Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

VCO w ukladzie Colpittsa

kefear 13 Maj 2007 13:58 7415 45
  • #1 13 Maj 2007 13:58
    kefear
    Poziom 9  

    Witam!
    Mam do zaprojektowania generator jak w temacie na pasmo, mniej wiecej, 78-133MHZ. VCO ma bazowac na waraktorach jak na rysunku ponizej. Problem w tym, ze nie moge "wycisnac" z niego takiego pasma. Metoda prob i bledow udalo mi sie osiagnac ok. 40MHz tyle ze w pasmie 140-180MHz. Dodawanie kolejnych waraktorow raczej nic nie daje. Z gory dziekuje za wszelaka pomoc.

    VCO w ukladzie Colpittsa

    0 29
  • Pomocny post
    #2 13 Maj 2007 15:12
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    metoda prób i błędów tu nic nie daje.
    Nie ma nic lepszego dla praktyki, jak znajomość, perfekt, teorii.
    Pokrycie zakresu przy znanej zmianie pojemności waricapów od Cvmax do Cvmin daje pokrycie zakresu częstotliwości od fmin do fmax według zależności:
    fmax²/fmin² = (Cd + Cvmax)/(Cd + Cvmin) = (Cd/Cvmin + Cvmax/Cvmin)/(Cd/Cvmin + 1), z zależności tej wynika, iż by zwiększyć pokrycie zakresu musisz, albo;
    - powiększyć rozpiętość Cvmax do Cvmin i dopasować Cd, albo;
    - pozostawiając zakres Cvmax/Cvmin taki jaki jest możliwy do uzyskania znaleźć z powyższej zależności wartość Cd - pozostała część pojemności obwodu rezonansowego - i dobrać odpowiednio (nieregulowaną) wartość indukcyjności obwodu rezonansowego, by zmieścić się w pożądanym przedziale częstotliwości.

    Pozdrawiam

    0
  • #3 13 Maj 2007 18:31
    kefear
    Poziom 9  

    Dzieki za pomoc, troche mi to rozjasnilo sytuacje :)
    Nasuwa mi sie jednak jeszcze jedno pytanie. Mianowicie:
    Wiadomo,ze aby generator drgal musi byc spelniony warunek rownosci reaktancji indukcyjnosci i pojemnosci w obwodzie rezonansowym tj. w przypadku generatora Colpittsa omegaL=1/omegaC1+1/omegaC2. Jednak w przypadku gdy przestrajamy generator warikapami zmieniaja one wypadkowa pojemnosc kondensatorow C1 i C2 co w konsekwencji (w moim rozumieniu) prowadzi do tego iz reaktancje cewki i kondesatorow nie sa sobie rowne i generator moze wygasnac po pewnym czasie. Prosze o oswiecenie jesli popelniam blad merytoryczny :)

    Pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #4 13 Maj 2007 20:34
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    kefear napisał:
    Dzieki za pomoc, troche mi to rozjasnilo sytuacje :)

    proszę.

    kefear napisał:
    Nasuwa mi sie jednak jeszcze jedno pytanie. Mianowicie:
    Wiadomo,ze aby generator drgal musi byc spelniony warunek rownosci reaktancji indukcyjnosci i pojemnosci w obwodzie rezonansowym tj. w przypadku generatora Colpittsa omegaL=1/omegaC1+1/omegaC2.

    Napisana zależność jest błędna, choć nie wiem co to są za pojemności C1 i C2 i na pewno nie mogą to być pojemności tak oznaczone na Twoim schemacie, ponieważ nie ma tu reaktancji pojemnościowej kondensatora Cd reprezentują części obwodu rezonansowego na prawo od indukcyjności L4.
    Całkowita pojemność obwodu rezonansowego to wypadkowa pojemność połączonych szeregowo diod waraktorowych D9 i drugiej z nią w szereg, ale nie mogę dojrzeć jej oznaczenia (błąd w sztuce "rysowania" schematu) z połączoną z nimi równolegle pojemnością Cd na którą składa się pojemność zastępcza połączonych kondensatorów C1 i C2 wraz z pojemnością dołączonych doń w szereg waricapów, a których oznaczeń nie mogę odczytać (błąd w sztuce "rysowania" schematu), gdzie ich katody są połączone do R15.
    Nie należy też zapominać o równolegle dołączonej pojemności zastępczej złożonej z szeregowego połączenia Cs1 z szeregowo połączoną pojenością wejściową bramki tranzystora BF245A.

    kefear napisał:
    Jednak w przypadku gdy przestrajamy generator warikapami zmieniaja one wypadkowa pojemnosc kondensatorow C1 i C2 co w konsekwencji (w moim rozumieniu) prowadzi do tego iz reaktancje cewki i kondesatorow nie sa sobie rowne i generator moze wygasnac po pewnym czasie. Prosze o oswiecenie jesli popelniam blad merytoryczny :)

    Jak widać wyżej jest to zasadniczy błąd w rozumowaniu.
    Na wartość częstotliwości rezonansowej, czyli równość reaktancji indukcyjnej z wypadkową reaktancją pojemnościową (patrz wyżej) dołączoną równolegle do cewki mają, a o czym nie wolno zapominać, wszystkie pojemności w obwodzie strojonym.
    W przypadku prawidłowo zaprojektowanego generatora Colpittsa, kiedy spełnione są oba warunki generacji, czyli warunek;
    - amplitudy,
    - fazy,
    to generator nie ma prawa "zgasnąć", a odpowiedzią na zmianę wartości jakiegokolwiek parametru obwodu rezonansowego będzie zmiana wartości generowanej częstotliwości.

    Pozdrawiam

    0
  • #5 13 Maj 2007 21:34
    kefear
    Poziom 9  

    Dziekuje ponownie za pomoc :)

    kefear napisał:
    Nasuwa mi sie jednak jeszcze jedno pytanie. Mianowicie:
    Wiadomo,ze aby generator drgal musi byc spelniony warunek rownosci reaktancji indukcyjnosci i pojemnosci w obwodzie rezonansowym tj. w przypadku generatora Colpittsa omegaL=1/omegaC1+1/omegaC2.


    Quarz napisał:
    Napisana zależność jest błędna, choć nie wiem co to są za pojemności C1 i C2 i na pewno nie mogą to być pojemności tak oznaczone na Twoim schemacie, ponieważ nie ma tu reaktancji pojemnościowej kondensatora Cd reprezentują części obwodu rezonansowego na prawo od indukcyjności L4.
    Całkowita pojemność obwodu rezonansowego to wypadkowa pojemność połączonych szeregowo diod waraktorowych D9 i drugiej z nią w szereg, ale nie mogę dojrzeć jej oznaczenia (błąd w sztuce "rysowania" schematu) z połączoną z nimi równolegle pojemnością Cd na którą składa się pojemność zastępcza połączonych kondensatorów C1 i C2 wraz z pojemnością dołączonych doń w szereg waricapów, a których oznaczeń nie mogę odczytać (błąd w sztuce "rysowania" schematu), gdzie ich katody są połączone do R15.
    Nie należy też zapominać o równolegle dołączonej pojemności zastępczej złożonej z szeregowego połączenia Cs1 z szeregowo połączoną pojenością wejściową bramki tranzystora BF245A.


    Czyli na obwód rezonansowy składają się te wszystkie , wyżej wymienione kondensatory wraz równoległym Cs1 i pojemnością bramki ? Ten kondesator Cs1 będzie miał spory wpływ, ponieważ jego pojemność to aż 100pF.

    kefear napisał:
    Jednak w przypadku gdy przestrajamy generator warikapami zmieniaja one wypadkowa pojemnosc kondensatorow C1 i C2 co w konsekwencji (w moim rozumieniu) prowadzi do tego iz reaktancje cewki i kondesatorow nie sa sobie rowne i generator moze wygasnac po pewnym czasie. Prosze o oswiecenie jesli popelniam blad merytoryczny :)

    Quarz napisał:
    Jak widać wyżej jest to zasadniczy błąd w rozumowaniu.
    Na wartość częstotliwości rezonansowej, czyli równość reaktancji indukcyjnej z wypadkową reaktancją pojemnościową (patrz wyżej) dołączoną równolegle do cewki mają, a o czym nie wolno zapominać, wszystkie pojemności w obwodzie strojonym.
    W przypadku prawidłowo zaprojektowanego generatora Colpittsa, kiedy spełnione są oba warunki generacji, czyli warunek;
    - amplitudy,
    - fazy,
    to generator nie ma prawa "zgasnąć", a odpowiedzią na zmianę wartości jakiegokolwiek parametru obwodu rezonansowego będzie zmiana wartości generowanej częstotliwości.

    Pozdrawiam


    Hmm, czyli idąc tym tokiem myślenia, najlepiej i najbezpieczniej jest, zaprojektować sam generator Colpittsa, bez warikapów służących do "strojenia". Następnie, jeśli generator będzie już działał na zadanej częstotliwości można, bez przeszkód, dodawać warikapy do układu w zależności od potrzeb i wymaganego pasma? Mam nadzieję, że nie pisze strasznych herezji bo dopiero raczkuję w tym temacie. Jeżeli tak to przepraszam i proszę o sprostowanie.

    0
  • #6 13 Maj 2007 22:01
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    Kolego :arrow: kefear , błędne rozumowanie. Należy najpierw zaprojektować prawidłowo konfigurację generatora, by z niego określić wartości parametrów wchodzących do obwodu rezonansowego, ale niezmieniających swej wartości, czyli części niestrojonej.
    Potem skorzystać z zależności, podanej przeze w pierwszym moim poście, na pokrycie zakresu i sprawdzić czy dla wybranych warikapów jest to możliwe.
    Czyli wyliczone Cd musi być odpowiednio większe od minimalnych wartości pojemności wynikających z obwodu ("dołożyć" pojemności zawsze można, "odjąć" nigdy) i po wyliczeniu wartości L sprawdzić warunek generacji (amplitudy).

    Po takiej przymiarce może okazać się, iż dla obranego zakresu jest to niemożliwe, to wtedy należy poszukać warikapów o innym zakresie zmian pojemności.
    Oczywiście, dla zbyt dużej rozpiętości zmian częstotliwości może okazać się, iż przy dysponowanych parametrach diod pojemnościowych jest to nierealizowalne i ten fakt należy również mieć na uwadze.

    Pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #7 14 Maj 2007 16:13
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Proponował bym spróbować z mniejszą wartością indukcyjności, bo obecnie to (jeśli się nie rąbnąłem):

    dla L=100 nH i

    f=78 MHz -> C=41.6 pF

    f=133 MHz -> C=14.5 pF

    C - pojemność widziana z zacisków indukcyjności.

    Nie wiem czy te 14.6 pF da się uzyskać w tym układzie symulowanym (a w rzeczywistym dojdą jeszcze pojemności pasożytnicze, tolerancje elementów, ich starzenie się)
    )
    Dodatkowo generator powinien mieć trochę szersze pasmo niż zakładane dla uniknięcia niestabilności na krańcach (czy też podcinania z wiekiem jak elementy będą płynąć:))

    Zmniejszenie indukcyjności da większy zapas dla mniejszych pojemności (czyli górnej częstotliwości)

    Code:

                
              133 MHz       78 MHz

                Cmin          Cmax
    L
    100nH     14.3 pF      41.6 pF
                
    68nH      21.1 pF      61.2 pF
                
    47nH      30.5 pF      88.6 pF
                
    33nH      43.4 pF     126 pF

    0
  • #8 14 Maj 2007 18:13
    kefear
    Poziom 9  

    Paweł Es. napisał:
    Proponował bym spróbować z mniejszą wartością indukcyjności, bo obecnie to (jeśli się nie rąbnąłem):

    dla L=100 nH i

    f=78 MHz -> C=41.6 pF

    f=133 MHz -> C=14.5 pF

    C - pojemność widziana z zacisków indukcyjności.

    Nie wiem czy te 14.6 pF da się uzyskać w tym układzie symulowanym (a w rzeczywistym dojdą jeszcze pojemności pasożytnicze, tolerancje elementów, ich starzenie się)
    )
    Dodatkowo generator powinien mieć trochę szersze pasmo niż zakładane dla uniknięcia niestabilności na krańcach (czy też podcinania z wiekiem jak elementy będą płynąć:))

    Zmniejszenie indukcyjności da większy zapas dla mniejszych pojemności (czyli górnej częstotliwości)

    Code:

                
              133 MHz       78 MHz

                Cmin          Cmax
    L
    100nH     14.3 pF      41.6 pF
                
    68nH      21.1 pF      61.2 pF
                
    47nH      30.5 pF      88.6 pF
                
    33nH      43.4 pF     126 pF



    Dzieki za pomoc :) Akurat ten uklad nie jest wiazacy jesli chodzi o dobor i liczbe warikapow. Znajomy twierdzi, ze bardzo ciezko (o ile to mozliwe) bedzie uzyskac takie pasmo. Ale sprobuje cos posymulowac w Spice z , wyzej wyliczonymi przez kolege, wartosciami.

    Pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #9 14 Maj 2007 18:19
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Tu problemem nie jest ilość varikapów (bo one wpływają na możliwą do osiągnięcia dolną częstotliwość) tylko mozliwość uzyskania stabilnej minimalnej pojemności decydującej o fmax.

    Stąd propozycja zmniejszenia indukcyjności , by dać większy margines przy minimalnej pojemności.

    0
  • #10 17 Maj 2007 15:02
    kefear
    Poziom 9  

    Quarz napisał:
    Witam,
    metoda prób i błędów tu nic nie daje.
    Nie ma nic lepszego dla praktyki, jak znajomość, perfekt, teorii.
    Pokrycie zakresu przy znanej zmianie pojemności waricapów od Cvmax do Cvmin daje pokrycie zakresu częstotliwości od fmin do fmax według zależności:
    fmax²/fmin² = (Cd + Cvmax)/(Cd + Cvmin) = (Cd/Cvmin + Cvmax/Cvmin)/(Cd/Cvmin + 1), z zależności tej wynika, iż by zwiększyć pokrycie zakresu musisz, albo;
    - powiększyć rozpiętość Cvmax do Cvmin i dopasować Cd, albo;
    - pozostawiając zakres Cvmax/Cvmin taki jaki jest możliwy do uzyskania znaleźć z powyższej zależności wartość Cd - pozostała część pojemności obwodu rezonansowego - i dobrać odpowiednio (nieregulowaną) wartość indukcyjności obwodu rezonansowego, by zmieścić się w pożądanym przedziale częstotliwości.

    Pozdrawiam


    Witam.
    Niestety, dalej nie udalo mi sie uruchomic generatora. Probuje korzystac z , wyzej wymienionej zaleznosci. Nie wiem czy moj tok myslenia jest dobry.

    1) Na poczatek biore sam generator ( bez warikapow , rezystorow 470k i zrodla napieciowego (oznaczonego jako Vset)).
    2) Cvmax i Cvmin przyjmuje kolejno jako 16,3pF i 4,84pF (tak zmienia sie pojemnosc warikapa z napieciami 0-10V), czyli przyjmuje, ze w obwodzie VCO bedzie tylko jedno dioda o zmiennej pojemnosci, poki co.
    3) Obliczona wartosc Cd to pozostala czesc obwodu rezonansowego , czyli , patrzac na rysunek - Szeregowo kondensatory C1 i C2 polaczone rownolegle do kondesatora separujacego Cs1 o wartosci 100pF.
    4) Obliczam wartosci kondesatorow C1 i C2.

    Dla fmin=78MHz i fmax=133MHz wyszlo mi Cd=1.17pF. Tyle ze ze schematu wynika iz Cd=Cs1+(C1 szeregowo z C2). Wowczas pojemnosc C1 szeregowo z C2 wyjdzie ujemna. Czy oznacza to, ze nalezy tak dobiera pojemnosc Cvmin i Cvmax dopoki, dopoty pojemnosc Cd bedzie co najmniej rowna 100pF?
    Dodatkowo nie wiem jak sie ma ten wzor co do faktu , iz jedne warikapy sa dolaczane rownolegle, a inne szeregowo do obwodu rezonansowego ?
    Mam wrazenie, ze wyrazilem sie dosyc jasno :)
    Z gory dziekuje za pomoc i pozdrawiam

    P.S. W zalaczniku charakterystyka C=f(V) warikapa

    0
  • Pomocny post
    #11 17 Maj 2007 17:51
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Tak sobie siadłem i popatrzyłem na ten układ i się zastanawiam jak on ma w ogóle działać skoro nie ma w nim prawa być spełniony warunek fazy potrzebny do wzbudzenia drgań ?

    Dla fo układ LC + układ RC podający sygnał na bramkę daje przesunięcie -270 ° a wtórnik daje przesunięcie 0° brakuje 90° ...

    Może gdyby pomiędzy źródłem a punktem wspólnym C1 i C2 dać mały rezystor to by powstało dodatkowe opóźnienie fazy ...

    Przecieź tranzystor włączyłeś w układzie wtórnika źródłowego, który ma wzmocnienie napięciowe <1

    Spróbuj jako wyjśca układu z załącznika (u mnie się wzbudza na symulatorze) układ wspólnej bramki (wzmocnienie napięciowe większe >1)

    Dla małej wartości pojemności diody pojemnościowej dobierz C3 dla uzyskania maksymalnej wartości częstotliwości z zadanego zakresu.

    Nie wybieraj minimalnej wartości pojemności diody by zakres nie był na styk (pamiętaj o tolerancjach elementów i pojemnościach pasożytniczych.

    Ze źródła pobierasz sygnał wyjściowy (np. na wtórnik w.cz)

    0
  • #12 18 Maj 2007 01:05
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    by przygotować Tobie wiążącą odpowiedź potrzebne mi są parametry diod pojemnościowych, które tam chcesz zastosować.

    kefear napisał:
    [ ... ]
    2) Cvmax i Cvmin przyjmuje kolejno jako 16,3pF i 4,84pF (tak zmienia sie pojemnosc warikapa z napieciami 0-10V),

    To jest zakres zmian pojemności jednego varicapu, czy dwóch już połączonych szeregowo?

    Dalsze moje odpowiedzi, po uzyskaniu odpowiedzi na powyższe pytanie.

    Oczywiście, wyliczona wartość Cd musi mieć rozsądną wartość dodatnią, przecież jest to suma pozostałych pojemności dołączonych równolegle do cewki (indukcyjności).
    W przypadku uzyskania z obliczeń bardzo małej wartości Cd, lub, co gorsze, ujemnej, należy zmniejszyć wartość Cvmin, lub zakres przestrajania jest za szeroki (zbyt duże fmax/fmin) i wtedy może pomóc tylko zwiększenie rozpiętości przestrajania varicapów, czyli Cvmax/Cvmin.
    Niebardzo rozumiem po co narysowałeś, na prawo od indukcyjności, jeszcze dwa waricapy włączone w szereg z kondensatorem?

    Pozdrawiam

    0
  • #13 18 Maj 2007 11:30
    kefear
    Poziom 9  

    Quarz napisał:
    Witam,
    by przygotować Tobie wiążącą odpowiedź potrzebne mi są parametry diod pojemnościowych, które tam chcesz zastosować.
    kefear napisał:
    [ ... ]
    2) Cvmax i Cvmin przyjmuje kolejno jako 16,3pF i 4,84pF (tak zmienia sie pojemnosc warikapa z napieciami 0-10V),

    To jest zakres zmian pojemności jednego varicapu, czy dwóch już połączonych szeregowo?


    To jest zakres zmian pojemnosci pojedynczego warikapu.

    Quarz napisał:


    Dalsze moje odpowiedzi, po uzyskaniu odpowiedzi na powyższe pytanie.

    Oczywiście, wyliczona wartość Cd musi mieć rozsądną wartość dodatnią, przecież jest to suma pozostałych pojemności dołączonych równolegle do cewki (indukcyjności).
    W przypadku uzyskania z obliczeń bardzo małej wartości Cd, lub, co gorsze, ujemnej, należy zmniejszyć wartość Cvmin, lub zakres przestrajania jest za szeroki (zbyt duże fmax/fmin) i wtedy może pomóc tylko zwiększenie rozpiętości przestrajania varicapów, czyli Cvmax/Cvmin.
    Niebardzo rozumiem po co narysowałeś, na prawo od indukcyjności, jeszcze dwa waricapy włączone w szereg z kondensatorem?

    Pozdrawiam


    Z tego co sie dowiedzialem, to te diody maja zwiekszac zakres przestrajania, ale widze w praktyce, ze zmieniaja bardzo niewiele, wiec chyba ich uzycie jest zupelnie niestosowne w tej sytuacji.

    Rozmawialem rowniez ze znajomym na ten temat, ktory siedzi w temacie o wiele lepiej niz ja i wyglada na to, ze ten projekt jest o wiele trudniejszy niz nam sie na poczatku zdawalo. Mowil rowniez o tym ze wypadaloby zmienic tranzystor na inny, np. z serii BFR.

    0
  • #14 18 Maj 2007 12:13
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Czy schemat to masz narzucony czy tylko, że ma być układ Colpittsa ?

    0
  • #15 18 Maj 2007 12:14
    kefear
    Poziom 9  

    Nie mam narzuconego schematu :) Tylko uklad Collpitsa. Dokladnie 100MHz z pasmem poszerzonym o 50%.

    0
  • #16 18 Maj 2007 12:52
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    To spróbuj tego co podałem, on mi generował na symulatorze i się nawet przestrajał nie zrywając

    0
  • Pomocny post
    #17 18 Maj 2007 16:10
    Dykus
    Poziom 26  

    Czy ten generator masz zbudować (zlutować), czy tylko zaprojektować na papierze? Jeśli to pierwsze, to przy tych częstotliwościach i wymaganiach odłóż na bok symulatory i weź się czym prędzej do lutowania... :)

    Z tego co widzę, to stosujesz uproszczone modele (schematy książkowe). Wnioskuje więc, że na rzeczywistym działaniu Ci nie zależy. :) Wypadało by przynajmniej uzwględnić dobroć cewki, czy rezystancję warikapu. A na wyjściu dobry bufor - np. na MOSFET.

    Moje trzy grosze:
    Zamień tranzystor polowy na bipolarny, np. BF240, lub lepiej BF199. BFRy tu nie są potrzebne (dla nich 100MHz to prąd stały). :) Rezystory polaryzujące np. 5.6k (góra) i 10k (dół), w emiterze 1k szeregowo z dławikiem np. 100nH (koralik). Wg mnie nie jesteś w stanie osiągnąć przy tych częstotliwościach tak dużego zakresu przestrajania. Są szczególne wymagania co do pojemności pasożytniczych (pomijam czułość VCO przy najwyższych częstotliwościach). Diod pojemnościowych nie polaryzuje się od napięcia 0V, stąd o początkowym zakresie jej ch-yki zapomnij. Układ który pokazałeś to odmiana Collpitsa - generator Seilera. Układ ze wspólnym kolektorem jest dobry, choć często i przy tych częstotliwościach stosuje się wspólną bazę. Przykładowe wartości elementów to: Cs1 = 3.3pF, C1 = 12pF, C2 = 27pF, L = 320nH, równolegle z cewką pojedyncza dioda np. BB181 - 1..12pF. Teoretycznie działa. :) Układ jest do optymalizacji...
    Wywal dziwolągi w postaci D58 i D59, co tam robi BC547? Wstaw tam lepiej jakiś separator, C1 = 1pF - też dobre... :) Tak samo jak Cmin w moim układzie. ;)

    PS Komibnuj może coś na zakres 100-150MHz...

    0
  • #18 18 Maj 2007 19:07
    kefear
    Poziom 9  

    Dykus napisał:
    Czy ten generator masz zbudować (zlutować), czy tylko zaprojektować na papierze? Jeśli to pierwsze, to przy tych częstotliwościach i wymaganiach odłóż na bok symulatory i weź się czym prędzej do lutowania... :)


    Projekcik papierowy.

    Dykus napisał:

    Z tego co widzę, to stosujesz uproszczone modele (schematy książkowe). Wnioskuje więc, że na rzeczywistym działaniu Ci nie zależy. :) Wypadało by przynajmniej uzwględnić dobroć cewki, czy rezystancję warikapu. A na wyjściu dobry bufor - np. na MOSFET.

    Moje trzy grosze:
    Zamień tranzystor polowy na bipolarny, np. BF240, lub lepiej BF199. BFRy tu nie są potrzebne (dla nich 100MHz to prąd stały). :) Rezystory polaryzujące np. 5.6k (góra) i 10k (dół), w emiterze 1k szeregowo z dławikiem np. 100nH (koralik). Wg mnie nie jesteś w stanie osiągnąć przy tych częstotliwościach tak dużego zakresu przestrajania. Są szczególne wymagania co do pojemności pasożytniczych (pomijam czułość VCO przy najwyższych częstotliwościach). Diod pojemnościowych nie polaryzuje się od napięcia 0V, stąd o początkowym zakresie jej ch-yki zapomnij. Układ który pokazałeś to odmiana Collpitsa - generator Seilera. Układ ze wspólnym kolektorem jest dobry, choć często i przy tych częstotliwościach stosuje się wspólną bazę. Przykładowe wartości elementów to: Cs1 = 3.3pF, C1 = 12pF, C2 = 27pF, L = 320nH, równolegle z cewką pojedyncza dioda np. BB181 - 1..12pF. Teoretycznie działa. :) Układ jest do optymalizacji...
    Wywal dziwolągi w postaci D58 i D59, co tam robi BC547? Wstaw tam lepiej jakiś separator, C1 = 1pF - też dobre... :) Tak samo jak Cmin w moim układzie. ;)

    PS Komibnuj może coś na zakres 100-150MHz...


    Zrobilem tak jak mowiles. Dziala, przede wszystkim amplituda jest w miare normalna, ale troche znieksztalcony sinus. Nie moge znalezc spice'owych modeli diod BB181. Mozna je gdzies dorwac ? Ewentualnie, ktorych uzyc zamiennie ?

    0
  • #19 18 Maj 2007 20:19
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    widzę, że zaczynasz sobie radzić, dopowiem więc tylko, iż varicapy muszą być połączne tak, jak na Twoim pierwszym schemacie.
    Czyli szeregowo i przeciwsobnie dla składowej zmiennej (anoda jednej na masie, a drugiej też ale przez cewkę), a równolegle dla napięcia strojeniowego doprowadzanego przez rezystor o znacznej wartości by nie wprowadzał tłumienia.
    W ten sposób poprawisz ich liniowość pojemności dla składowej zmiennej, a co za tym idzie i kształt generowanego przebiegu.
    Oczywiście, ich pojemności są połączone wtedy szeregowo z wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami.

    Pozdrawiam

    0
  • #20 18 Maj 2007 20:50
    Dykus
    Poziom 26  

    Nie wiem, ja zamiast diody pojemnościowej wstawiałem zwykły kondensator + rezystor. :)

    Może BB535 podejdzie? Tylko musiałbyś zmienić L na 250nH i dołożyć do tego równolegle 1pF. :) Ogólnie modeli diod pojemnościowych jest mnóstwo, tylko trzeba PDFy przeglądać... BB664 jest też ciekawa...

    Pytanie do Quarz lub oczywiście kogoś kto wie:
    Czy mógłbyś napisać, czym taka nieliniowa zmiana pojemności (dla dodatniej i ujemnej połówki sinusoidy na pojedynczej diodzie) objawi sie w widmie sygnału wyjściowego? Lub inaczej - co da w generatorze przeciwsobne połączenie diod w widmie (sygnale) wyjściowym? Przy czy nie chodzi mi tu o samo prostowanie napięcia na diodzie (pod tym względem układ przeciwsobny jest lepszy), ale o samą zmianę pojemności w funkcji chwilowej wartości składowej zmiennej. Gdybyś jeszcze podał jakieś przykładowe wartości to byłoby super. :)

    0
  • #21 18 Maj 2007 21:49
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    Dykus napisał:
    [ ... ]

    Pytanie do Quarz lub oczywiście kogoś kto wie:
    Czy mógłbyś napisać, czym taka nieliniowa zmiana pojemności (dla dodatniej i ujemnej połówki sinusoidy na pojedynczej diodzie) objawi sie w widmie sygnału wyjściowego? Lub inaczej - co da w generatorze przeciwsobne połączenie diod w widmie (sygnale) wyjściowym? Przy czy nie chodzi mi tu o samo prostowanie napięcia na diodzie (pod tym względem układ przeciwsobny jest lepszy), ale o samą zmianę pojemności w funkcji chwilowej wartości składowej zmiennej. Gdybyś jeszcze podał jakieś przykładowe wartości to byłoby super. :)

    zdaje się mnie, iż rozminęły się w czasie Twoje pytanie i moja poprzednia odpowiedź (zobacz).
    Połączenie przeciwsobie varicapów (a szeregowe ich pojemności) stabilizuje chwilową wartość pojemności zestawu za okres, a co powoduje zmiejszenie zniekształceń sinusoidy w generowanym przebiegu.

    Pozdrawiam

    0
  • #22 18 Maj 2007 22:26
    Dykus
    Poziom 26  

    Nie, nic się nie rozminęło. :) A co konkretnie powoduje? Jakoś nie mogę spobie wyobrazić, by powodowało to powstawanie harmonicznych (oczywiście nie wykluczam tego). Szumy fazowe też nie, w końcu mamy powtarzalną zmianę fazy w 2Π. Jeśli dobrze rozumuję, mamy taką sytuację, że jedna połówka jest dłuższa od drugiej... Niby kształt odbiega od sinusoidy (więc powstają harmoniczne), ale tak "specyficznie"... ;) Mam powody sądzić, że wokół prążka głównego niewiele się psuje/poprawia. :)
    No i inną sprawą jest, jak wielkie ma to znaczenie. Czy nie jest tak, że coś innego ma np. kilkudziesięciokrotny większy wpływ na czystość widmową (np. ch-yką U=f(I) diody, tranzystor) niż ta nieliniowość pojemności?
    Czy to ten efekt wykorzystuje się m.in. w pasywnych waraktorowych powielaczach częstotliwości (ja nie znalazłem materiałów, gdzie by przy opisie powielaczy wprost o tym wspominiano)? Głownie opisy w stylu: "na diodach pojemnościowych wychodzi lepiej".

    0
  • #23 18 Maj 2007 23:14
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    Dykus napisał:
    Nie, nic się nie rozminęło. :) A co konkretnie powoduje? Jakoś nie mogę spobie wyobrazić, by powodowało to powstawanie harmonicznych (oczywiście nie wykluczam tego).

    ależ oczywiście tak, chwilowa zmiana pojemności varactora to parametryczny powielacz częstotliwości, przecież to jest zawsze produkt nieliniowości.

    Dykus napisał:
    Szumy fazowe też nie, w końcu mamy powtarzalną zmianę fazy w 2Π. Jeśli dobrze rozumuję, mamy taką sytuację, że jedna połówka jest dłuższa od drugiej...

    To już jest zagadnienie związane z PLL i stabilnością generowanej częstotliwości, kiedy wartość napięcia waricapowego nie jest stabilna w okresie przebiegu okresu.

    Dykus napisał:
    Niby kształt odbiega od sinusoidy (więc powstają harmoniczne), ale tak "specyficznie"... ;) Mam powody sądzić, że wokół prążka głównego niewiele się psuje/poprawia. :)

    Ano odbiega, ale policz sobie gdzie wypadnie najbliższa, druga harmoniczna i gdzie dalsze...

    Dykus napisał:
    No i inną sprawą jest, jak wielkie ma to znaczenie. Czy nie jest tak, że coś innego ma np. kilkudziesięciokrotny większy wpływ na czystość widmową (np. ch-yką U=f(I) diody, tranzystor) niż ta nieliniowość pojemności?

    Ale na końcową wartość THD ma wpływ nieliniowość wszystkich elementów wzmacniacza - generatora. Przy jednej diodzie jest to znaczna wartość, jeśli weźmię się pod uwagę, iż amplituda napięcia na obwodzie rezonansowym może być ok. 1V.
    Dlatego połączenie przeciwsobne waricapów jest tu korzystniejsze w generatorze w odróżnienie od...
    Dykus napisał:
    [ ... ] pasywnych waraktorowych powielaczach częstotliwości

    ...gdzie jedna dioda varactorowa jest tu lepsza, ponieważ wprowadza większą wartość produktu nieliniowości.

    Dykus napisał:
    (ja nie znalazłem materiałów, gdzie by przy opisie powielaczy wprost o tym wspominiano)?

    Takiego opisu należy szukać dla parametrycznego powielacza varactorowego.

    Dykus napisał:
    Głownie opisy w stylu: "na diodach pojemnościowych wychodzi lepiej".

    Powielanie do parzystych harmonicznych na jednej diodzie pojemnościowej na pewno tak, ale nieparzyste (wymagające charakterystyki nieliniowej nieparzystej) harmoniczne już nie, ponieważ należy właśnie połączyć waricapy szeregowo i przeciwsobnie, ale te sobie wtedy charakterystykę chwilowej wypadkowej pojemności dość znacznie "prostują" i wartość sprawności takiego powielania (wartość amplitudy napięcia harmonicznej do amplitudy napięcia podstawowej) jest mała.

    Pozdrawiam

    0
  • #24 19 Maj 2007 10:29
    Dykus
    Poziom 26  

    Quarz napisał:
    Dlatego połączenie przeciwsobne waricapów jest tu korzystniejsze w generatorze w odróżnienie od...

    Ale czy pojedyncza dioda powoduje tylko większy poziom harmonicznych, czy powstają jeszcze jakieś dodatkowe prążki? Ja nie potrafię tego przeanalizować pod tym kątem.

    Najchętniej poznał bym jakąś wartość w dB dla przykładowych generatorów zbudowanych i zmierzonych w praktyce.

    0
  • #25 19 Maj 2007 11:52
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    Dykus napisał:
    Quarz napisał:
    Dlatego połączenie przeciwsobne waricapów jest tu korzystniejsze w generatorze w odróżnienie od...

    Ale czy pojedyncza dioda powoduje tylko większy poziom harmonicznych, czy powstają jeszcze jakieś dodatkowe prążki? Ja nie potrafię tego przeanalizować pod tym kątem.

    tu nie analiza jest potrzebna, a odpowiedni zasób (i to interdyscyplinarnej) wiedzy, ponieważ wszystko to dobrze jest opisane i jest to już klasyka.

    Dykus napisał:
    Najchętniej poznał bym jakąś wartość w dB dla przykładowych generatorów zbudowanych i zmierzonych w praktyce.

    Czego wartość?

    Pozdrawiam

    0
  • #26 19 Maj 2007 12:22
    Dykus
    Poziom 26  

    Cytat:
    tu nie analiza jest potrzebna, a odpowiedni zasób (i to interdyscyplinarnej) wiedzy, ponieważ wszystko to dobrze jest opisane i jest to już klasyka.

    Mam wątpliwości, czy jest to klasyka. Może na przedmiocie "teoria obwodów" to klasyka (choć też nie koniecznie), o tyle przeciętnemu elektronikowi nieliniowość kondensatora, a już tym bardziej problem jaki tu poruszam, mało kiedy daje się we znaki. Czy jest to dobrze opisane - nie wiem, kiedyś czytałem o praktycznych zastosowaniach waraktorów pojemnościowych (w kilku książkach), ale to były pozycje traktujące praktycznie i wynikało, że powstają tylko harmoniczne (zgodnie z przebiegami napięcia i prądu diody, czy uproszczoną ch-yką C=f(U)). No, poza pasożytniczymi rezonansami. Stąd moje pytanie - powstają jeszcze jakieś dodatkowe nieporządane sygnały (od tego w generatorach)?

    Cytat:
    Czego wartość?

    Odstęp sygnału podstawowego, do sygnałów nieporządanych - jeśli powstają tylko harmoniczne, to do harmonicznych (SFDR?), dla jednej diody i dla dwóch diod.

    0
  • #27 19 Maj 2007 15:55
    kefear
    Poziom 9  

    Paweł Es. napisał:
    Tak sobie siadłem i popatrzyłem na ten układ i się zastanawiam jak on ma w ogóle działać skoro nie ma w nim prawa być spełniony warunek fazy potrzebny do wzbudzenia drgań ?

    Dla fo układ LC + układ RC podający sygnał na bramkę daje przesunięcie -270 ° a wtórnik daje przesunięcie 0° brakuje 90° ...

    Może gdyby pomiędzy źródłem a punktem wspólnym C1 i C2 dać mały rezystor to by powstało dodatkowe opóźnienie fazy ...

    Przecieź tranzystor włączyłeś w układzie wtórnika źródłowego, który ma wzmocnienie napięciowe <1

    Spróbuj jako wyjśca układu z załącznika (u mnie się wzbudza na symulatorze) układ wspólnej bramki (wzmocnienie napięciowe większe >1)

    Dla małej wartości pojemności diody pojemnościowej dobierz C3 dla uzyskania maksymalnej wartości częstotliwości z zadanego zakresu.

    Nie wybieraj minimalnej wartości pojemności diody by zakres nie był na styk (pamiętaj o tolerancjach elementów i pojemnościach pasożytniczych.

    Ze źródła pobierasz sygnał wyjściowy (np. na wtórnik w.cz)


    Sprobowalem ukladu, ktory zaprezentowal kolega i dziala calkiem dobrze :) Tyle tylko ze polaryzacja warikapu w tym ukladzie nic nie zmienia jesli chodzi o widmo. W zalaczniku wykres FFT.

    0
  • #28 19 Maj 2007 16:16
    Dykus
    Poziom 26  

    To spróbuj zwiększyć wartość C1 (1nF?). Policz, jaki wpływ na obwód ma zmiana pojemności diody (w stosunku do pojemności C2+C3) - to tylko szeregowo połączone pojemności...

    0
  • #29 19 Maj 2007 16:43
    kefear
    Poziom 9  

    W teorii to powinno dzialac o ile czegos nie poknocilem. W zalaczniku znajduja sie obliczenia dla ukladu Pawła Es. , gdzie:
    Cvar - zmiany pojemnosci warikapu dla polaryzacji od 0-3V
    C1 - wiadomo
    Cwypadkowa - szeregowe polaczenie Cvar i C1
    Pojemnosc calego ukladu - Cwypadkowa polaczona rownolegle z (C2 i C3 szeregowo)
    czestotliwosc rezonansu powinna sie zmieniac , wg obliczen, od 125 do 139Mhz

    W praktyce , tj. w Spice, generator przestraja sie o jakies marne Khz. Czego to moze byc skutek ?

    Dzieki jeszcze raz wszystkim, ktorzy spozytkuja dla mnie swoj cenny czas.

    Pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #30 20 Maj 2007 22:00
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam. Pozwole sobie na kilka wyjasnien do wczesniej poruszonych kwestii

    Dykus napisał:
    ...A co konkretnie powoduje? Jakos nie moge spobie wyobrazic, by powodowalo to powstawanie harmonicznych (oczywiscie nie wykluczam tego)....
    Jesli wezmiesz w rece idealna sinusoide i ja wygniesz w jakims miejscu, to w obrazie spektralnym tak odksztalconego sygnalu w miejsce pojedynczego prazka (f = Fo) pojawi sie cos w ksztalcie dzwonu (lub krzywej rezonansowej). Oznacza to, ze pojawily sie komponenty o czestotliwosciach roznych od Fo i dlatego mowimy, ze sygnal nie jest czysty spektralnie - w domenie czestotliwosci. W domenie czasu, z kolei mamy sytuacje lokalnego "wydluzenia" badz "skrocenia" okresu zasadniczego (To), co mozemy interpretowac jako lokalny (chwilowy) blad fazy. ... i tu jestesmy w temacie. Blednie zakladasz wiec, ze:
    Dykus napisał:
    ... Szumy fazowe tez nie, w koncu mamy powtarzalna zmiane fazy w 2?. Jesli dobrze rozumuje, mamy taka sytuacje, ze jedna polówka jest dluzsza od drugiej... Niby ksztalt odbiega od sinusoidy (wiec powstaja harmoniczne), ale tak "specyficznie"... ;) Mam powody sadzic, ze wokól prazka glównego niewiele sie psuje/poprawia. :)

    Wspomniane chwilowe dewiacje fazy oscylatora, niezaleznie od mechanizmow, ktore wnosza do ich powstania, sa nazywane "szumami fazowymi" (pojecie wywodzi sie z technik syntezerow czestotliwosci na bazie PLL). Praktyczny oscylator zawsze wykazuje spektralny rozklad szumow fazowych w postaci krzywej "dzwonowej" (ja ja nazywam "kiecka szumow fazowych"). Im wezsza kiecka, tym lepszy oscylator ... i tu jestesmy przy:
    Dykus napisał:
    ... No i inna sprawa jest, jak wielkie ma to znaczenie. Czy nie jest tak, ze cos innego ma np. kilkudziesieciokrotny wiekszy wplyw na czystosc widmowa (np. ch-yka U=f(I) diody, tranzystor) niz ta nieliniowosc pojemnosci?
    Klopoty zaczynaja sie, kiedy oscylator np. Fo = 10 MHz i o szerokiej kiecce szumow fazowych jest uzywany jako referencja np. dla syntezy Fx = 10 GHz, gdyz proporcjonalnie (1000-krotnie) multiplikuje sie rowniez kiecka szumow fazowych w spektrum Fx. I tak, jesli Fo ma zbocza spektrum np. -30dB @ ±100Hz, to Fx bedzie mialo (w idealnym przypadku, tylko z tytulu szumow fazowych referencji Fo) zbocza spektrum zdefiniowane na -30dB @ ±100kHz. Jest jasne, ze taki Fx nie nada sie do zastosowan o wysokich wymaganiach (np. co co do selektancji w ukladach telecomms lub rezolucji w ukladach radarowych etc.), gdzie wymagane sa tlumienia rzedu 100dB przy dewiacjach rzedu 1 kHz (i nizej!).
    Jak widzisz, materia nie jest prosta i wymaga solidnej bazy wiedzy z zakresu, ktory wykracza poza ramy standardowego materialu akademickiego. Po-googlaj "PLL synthesizer spectral purity low phase noise" etc.
    Dykus napisał:
    ... Czy to ten efekt wykorzystuje sie m.in. w pasywnych waraktorowych powielaczach czestotliwosci (ja nie znalazlem materialów, gdzie by przy opisie powielaczy wprost o tym wspominiano)? Glownie opisy w stylu: "na diodach pojemnosciowych wychodzi lepiej".
    Dokladnie ten efekt jest wykorzystywany przy uzyciu waraktorow do powielania czestotliwosci. Przy tym pracuje sie z duzymi amplitudami, aby znieksztalcenia osiagaly max (scislej - optimum).
    W ukladach przestrajania oscylatorow dazy sie natomiast do minimalizacji znieksztalcen na varicapie (czyt. szerokosci "kiecki" fazowej), czyli tzw. wysokiej czystosci spektralnej sygnalu.

    :arrow: kefear: spice musi "znac" typ uzytego varicapu, aby poprawnie policzyc czestotliwosci.
    A Twoj pierwotny uklad jest ok, tylko zwarlbym Cs1 i wyrzucil Rg (1MO w bramce J-FETa), bo sa zbedne, ... oraz - oczywiscie - typ BC547 (co za dyletancki pomysl!) zastapil typem w. cz.
    Pozdrawiam

    0