Jag har länge experimenterat för att få till en oscillatorer som täcker vanliga FM bandet
88-110 MHz. Syftet är att använda den som lokaloscillator i mottagare.
Problemet jag har är mest att få den stabil så att den täcker hela området och inte kollapsar när man vrider på konensatorn. Vanligast har varit den där klassiska varianten med återkoppling mellan kollektor-emiter men även hartley och colpits har jag försökt mig på.
De funkar visserligen men jag har aldrig varit riktigt nöjd med stabiliteten.
Nu fick jag se att det finns något som kallas ringoscillator. En typ som jag underligt nog har missat tidigare. Principen är enkel nog. Ett udda antal inverterare i serie med återkoppling från den sista till den första.
Det som förvånade mig storligen är att man påstår att det går att komma upp i frekvenser på 100 GHz. Det kräver ju otrolligt snabba kretsar. Även om det bara skulle handla om 100MHz så är det tre inverterare som skall passeras så att säga. Det skulle handla om högst 3ns per krets om jag har fattat rätt.
Jag har letat efter färdiga konstruktioner för att se vilka komponenter man använder men de verkar vara väldigt försiktiga med att lämna ut det. Kanske inverterarna är integrerade i en enda krets för att uppnå dessa hastigheter. Så är det nog.
Jag kopplade upp en schmidttrigger 4584 som ringoscillator och den gav ca 3 mhz.
Jag simulerade även en liknande anordning med 3 stycken bc547 som inverterare i LT spice och det gav 5 Mhz.
Är det någon som har erfarenhet av detta och kan tipsa om hur det går till eller kanske en vanlig oscillator som är stabil och bra.
Ringoscillator
Re: Ringoscillator
Ringocillatorer än något som halvledartillverkare kan använda för
att karaktärisera sina material och processer.
Tänkbart att man numera kommer upp mot 100 GHz.
Vill man bygga en stabil lokaloscillator till en mottagare så är det antaglingen ingen bra lösning.
Oscillatorer byggda av digitala komponenter ger alltid fasbrus.
En ringoscillator kan vara aningen bättre än en RC-oscillator med komparator, men inte tillräckligt bra som lokaloscillator till en radio.
Bättre med en LC-oscillator och en linjär lågbrusig komponent som en transistor.
Bäst är att stabilisera den med en kvartskristall.
att karaktärisera sina material och processer.
Tänkbart att man numera kommer upp mot 100 GHz.
Vill man bygga en stabil lokaloscillator till en mottagare så är det antaglingen ingen bra lösning.
Oscillatorer byggda av digitala komponenter ger alltid fasbrus.
En ringoscillator kan vara aningen bättre än en RC-oscillator med komparator, men inte tillräckligt bra som lokaloscillator till en radio.
Bättre med en LC-oscillator och en linjär lågbrusig komponent som en transistor.
Bäst är att stabilisera den med en kvartskristall.
Re: Ringoscillator
MC1648 kan du låna idéer ifrån för att få till en sådan oscillator du vill ha.
Vet inte om den tillverkas längre men tror inte det.
Du behöver inte alla komponenter i den IC:n för att bygga en diskret.
Den finns med i Educational-biblioteket i LTSpice + databladet så klart.
Lite osäker på om du menar att amplituden eller frekvensen är ostabil?
När du nämnde ringoscillator tänkte jag på fasskiftoscillator. De fungerar fint vid audiofrekvenser
och ger bra sinus.
Vet inte om den tillverkas längre men tror inte det.
Du behöver inte alla komponenter i den IC:n för att bygga en diskret.
Den finns med i Educational-biblioteket i LTSpice + databladet så klart.
Lite osäker på om du menar att amplituden eller frekvensen är ostabil?
När du nämnde ringoscillator tänkte jag på fasskiftoscillator. De fungerar fint vid audiofrekvenser
och ger bra sinus.
Re: Ringoscillator
Vad jag menar med stabil är att den skall klarar hela frekvensspannet utan att kollapsa.
Jag har små krav på frekvenstabilitet i övrigt.
Det vore bra om amplituden är så hög att att den kan driva någon slags prescaler för
framtida experiment med pll och så.
MC1648 verkar vara precis vad jag behöver om jag kan få tag i en.
Jag har små krav på frekvenstabilitet i övrigt.
Det vore bra om amplituden är så hög att att den kan driva någon slags prescaler för
framtida experiment med pll och så.
MC1648 verkar vara precis vad jag behöver om jag kan få tag i en.
Re: Ringoscillator
Bara för att en oscillator inte klarar det tänkta frekvensspannet är den inte ostabil.
Det är ju en konstruktionsfråga.
NE612 ska väl fungera bra annars eller en diskret historia också,
Det är ju en konstruktionsfråga.
NE612 ska väl fungera bra annars eller en diskret historia också,
Re: Ringoscillator
Att skapa R och C i tunnfilm kostar yta. Yta är DYR när man tillverkar chips.
Därför blev ringoscillatorn uppfunnit, då kunde man skapa en oscillator med en (mycket) ungefär rätt frekvens till vad man vill ha på en mycket mindre yta = ekonomisk val.
Därför blev ringoscillatorn uppfunnit, då kunde man skapa en oscillator med en (mycket) ungefär rätt frekvens till vad man vill ha på en mycket mindre yta = ekonomisk val.
Re: Ringoscillator
Jag kanske använde fel ord när jag skrev ostabil.
Jag menade inte att oscillatorn skulle vara frekvensinstabil utan
att den bara vill oscillera under ett smalt frekvensområde.
Jag vet inte vad man kan göra för att få den mera okritisk.
Det handla ju om rätt dimensionering av komponenterna naturligtvis.
Jag menade inte att oscillatorn skulle vara frekvensinstabil utan
att den bara vill oscillera under ett smalt frekvensområde.
Jag vet inte vad man kan göra för att få den mera okritisk.
Det handla ju om rätt dimensionering av komponenterna naturligtvis.
-
Bjaellerud
- Inlägg: 1589
- Blev medlem: 28 februari 2016, 16:01:33
Re: Ringoscillator
En sådan osc sitter ju, eller satt i miljoner transistorradio, genom tiderna.
En transistor en vridkonding och den funkar lätt över tio tjugo MHz utan att "kollapsa"
Stabiliteten duger för att lyssna på WFM dvs inom några hundra kHz per några timmars drift.
Numera har en tranistorradio en PLL, även den med en sådan osch men inte vridkondensator utan kapacistansdiod och PLL.
För att hitta en koppling sök bra på FM transmitter och du hittar sk sponsändare med en transistor som täcker FM bandet lätt i ett svep med en trimkondensator.
Nätet är fullt av sådana kretslösningar.
Roysan
En transistor en vridkonding och den funkar lätt över tio tjugo MHz utan att "kollapsa"
Stabiliteten duger för att lyssna på WFM dvs inom några hundra kHz per några timmars drift.
Numera har en tranistorradio en PLL, även den med en sådan osch men inte vridkondensator utan kapacistansdiod och PLL.
För att hitta en koppling sök bra på FM transmitter och du hittar sk sponsändare med en transistor som täcker FM bandet lätt i ett svep med en trimkondensator.
Nätet är fullt av sådana kretslösningar.
Roysan
Re: Ringoscillator
Jo, jag vet. Det är sådana som jag kallar för klassisk modell. Jag gjorde min första
redan på 60-talet även om jag då inte riktigt begrep hur det funkade.
Typen har ju lc parallellkrets på kollektorn, basen ac-kopplad till jord och vcc med kondensatorer och återkoppling mellan emitter-kollektor.
På den tiden fanns det germaniumtransistorer , OCxxx, som gav en kraftfull signal och
som du säger, täckte frekvensområdet utan problem.
Kanske är det transistortypen som är problemet?
Jag brukar använda bc147 men även bf199 som ju har lite högre frekvens.
Med bf199 kan det uppstå ett annat problem. Nya högre frekvenser dyker upp och försvinner
när man vrider på kondensatorn. Det är ganska mystiskt alltihop.
redan på 60-talet även om jag då inte riktigt begrep hur det funkade.
Typen har ju lc parallellkrets på kollektorn, basen ac-kopplad till jord och vcc med kondensatorer och återkoppling mellan emitter-kollektor.
På den tiden fanns det germaniumtransistorer , OCxxx, som gav en kraftfull signal och
som du säger, täckte frekvensområdet utan problem.
Kanske är det transistortypen som är problemet?
Jag brukar använda bc147 men även bf199 som ju har lite högre frekvens.
Med bf199 kan det uppstå ett annat problem. Nya högre frekvenser dyker upp och försvinner
när man vrider på kondensatorn. Det är ganska mystiskt alltihop.
Re: Ringoscillator
Fas och amplitudvillkor är det som ska vara uppfyllt för en pålitlig oscillator, det är basic kunskap.
Om man tar fasskiftoscillatorn nedan och frilägger återkopplingsnätet, R16 motsvarar R7 som ju är GE-stegets utresistans = spänningskällans inre resistans
C11 motsvarar C4 och sedan bort till GE-stegets inresistans som är ungefär 150k//68k,
och sedan gör ett frekvenssvep med 1V som insignal och kollar var fasförskjutningen är 180 grader så får man
där även amplituden. Eftersom GE-steget fasförskjuter 180 grader så är fasvillkoret uppfyllt.
Sedan dämpar nätet från 1V ner till 25mV => 40ggr. GE-stegets förstärkning är ungefär R7/R9 som man får labba med
lite granna. Principen är densamma för LC-oscillatorer också.
Går att ta det ett steg till. Kolla om utsignalen ifrån förstärkaren har samma fas och amplitud som det den matas med.
Om man tar fasskiftoscillatorn nedan och frilägger återkopplingsnätet, R16 motsvarar R7 som ju är GE-stegets utresistans = spänningskällans inre resistans
C11 motsvarar C4 och sedan bort till GE-stegets inresistans som är ungefär 150k//68k,
och sedan gör ett frekvenssvep med 1V som insignal och kollar var fasförskjutningen är 180 grader så får man
där även amplituden. Eftersom GE-steget fasförskjuter 180 grader så är fasvillkoret uppfyllt.
Sedan dämpar nätet från 1V ner till 25mV => 40ggr. GE-stegets förstärkning är ungefär R7/R9 som man får labba med
lite granna. Principen är densamma för LC-oscillatorer också.
Går att ta det ett steg till. Kolla om utsignalen ifrån förstärkaren har samma fas och amplitud som det den matas med.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Ringoscillator
Ja, som du skriver. Vilkoren för en oscillator är grundläggande kunskaper.
0 graders fasförskjutning och förstärkning större än ett för återkopplingssignalen.
Men det är ofta skillnad på teori och praktik.
Om man simulerar en sådan krets i Spice så funkar den i regel alldeles utmärkt.
Allt är frid o fröjd.
Men i praktiken finns det alltid en massa okända parametrar som sätter käppar i hjulen
vid dessa frekvenser.
Det kan ha med utformning av mönsterkort, tillverkning av induktanser, jordplan,
sladdar och mätprobar och diverse strökapacitancer som man inte har kontroll på.
0 graders fasförskjutning och förstärkning större än ett för återkopplingssignalen.
Men det är ofta skillnad på teori och praktik.
Om man simulerar en sådan krets i Spice så funkar den i regel alldeles utmärkt.
Allt är frid o fröjd.
Men i praktiken finns det alltid en massa okända parametrar som sätter käppar i hjulen
vid dessa frekvenser.
Det kan ha med utformning av mönsterkort, tillverkning av induktanser, jordplan,
sladdar och mätprobar och diverse strökapacitancer som man inte har kontroll på.
Re: Ringoscillator
Jo givetvis.
Men börja med att bygg en förstärkare på ett prototypkort med jordplan och kopparbanor som i den slutliga produkten.
Bryt upp återkopplingen applicera en signal och trimma komponentvärden till villkoren är uppfyllda och slut sedan återkopplingen.
Då är du ganska nära en fungerande oscillator. Du har då liksom inkluderat käpparna i konstruktionen.
Men börja med att bygg en förstärkare på ett prototypkort med jordplan och kopparbanor som i den slutliga produkten.
Bryt upp återkopplingen applicera en signal och trimma komponentvärden till villkoren är uppfyllda och slut sedan återkopplingen.
Då är du ganska nära en fungerande oscillator. Du har då liksom inkluderat käpparna i konstruktionen.
Re: Ringoscillator
Här är ett exempel på ett bygge med fungerande oscillator för ditt ändamål.
Nu baseras den på MC1648 och det förenklar. Den har inbyggd AGC till exempel.
https://www.nutsvolts.com/magazine/arti ... e2014_Reed
Nu baseras den på MC1648 och det förenklar. Den har inbyggd AGC till exempel.
https://www.nutsvolts.com/magazine/arti ... e2014_Reed
Re: Ringoscillator
Testade med ett pi-filter i återkopplingen.
Först testade jag fas och amplitudvillkor och trimmade C1 och C4 och förstärkningen med R7/R4/C3-kombinationen.
Även om det inte fungerar direkt i en praktisk koppling så är en fungerande oscillator inte långt borta.
Variera exempelvis C6 och C7 +/- 10pF och den snurrar mellan 80MHz och 120MHz.
Det är fördelaktigt att använda RF-trissa typ 2N5770 eller något liknande.
Först testade jag fas och amplitudvillkor och trimmade C1 och C4 och förstärkningen med R7/R4/C3-kombinationen.
Även om det inte fungerar direkt i en praktisk koppling så är en fungerande oscillator inte långt borta.
Variera exempelvis C6 och C7 +/- 10pF och den snurrar mellan 80MHz och 120MHz.
Det är fördelaktigt att använda RF-trissa typ 2N5770 eller något liknande.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
-
alexanderson
- Inlägg: 982
- Blev medlem: 18 januari 2017, 14:59:43
