Svenska ElektronikForumet

Tänker bygga en MV-Oscillator att ha på labbänken.

Testar en variant av Colpitts där jag har en spole lindad på ett
rör och sedan justerar induktansen med en ferritstav.

150 varv med 0.3mm diameter 12mm ger 50uH till 880uH som i sin
tur med 2st 150pF ger mellan 700kHz upp till 2000kHz. Har den på
labbdäcket så det blir säkert lite annorlunda med ett bra kort.
Enda nackdelen är att amplituden varierar men inte så väldigt
mycket, mellan 9.5V och 14V topp. Väldigt fin sinus blir det men det
vore bra att få till något som ger konstantare amplitud. Tänker mig att
montera ferritstaven på en skruv så jag kan skruva in den eller eventuellt
ha någon typ av anordning med lina. Hur som helst kan det vara en användbar
pryl att ha.

Har testat den här AGC-kretsen med lite varierande komponentvärden i LT-Spice
och lyckas få ner en variation på 9V till 14V till en variation på 2.4V till 2.8V.
Nu fungerar det inte med så höga frekvenser med TL072 men med en LF356 så
kanske det kan fungera bättre. Schemat ser misstänk likt ut något som varit
publicerat i Elektor.



http://electroschematics.com/2132/autom ... n-control/

Har labbat mer med oscillator i LT-Spice och
testar vad resultatet kan tänkas bli med en AGC
inkopplad.

Med 50uH fås en insignal till AGC på 13.03V och med
850uH en insignal på 7.78V. Detta ger en spänningsvariation på 1.675%.

Utsignalen från AGC varierar mellan 2.86V och 2.48V och det ger
en variation på 1.153%.

Alltså en klar förbättring. Av runt U3 är satt till 1 och här har jag alltså
möjlighet att fixa till en volympotentiometer.

Det här vore förstås kalas att koppla upp praktiskt och trimma in.

Jag försöker hitta ett sätt att få konstant utamplitud över hela frekvensområdet
och har labbat med en parallell-likriktare samt lagt en styrspänning till basen.

Har bläddrar i ARRL plus en del annan litteratur och hämtat idéer.

Om Us ökar så drar det ner förstärkningen och med lämpligt valda komponenter
så går det få till en konstant amplitud. Jag tog upp en kurva på vilken Us som krävs
vid olika frekvens för att amplituden ska hålla sig konstant. Lekte med lite nya funktioner
i MathCad för att interpolera mellan mina mätpunkter. Linjär interpolering blir bäst i det här fallet.

Ja nu gäller det bara att få till en elektronisk "låda" mellan AGC-spänningen och R3 så att det hela
reglerar sig självt. På något sätt ska Us styras åt rätt håll så att AGC-spänningen håller sig på konstant nivå.
Det blir väl till att koppla in några OP antar jag.

Något fel på en Funktionsgenerator som kan betydligt mycket mer?

Säkert inte.
Eventuellt om det här fungerar bra ska jag ha flera kort
så jag kan få ett bredare frekvensområde. Vore fint med en
sinus-generator från säg 500kHz upp till 30MHz. Sedan kan jag
börja labba med filter och annat HF-relaterat. Ferritstaven är inhandlad
på Kjell för många år sedan. Vet inte om de har den kvar än men den
passade perfekt i ett rör som jag tagit från en klädhängare.
Ytterdiameter 12mm i svart plast.

Nu har jag ingen spektrumanalysator men det vore kul att fått data
på sinusens kvalité i den här kopplingen. På oscilloskopet ser den väldigt
bra ut och ligger kanonfint centrerad runt 0-nivån. Jag får väl ta och
applicera den på något filter och se om den ser lika fin på utgången som
på ingången.

Jag har funderat lite mer på hur jag ska lösa regleringen och det borde bli något
i stil med en referensspänning som jämförs med AGC-spänningen och sedan får
en OP styra Us så allt blir rätt. Med variabel referensspänning borde det dessutom gå
att ställa utsignalens amplitud inom vissa gränser.

Läste Mega Volt Oscillator för labbänken ...

Radios med AM brukar det också stå MV på.
Och LV = LågVolt
Och KV = KiloVolt

Har testat med en OP i återkopplingen, på samma vis som en seriereglerad
spänningsregulator. Och det kommer nog krävas en liten analys av loopen
för det självsvänger lätt. Us får inte stiga för snabbt när AGC-spänningen
når upp till referensvärdet. OP:n måste reagera lagom mjukt. Det blir till
att ta fram reglerteoriböckerna misstänker jag.

MV = MellanVåg
LV = LångVåg
KV = KortVåg

Har läst på en del om sk. "systemidentifiering", alltså hur man kan göra för att
få en uppfattning om utsignalens beteende i förhållande till en insignal.
Oscillatorns överföringsfunktion. Impuls, stegsvar och frekvensanalys.

Jag har testat med frekvensanalys. En sinus med konstant insignalsamplitud
appliceras på basmotståndet plus lämplig likspänningsnivå. AGC-spänning
mäts och amplitud och fasskift antecknas. Sedan ökar man insignalens frekvens
och mäter på nytt utsignalens amplitud och fas. Vid tillräckligt hög frekvens har
utsignalen i det här fallet fallt ner till nästan noll och mätningen kan anses klar.

Det hela prickas sedan in i ett Bode-diagram och man identifierar data från
kurvan som översätts till en överföringsfunktion. Nu har man grunden att bygga vidare på
när återkopplingsnätet ska designas.

Jag tog upp frekvensgången mellan insignal och utsignal med hjälp av, i princip, uppkopplingen i schemat.
Plottade mina mätvärden i MathCad.

Amplitudkurvan blir en snygg och prydlig första ordningens överföringsfunktion med -20dB/dekad.

Första ordningens överföringsfunktion kan skrivas som K/(1+sT) där K är förstärkning och T = 1/w
w fås som den frekvens där kurvan dalat -3dB och blir 1360 rad/s

Fasvridningen fås som arctan (wT)

Det hela är en integrering då kurvan lutar negativt, uppenbart ett LP-filter.

Det enda jag inte riktigt får att stämma är fasvridningen som blir ca: 30 grader mer i verkligheten.
Kanske inte är något attt bry sig om men jag ska läsa på lite mer för att se om jag missat något.
Kanske är L1 som spökar?
Kanske någon här som har erfarenhet av sånt här?

Efter en del labbande och nya mätningar så har jag kommit fram till en lösning som ger ett hyggligt bra resultat om än inte helt perfekt.

Det hela går ut på att spänningen från likriktaren (H) jämförs med en referensspänning (REF) och bildar
en förstärkt felsignal (ERROR). Till felspänningen adderas sedan en offset-spänning (OFFSET) så att
styrsignalen (S) får rätt nivå för att oscillatorn ska ge en sinus som ger rätt utspänning från likriktaren.



Spänningen S ska vara 9.82V vid 950kHz för att oscillatorspänningen ska bli 8V topp-till-topp.
Ändrar jag nu spolkärnan åt endera hållet så sjunker signalen H som då ger upphov till en felsignal
som driver S åt rätt håll för att bibehålla amplituden hos oscillatorspänningen och H.

0.25V blir max. skillnad på topp-värdet hos oscillatorspänningen då jag sveper över hela frekvens-
bandet. Varför regleringen inte riktigt orkar med att styra S så det blir helt konstant har jag just nu inget
bra svar på. Finns det kanske tips och förslag att få här?

Annars så får jag väl anse mig ganska nöjd och cadda ett kort.
I detta utförandet blir frekvensen inställbar mellan 676kHz till 1707kHz och det vore fint att ha på labbänken.
En utgångsförstärkare får jag givetvis även addera.

Jag funderar på om det kan vara något med HF-rippel
som blandar sig i och "lurar" reglersystemet då det blir
mest avikelse i amplitud från det ideala när frekvensen
är i sina ytterområden, alltså när styrsignalen S har sina
lägsta amplituder. Mest avvikelse från idealvärdet fås vid
högsta frekvensen, ca: 0.2V för mycket och ca:0.05V för
lite vid lägsta frekvensen. Jag har konstaterat att likriktaren
inte fungerar helt idealt rakt över hela frekvensområdet, även då
jag använder större kondensatorer.

Utgången på U3 är inte heller helt isolerad från HF.

För övrigt undrar jag om någon vet om det är hyggligt bra data
på en labboscillator med avseende på amplitud-variationen?
Vad klarar en billigare kommersiell variant?

En fundering ytterligare.

Kollektorn hos Q2 ger ingen snygg sinus precis men detta räddas
av C4, L2 och C2 då det utgör ett pi-filter. Tanken slog mig att
om jag adderar ytterligare en spole och en kondensator så blir det
ett ännu vassare filter. Då skulle jag alltså ha två lindningar intill
varann på spolen. Det vore kul att testa men då skulle jag samtidigt
vilja ha en distortionsmätare för att kunna se ev. förbättring.
Har någon sett en sådan lösning tidigare och vet om det fungerar?

Testat en tänkbar buffert.

Den ger 1V topp ut och 0.5V topp vid last på 100 ohm.
Kylare behövs nog för det blir ungefär 200mW effektförlust i transistorn.

Egentligen skulle jag nog vilja ha en med 50 ohm utimpedans och jag ska ta och undersöka
fler alternativ. Klass A eller AB vore fint. Borde inte vara några större problem att konstruera
något användbart med diskreta transistorer i detta frekvensområdet. Jag tror till och med en
ordinär darlingtontrissa skulle kunna fixa biffen.