Hallo,
kann mir bitte jemand bei der Auswahl für den richtigen Quarz helfen?
Handel es sich bei den beiden Schaltungen um eine Serien- oder Parallelresonanz?
Vielen Dank im Voraus!
vy 73 de Denny OE1DEA
Serien- oder Parallelresonanz?
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Lbr Denny,
beide Quarzoszillatorschaltungen arbeiten in Parallelresonanz. Typisch dafür ist die Lage des Quarzes zwischen Basis und Kollektor. Kapazitäten nach Masse von der Basis und dem Kollektor schließen diese Parallelresonanz ein. In der rechten Schaltung mit der Kapazitätsdiode ist die Schaltung etwas undefiniert, da der Gleichstromweg in Richtung zum Modulationseingang nicht eindeutig definiert ist.
Nichtg eindeutig ist die Arbeitsweise des Ausgangstransistors in beiden Schaltungen, weil die Basis keine definierte Vorspannung hat!
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Hallo Denny, hallo Ha-Jo,
die Ausgangsstufen sollen stark nichtlinear arbeiten, nämlich als Verdreifacher. Daher kann man auf eine Basisvorspannung verzichten.
Ich würde die Variante im linken Bild vorziehen, da werden beide Halbwellen etwa gleichgut ausgenutzt.
Die LC-Kombinationen am Ausgang filtern dann die dreifache Quarzfrequenz raus. -
Hallo,
danke schon mal für die beiden Antworten.
Da ich mich nicht mit Quarzoszillatoren auskenne habe ich gestern einiges an Literatur verschlungen und bin auch zu der Erkenntnis gelangt, dass es sich um Parallelresonanz handeln muss. Anbei ein Ausschnitt aus dem Funkamateur, dieser hat meine Vermutung untermauert.
Die beiden Schaltungsausschnitte stammen aus dem Schaltplan für das 2-m-Mini von Herwig Feichtinger.
Sowohl er als auch der Hersteller für den Quarz sagen nach Zusendung des Schaltplans, dass ich einen Quarz für Serienresonanz brauche.
Wer hat nun Recht, welchen Quarz brauche ich???Es gibt jedoch einfache Merkmale, mit denen
man Oszillatoren in Serien- oder Parallelresonanz
leicht voneinander unterscheiden kann.
Wenn das Quarz an einer Steuerelektrode
(Basis oder Gate) liegt, dann werden Schwingungen
auftreten, wenn dort die Spannung
am höchsten ist. Es handelt sich also um Parallelresonanz.
In unmittelbarer Nähe dieser
Parallelresonanz liegt die Oszillatorfrequenz,
wenn die Schwingungen nur durch eine
starke Phasendrehung im Quarz zustandekommen
können, beispielsweise, wenn letzteres
zwischen der Basis eines Transistors
und dessen an einen LC-Resonanzkreis geführten
Kollektor geschaltet ist.
Bei Anschluß des Quarzes an eine Referenzelektrode
(Emitter, Source) handelt es sich
dagegen um Serienresonanz, da hier nicht
viel Spannung, sondern viel Strom wichtig
ist. Der Quarz dient dann im Prinzip als Koppelelement,
beispielsweise zwischen zwei
Emittern, die es nur auf der Frequenz miteinander
verbinden kann, auf der sein Widerstand
minimal ist. (FA 12/98)vy 73 de Denny OE1DEA
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Hallo Denny,
der Quarz wird auf seiner 3. Oberwelle betrieben (45Mhz). Er wird auf der Frequenz schwingen auf der die Schwingbedingungen in der gegebenen Schaltung erfüllt sind. Wenn Du eine gebene Schaltung hast und eine genaue Frequenz willst ("Kanal") sind hierfür spezielle "Kanalquarze" nötig, d.h. die müssen auch speziell dafür angefertigt werden (u.U. teuer).
Falls Du irgendeinen 15Mhz Quarz nimmst ist die Schwingfrequenz nicht genau definiert. Ein anderer 15Mhz Quarz (Bauart, Hersteller, Charge) gibt dann evtl. wieder eine etwas andere Frequenz.
Die zweite Stufe ist, wie schon beschrieben ein Verdreifacher, d.h. nichtlinearer Betrieb des Transistor (ohne Vorspannung) auf 3 x ca. 45Mhz= ca. 135 Mhz mit einer ZF von 10,7Mhz also
ca. 145,7 Mhz Empfangsfrequenz.73 de Günter
dl5sdc -
Hallo Günter,
danke für deine Antwort.
Genau darum geht es mir doch, ich muss die Quarze herstellen lassen und der Hersteller benötigt weitere Informationen von mir.Senderquarz = 72,777MHz (rechte Schaltung)
Empfängerquarz = 44,950 MHz (linke Schaltung)vy 73 de Denny OE1DEA
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Hallo,
der Arbeitswiderstand des Oszillators liegt im Kollektor. Damit die Rückkopplungsbedingung erfüllt ist, muss vom Kollektor eine niederohmige Impedanz zur Basis führen. Das ist bei Sollfrequenz nur mit einem Quarz in Serienresonanz erfüllt. In Parallelresonanz ist die Quarzimpedanz hochohmig - damit ist keine Rückkopplungsbedingung erfüllt.
73, Uli, DK4SX
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(FA 12/98)
Hallo Denny,
kannst du bitte den Literaturverweis nochmal posten, offensichtlich ist aus der Zeichenfolge ein Smily geworden.
Zur Unterscheidung zwichen Serien oder Parallelresonanz findet man Informationen im DK1AG Quarzkochbuch, Kapitel 6 "Oszillatorschaltungen" (Abschn. 6.2.5)73, Günter
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Hallo Günter,
der Artikel stand im Funkamateur 12/98 Seite 1391.
vy 73 de Denny OE1DEA
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Also der Fragesteller verlangt aus seiner Schaltung recht viel herauszulesen! Woher soll ich wissen, welche Induktivität eine Spule mit 7 Windungen hat? Nur die Parallelkapazität zur Spule ist eindeutig. Was die 45 MHz bedeuten sollen, habe ich bei der recht klein gehaltenen Schaltung zunächst nicht verstanden, sri.
Zum anderen habe ich noch nie erlebt, daß ein Oszillator schwingt, wenn zwischen Basis und Kollektor ein niederohmiges Schaltelement in Serienschaltung liegt! Auch die grundlegende Oszillatorschaltung mit einem Schwingkreis zwischen Gitter und Anode einer Röhre, der Hartley-Oszillator, ist ein Parallelresonanzelement! Darum bin ich nach wie vor der Meinung, daß der Quarz in dieser Schaltung auf seiner Parallelresonanz schwingt.
Im Grunde ist es bei dieser Oszillatorschaltung doch so, daß die Resonanz des Kollektorkreises die Größenordnung der erzeugten Oszillatorfrequenz bestimmt, also ob vom Quarz der Grundton oder ein Oberton genutzt werden soll. Denn der Kollektorkreis braucht in dieser Schaltung einen hochohmigen Arbeitswiderstand und hat ihn auch. Die genaue Frequenzlage bestimmt dann der Quarz. Ein Quarz kann also in dieser Schaltung sowohl auf seiner Grundfrequenz als auch auf einem Oberton erregt werden. Und selbst wenn der Quarz als Obertonquarz in Serienresonanz spezifiziert sein sollte, so wird er in dieser Schaltung in Parallelresonanz schwingen und daher eine etwas andere als die spezifizierte Frequenz erzeugen, einfach weil die Strecke zwischen Basis und Kollektor hier ebenfalls hochohmig sein muß, und das kann der Quarz nur in Parallelresonanz. Soll der Quarz in Serienresonanz arbeiten, muß er zwischen einer niederohmigen Quelle und einem niederohmigen Verstärkereingang geschaltet sein, also wie schon von OE1DEA beschrieben z. B. zwischen den Emittern zweier Transistoren.
Demnach müßte man also genau genommen einen Obertonquarz für eine ganz bestimmte Oszillatorschaltung spezifizieren, damit das Problem mit der genau spezifizierten Frequenz, das ich hier angeschnitten habe, nicht auftreten kann.
Oder?
Was die Verdopplerstufe betrifft, so würde ich dessen Kollektorkreis gleich mit einem Parallelkreis auf die verdreifachte Frequenz abstimmen (sollte die Stufe dann schwingen, wären kleine Widerstande in Reihe zu Basis und/oder Kollektor eine Abhilfe). Denn beim Verdreifachen entstehen ja auch durch das Verzerren des Kollektorstromes ein tieferer und weitere höherfrequente Frequenzanteile, und die sollte man gleich am Ausgang des Transistors so klein wie möglich halten. Für die Arbeitspunkteinstellung des Verdopplers würde ich einen einfachen Widerstand verwenden und seinen Wert auf maximale Ausgangsspannung optimieren, da er vom Maß der Ansteuerung abhängt.
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sorry,
dann lag ich falsch. Signal an Kollektor und Basis sind in Gegenphase, also muss die Impedanz dazwischen hochohmig sein. Ha-Jo hat recht. Ha-Jo, Du bist doch sicher morgen auch in München, dann sehen wir uns evtl.
73, Uli, DK4SX
"Das Denken gehört zu den größten Vergnügungen der menschlichen Rasse." Bert Brecht - "Das Bleibenlassen zu den am wenigsten anstrengenden". DK4SX
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Hallo Denny,
Genau darum geht es mir doch, ich muss die Quarze herstellen lassen und der Hersteller benötigt weitere Informationen von mir.
Senderquarz = 72,777MHz (rechte Schaltung)
Empfängerquarz = 44,950 MHz (linke Schaltung)zumindest den Quarz für 44,950 MHz bekommst Du auch hier. Für den anderen könntest Du vielleicht auch ein Exemplar nehmen, das nicht gerade auf der x-ten Oberwelle schwingt, sondern auf einer anderen, die dann die 72,777 MHz ergibt.
73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!
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Lbr Uli,
es freut mich natürlich, daß Du meinen Einwand und die Begründung zum Quarzthema akzeptiert hast. Das ist ja auch ein kniffliges Thema.
Zur Amateurfunktagung in München muß ich dir leider sagen, daß ich NICHT dabei sein werde, schon seit Jahren nicht mehr! Grund: Ich bin seit längerem schwerhörig und scheue trotz Hörgerät größere Menschenansammlungen (auch Fonie-QSOs). Aus diesem Grunde mußte ich auch meine Mitarbeit im Stab Normen des DARC und dessen Leitung aufgeben; es ging einfach nicht mehr. CW dagegen ist kein Problem, eine selektive Betriebsart, deren Lautstärke ich am RX im Griff habe. Mittlerweile bin ich auch 80 Jahre alt geworden. Ansonsten aber geht es mir körperlich gut.
OK?
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Hallo Denny,
Genau darum geht es mir doch, ich muss die Quarze herstellen lassen und der Hersteller benötigt weitere Informationen von mir.
Senderquarz = 72,777MHz (rechte Schaltung)
Empfängerquarz = 44,950 MHz (linke Schaltung)für den 44,950-MHz-Quarz habe ich ja schon eine Quelle in diesem Posting genannt. Beim anderen Quarz lohnt es sich, einmal nicht nach dem genauen Wert Ausschau zu halten, denn es wird ohnehin ein Oberton-Quarz sein. Ich habe mal einen Screenshot und eine komprimierte XLS-Datei angehängt, die das Suchgebiet zeigen.
Ist zum Beispiel ein Quarz für 43,6662 MHz verfügbar, so wird er wahrscheinlich auf der 3. Oberwelle (linke Spalte) erregt. Die Grundschwingung ist demnach 14,5554 MHz (von 43,6662 MHz nach oben wandern). So ein Quarz ließe sich zur Erzeugung der 72,777 MHz nutzen, wenn Du ihn auf der 5. Oberwelle (oberste Zeile) erregst.
Das war nur ein Beispiel. Drucke Dir einfach die Tabelle aus und schlendere über den nächsten Flohmarkt. Da wirst Du bestimmt fündig.
Die Tabelle lässt sich auch zum "Aufspüren" anderer Quarze verwenden, wenn man den in die Zelle gaaaaaanz oben links den anvisierten Wert tippt.
73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!
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Hallo zusammen,
vielen Dank für die vielen Antworten, welche meine Vermutung bestätigt haben.
Nun bleibt noch offen, wieso der Hersteller (Quarztechnik Daun GmbH) für die Quarze nach Zusendung des Schaltplans von einer Serienresonanz ausgeht? Oder ist es egal? Siehe Quarzkochbuch:"Die Quarzhersteller gleichen Quarze mit Lastkapazität durch Verwendung einer
Serienkapazität ab. Zur Erstellung einer Quarzspezifikation ist es daher gleichgültig,
ob der Oszillator in "Parallelresonanz" oder "Serienresonanz" arbeitet. Es genügt die
Angabe, ob der Quarz bei seiner Serienresonanz oder bei einer Lastresonanz (d.h.
mit einer Lastkapazität) arbeitet."Ja, wenn ich mein Eigenbauprojekt rein kommerziell betrachte wäre ein Kauf günstiger. Aber ist dies nicht heute fast immer so beim Eigenbau…?
vy 73 de Denny OE1DEA
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Hallo Denny,
Zitat von OE1DEA
Nun bleibt noch offen, wieso der Hersteller (Quarztechnik Daun GmbH) für die Quarze nach Zusendung des Schaltplans von einer Serienresonanz ausgeht? Oder ist es egal?Die angegebenen Oszillatorschaltungen (Pierce) sind für Obertonquarze gedacht, du benötigst daher Quarze auf dem 3. OT, bei welchen eine Serienresonanz zu spezifizieren ist. D.h. aber nicht, dass der Quarz in der gezeigten Beschaltung auch genau auf dieser Frequenz schwingen wird. Die Frequenz wird leicht darüber liegen, nämlich dort wo der Quarz wie eine Induktivität hoher Güte wirkt.
Der Kollektorschwingkreis wird nicht direkt für die Endfrequenz dimensioniert (hier anscheinend der Fall), dessen Resonanz liegt darunter, damit dieser für die zu unterdrückende Grundwelle wie eine Induktivität und für den gewünschten X-ten Oberton wie eine Kapazität wirkt, welche zusammen mit der Kapazität an der Transistorbasis als Quarzlast zu verstehen ist und wechselspannungsmäßig in Reihe zu diesem liegt.
Bevor du überhaupt einen kundenspezifischen Schwinger bestellst, könntest du z. B. einen schon vorhandenen Kanalquarz oder z.B. einen aus dem Angebot des FA ausprobieren. Damit ließe sich abschätzen wie sehr die Schwingfrequenz tatsächlich vom aufgedruckten Wert abweicht. Für die Betriebsart FM sollte diese Frequenzungenauigkeit aber kein großes Thema sein. -
Lbr Denny,
zu dieser ganzen Thematik der Quarztechnologie und auch dem Begriff der Lastkapazität habe ich im Inernet einen langen Artikel gefunden unter
www.axtal.com/data/buch/kap2.pdf
Das Ganze liest sich nicht einfach. Die wichtigen Ausführungen findet man erst im Kapitel 2.14.3 Der Schwingquarz mit Lastkapazität.
Auch ich muss mich da erst einlesen.
Viel Erfolg!
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