logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Generator Colpittsa 27 MHz na tranzystorze BC 547B - brak oscylacji po złożeniu układu

Karwowski_Stefan 25 Gru 2024 14:01 525 12
REKLAMA
  • #1 21361975
    Karwowski_Stefan
    Poziom 7  
    Posty: 7
    Pomógł: 1
    Ocena: 2
    Cześć Koledzy

    Zmagam się obecnie z uruchomieniem generatora Colpittsa, który sam zbudowałem. Układ jest zasilany napięciem DC 9V i został zaprojektowany na 27 MHz. Zdecydowałem się na zaprojektowanie generatora ze wzmacniaczem tranzystorowym w układzie wspólnej bazy ponieważ nie występuje tutaj dodatkowy problem w pętli sprzężenia zwrotnego z przesuwaniem sygnału o 180 stopni tak jak w układzie wspólnego emitera. Najpierw policzyłem wszystko ręcznie i przyjąłem wartości poszczególnych elementów tak jak na zdjęciu poniżej:
    Szkic obwodu generatora Colpittsa z parametrami elementów.

    Następnie zamodelowałem układ w LTSpice w celu symulacji i zadziałał. Przebieg sygnału na kolektorze tranzystora zamieszczam poniżej:
    Symulacja sygnału na kolektorze tranzystora w generatorze Colpittsa.

    Zachęcony tym sukcesem zacząłem go składać. Wykonałem dedykowaną płytkę drukowaną metodą termotransferu (płytkę zaprojektowałem w KiCAD 8.0). Generalnie to działanie układu sprawdzałem na dwa sposoby:
    1. Podłączyłem się sondą oscyloskopu do kolektora tranzystora (nie wiem czy to jest dobry pomysł bo w sumie pojemność sondy może rozstroić układ LC).
    2. Sprawdzałem napięcie na obwodzie pomiarowym napięcia detekcji (już bez sondy oscyloskopu na kolektorze). Po podaniu zasilania na generator napięcie nie uległo zmianie a powinno się zwiększyć o wartość zbliżoną do obliczonego napięcia detekcji.
    Zamieszczam jeszcze zdjęcia płytki drukowanej. Płytka zawiera masę pomiędzy ścieżkami generatora na większości powierzchni drukowanej bo to jest podobno bardzo ważne żeby Colpitts miał porządne GND.
    Zdjęcie przedstawia płytkę drukowaną generatora Colpittsa z zaznaczonymi elementami.
    Płytka drukowana z obwodami dla generatora Colpittsa.
    Generalnie po złożeniu układ nie działa (w sumie tego się spodziewałem bo to mój pierwszy generator a Colpitts sam w sobie jest upierdliwy w uruchomieniu). Sprawdzałem ciągłość ścieżek, ustawiałem potencjometr RE do żądanego napięcia na emiterze i nic. Jeżeli ktoś miał podobny problem i wie jak sobie poradzić z uruchomieniem generatora Colpittsa to będę wdzięczny za wszelkie podpowiedzi.

    Edit: Oscyloskop to GWInstek GDS2074E (rezystancja wejściowa 10Mohm) z fabryczną sondą GTP-070B-4 (pojemność wejściowa w zakresie 14.5 - 17.5 pF).

    Pozdrawiam i życzę Wesołych Świąt :-)
    Stefan


    AI: Jakie są dokładne wartości elementów (kondensatorów, cewek, rezystorów) użytych w Twoim układzie?
    Wartości elementów są zamieszczone na jednym ze zdjęć.
    AI: Czy możesz podać więcej szczegółów na temat używanego sprzętu pomiarowego, w tym rodzaju sondy oscyloskopowej i jej pojemności?
    Na chwilę obecną nie mam takiej wiedzy. Zajrzę później do instrukcji sondy.
  • REKLAMA
  • #3 21363074
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48970
    Pomógł: 3207
    Ocena: 4230
    Może C2 dać nieco mniejszy. A tranzystor lepiej jakiś BF (ale nie taki wysokonapięciowy), a nie BC.

    Zajrzałem na stronę Piekarz.pl - z tych BF, które tam mają, sensowne są BF199, BF370, BF424, BF494 (wypada sprawdzić noty katalogowe, bo dla BF370 Piekarz podaje zdecydowanie nieprawidłową f_T, może i dla innych).
  • #4 21363079
    kulmar
    Poziom 33  
    Posty: 1935
    Pomógł: 184
    Ocena: 381
    Karwowski_Stefan napisał:

    Zamieszczam jeszcze zdjęcia płytki drukowanej. Płytka zawiera masę pomiędzy ścieżkami generatora na większości powierzchni drukowanej bo to jest podobno bardzo ważne żeby Colpitts miał porządne GND.


    Ta masa zmienia dobroć cewek - są straty wywołane przez prądy wirowe. I być może dlatego symulacja działa, a fizyczny układ już nie.

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic4089085.html
  • REKLAMA
  • #5 21363081
    Karwowski_Stefan
    Poziom 7  
    Posty: 7
    Pomógł: 1
    Ocena: 2
    Dzięki za sugestie, teraz mam trochę wolnego czasu, to spróbuję zastosować Wasze porady. Będę informował o dalszych postępach.
  • #6 21363325
    Wawrzyniec
    Poziom 38  
    Posty: 3996
    Pomógł: 392
    Ocena: 1071
    Karwowski_Stefan napisał:
    Płytka zawiera masę pomiędzy ścieżkami generatora na większości powierzchni drukowanej

    I tym samym dodałeś pasożytnicze pojemności do każdej ścieżki (o znacznej pojemności). Nic dziwnego że nie działa. Gdybyś jeszcze raz zrobił płytkę ale bez tej wylewki masy i uwzględnił uwagi kol. _ita to myślę że generator zadziałałby.
  • REKLAMA
  • #8 21366080
    Karwowski_Stefan
    Poziom 7  
    Posty: 7
    Pomógł: 1
    Ocena: 2
    Hejo

    Zaprojektowałem nową płytkę drukowaną z dużo mniejszym polem masowym tylko w dolnej i prawej jej części z daleka od ścieżek układu rezonansowego. Czy teraz już jest lepiej?
    Schemat płytki drukowanej z mniejszym polem masowym w dolnej i prawej części.

    Pozdrawiam
    Stefan
  • #9 21366834
    sp3ots
    Poziom 38  
    Posty: 3069
    Pomógł: 523
    Ocena: 673
    Dzień dobry !
    Układy w.cz. powinny mieć jak najkrótsze połączenia ścieżek.
    Twój poprawiony wygląd ścieżek nic nie mówi bez wstawionych elementów.

    Pozdrawiam. Stefan
    ps. po co dublujesz, potrajasz miejsca na kondensatory, dodać pojemność możesz od strony druku.
  • REKLAMA
  • #11 21366895
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48970
    Pomógł: 3207
    Ocena: 4230
    sp3ots napisał:
    Układy w.cz. powinny mieć jak najkrótsze połączenia ścieżek.

    Zwłaszcza ważne są połączenia C2 i emitera T1 - nieco dłuższe połączenie może mieć reaktancję indukcyjną większą od reaktancji pojemnościowej C2, a wtedy to już nie będzie układ Colpittsa i nie ma powodu, by był generatorem. C2 to 4nF, przy 27 MHz ma reaktancję poniżej 1,5Ω, przy indukcyjności połączeń 9nH suma reaktancji będzie indukcyjna.

    Połączenie o impedancji falowej 150Ω (chyba typowe połączenia coś koło tego mają; drut daleko od "masy" może mieć i 600Ω, skrętka ze 100Ω) ma 9nH przy długości 1,8cm - jeśli wyprowadzenia i połączenia C2 mają w sumie taką długość (albo większą), to układ nie jest już układem Colpittsa, i nie należy się dziwić, jeśli się nie wzbudza. Do tej długości połączeń wchodzą co najmniej połączenia w obwodzie rezonansowym pomiędzy odgałęzieniami do V_CC i do emitera T1 (same odgałęzienia już z jakimś współczynnikiem dużo mniejszym od 1).

    Jeśli ktoś chce policzyć impedancję falową dla konkretnego połączenia, to właśnie zamieściłem zdjęcia wzorów w >>21366664.

    A jeśli połączenia C2 mają ze 3-4 cm, to należy odgałęzienie od C1/C2 połączyć z bazą, a kondensatory do masy dać przy emiterze - C2 z długimi połączeniami stanowi indukcyjność i powstanie układ Hartleya, powinien się wzbudzić. ;)
  • #12 21366915
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22649
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6077
    Jest wiele metod prototypowania układów radiowych, zawsze wykorzystuje się laminat z dużą powierzchnią masy, elementy łączy się do wyciętych, wyfrezowanych lub przyklejonych pól lutowniczych
    Schemat płytki drukowanej wzmacniacza z oznaczeniem elementów elektronicznych. Układ radiowy z cewką i elementami na płytce z radiatorem Prototyp układu radiowego na płytce z dużą płaszczyzną masy. Płytka obwodu drukowanego z cewką i komponentami elektronicznymi. Płytka prototypowa z układem radiowym na laminacie z dużą powierzchnią masy.

    Dodano po 12 [minuty]:

    Duża płaszczyzna masy zapewnia małą impedancję pomiędzy punktami które łączy.
    Cewka blisko elementów metalowych będzie miała mniejszą dobroć a mimo to cewki są często zamykane w kubkach metalowych, kiedy ekranowanie jest ważniejsze, przykład fabrycznej głowicy gdzie cewki są blisko metalu: Zdjęcie wnętrza układu radiowego z różnymi komponentami elektronicznymi, w tym cewkami i układem scalonym.

    Jeśli dobroć jest za mała to można zmieniać proporcje C1 do C2

    Dodano po 5 [minuty]:

    Co to jest?
    Zbliżenie na płytkę drukowaną z różnymi elementami elektronicznymi, w tym cewką i identyfikowanymi ręcznie kondensatorami.
    Tak się robi małe kondensatory z dwóch drutów, ale w tym miejscu układu czegoś takiego nie powinno być
  • #13 21370384
    qaz22
    Poziom 16  
    Posty: 247
    Pomógł: 8
    Ocena: 40
    Kondensatory C1 i C2 zmień na 100 pF. Rezystor Re0 wyrzuć. Rezystor RE powinien mieć 2 kΩ.

    Jeżeli nadal nie będzie działać, zmień rezystory:
    R1 - 10 kΩ
    R2 - 10kΩ
    RE - 1 kΩ

    Sondę oscyloskopu podepnij przez kondensator 15 pF do kolektora. Połączenie szeregowe sonda, kondensator, kolektor.

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik zmaga się z uruchomieniem generatora Colpittsa na tranzystorze BC 547B, zaprojektowanego na 27 MHz i zasilanego napięciem DC 9V. Po symulacji w LTSpice, która wykazała poprawne działanie, użytkownik zbudował układ na dedykowanej płytce PCB. Problemy z oscylacjami zostały zidentyfikowane, a uczestnicy dyskusji sugerowali sprawdzenie napięć na bazie i kolektorze, zmniejszenie pojemności kondensatora C2, oraz zastosowanie tranzystorów BF zamiast BC. Wskazano również na znaczenie krótkich połączeń w układach wysokiej częstotliwości oraz na wpływ masy na dobroć cewek. Użytkownik zaprojektował nową płytkę z mniejszym polem masowym, co może poprawić działanie generatora. Dodatkowo, zalecano zmiany w wartościach kondensatorów i rezystorów, aby dostosować układ do pracy na 27 MHz.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA