetzt aber nicht sagen. Ein 173MHz 5OT Quarz könnte noch machbar sein,
34,6MHz Grundwelle ist aber schon schwer herzustellen.

Ich müßte mal bei meinem Haus- und Hoflieferanten nachfragen.
Idealerweise nimmt man Serienausführungen, die sind nicht ganz so
teuer. Da viele der Empfänger mittlerweile Direktüberlagerer sind, ist
das Angebot an Quarzen eher reichhaltig.

Eine Verdreifacherstufe ist auch nur 1 Transistor mit ein paar RCs und
eben dem Ausgangsfilter (kann man zur Not auch als SMD-LC stricken und
abgleichen, ev. durch Austausch einzelner Kondensatoren). Das sollte auf
1,5 cm2 machbar sein.

Ein Bandpaß mit hoher Dämpfung auch des Nutzsignals wäre wohl der
einfachere Weg. Wie schon gesagt, ein paar pW am Ausgang reichen
dicke. Es sollen nur Empfänger in Reichweite des Arbeitstisches
angesprochen werden.

MfG

Frank

Ab morgen früh offline bis 21.07.

 

[Detlef Voss]

Frank Scheffski wrote:

Am Wed, 14 Jul 2004 18:17:53 +0200, schrieb Detlef Voss
detlef_dot_voss@gmx.de>:


[snip: grobmöglichste Abschätzung]
Die Grössenordnung stimmt doch schon mal...

Das ist eine erfreuliche Nachricht!

[viele gute Tips gesnipt]

Ich danke Dir für diese ausführliche Antwort.
Anläßlich einer großen Familienfeier am WoE bin ich jetzt 6 Tage
offline. Ich melde mich aber spätestens am nächsten Mi mit neuen
Ergebnissen wieder.
Oh weh! Wie war das gleich: Familie ist wie Fisch. Nach 3 Tagen fängt es an

zu stinken. Hüstel ;-)

Bis dahin ist sicher auch die Reichelt-Bestellung angekommen.
Na da bleib ich mal gespannt. Würde mich doch freuen, auf dem Stand zu

bleibem

PS: Schick mal die Gruselbildchen des 'Originalaufbaus'..

http://www.feuerwache-miersdorf.de/Bilder/Testsender.zip

Hihi, das sieht ja 'nett'aus. Die Unterseite ist wohl in 2 Durchgängen
gefräst. Man sieht das Glasgewebe so schön
An der Weise, alle Teile möglichst gleichmässig über die grosse Platiene zu
verteilen, muss man sich natürlich nicht orientieren.
An den Aufbau kann man gewiss noch ein paar 'Neuerervorschläge'
addressieren.
Aber 120Euro für das Gebastel... Wir machen hier alle gewiss was gründlich
falsch ;-)

Hatte ich schon per mail geschickt, aber leider den _dot_ in der
Adresse übersehen.
Stimmt. Der Spam-Wahn und ich... na beim nächsten mal klappt sicher

besser ;-)

Vielen Dank erstmal

Frank

Gruss
Detlef

PS: Frohes Feiern!!!
--
Man ersetze das _dot_ in der Email gegen einen Punkt..

 

[Frank Scheffski]

Am Wed, 14 Jul 2004 19:23:51 +0200, schrieb Detlef Voss
<detlef_dot_voss@gmx.de>:

Oh weh! Wie war das gleich: Familie ist wie Fisch. Nach 3 Tagen fängt es an
zu stinken. Hüstel ;-)

Iwo, ich bin mittlerweile nur maximal 2 mal im Jahr "zu Hause", da ist
eine Woche noch völlig im grünen Bereich.
Andererseits, wie sagt der Monnemer (Mannheimer) so schön:
"Dahääem is' dahääem!"

http://www.feuerwache-miersdorf.de/Bilder/Testsender.zip

Hihi, das sieht ja 'nett'aus. Die Unterseite ist wohl in 2 Durchgängen
gefräst. Man sieht das Glasgewebe so schön
An der Weise, alle Teile möglichst gleichmässig über die grosse Platiene zu
verteilen, muss man sich natürlich nicht orientieren.

Jaaa, ein echtes Meisterwerk der Handwerkskunst; Fachrichtung
Grobschlosser.

An den Aufbau kann man gewiss noch ein paar 'Neuerervorschläge'
addressieren.
Aporopos "Betriebliches Vorschlagswesen":

Hier mal noch der letzte Stand "meiner" Schaltung:

http://www.funkmeldesystem.de/public/vbulletin/attachment.php?s=&postid=96177

Aber 120Euro für das Gebastel... Wir machen hier alle gewiss was gründlich
falsch ;-)

Sowas denke ich mir des öfteren mal. Insbesondere bei eBay.

PS: Frohes Feiern!!!

Omma wird 85.


MfG

Frank

 

[Rolf Bombach]

Martin Lenz wrote:

Einen Transistor im Inversbetrieb zu verwenden (E/C vertauscht) kann
Sinn haben. Die Stromverstärkung geht zwar in den Keller (<10) aber
(dadurch, siehe Miller Effekt) wird er deutlich schneller. Der BF199
heißt zwar HF Transistor, ist aber ein uralter , lahmer Transistor, ich
kann mich an Datenblätter erinnern, wo f_T mit 200MHz angegeben war und
selbst wenn es 500 waren ist er akum schneller als ein BC548 (f_T ca.
350MHz). Gerade in einem Oszillator brauche ich oft nicht viel Verstärkung.

Die Transitfrequenz eines Transistors ist stark tabellenabhängig .
Beim BF199 wird 550 MHz angegeben (glaub ich auch), beim
BC548 150 MHz, nach Philips data sheet nur 100 MHz. Aber Transit-
frequenz ist nicht alles, meist macht einem die Rückwirkungskapazität
einen Strich durch die Rechnung. Bei einer mittelohmigen
Schaltstufe (TTL via 2kOhm an Basis, Kollektor 1 kOhm an 15 Volt)
messe ich Anstiegszeiten von über 200ns bei fast sämtlichem BCnnn
Geraffel. Da ist selbst der "uralte" BC237 schneller, 120ns.
BF199 kommt auf 60ns. Die Fixierung auf die Transitfrequenz hat
schon manchen Anfänger auf die Idee gebracht, man könne einen
BC107ff für ZF-Verstärker verwenden.

--
mfg Rolf Bombach