Hallo zusammen,

Dietmar-Klaus:

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Deine Schaltung ist für mich eine reine AM Schaltung . Wenn du FM machen willst, sollte sich die Trägerfrequenz im Takte der NF ändern.
Das erreichst du u.A. mit einer regelbaren Kapazität, wie z.B. einer Kapazitätsdiode im Schwingkreis.

Hallo zusammen,

noch was zu FM: Insbesondere bei Oszillatoren in Halbleitertechnik gibt es sehr schnell FM, wenn man den Oszillator moduliert. Das hat drei Hauptgründe:

1. Die Dämpfung des Schwingkreises hängt vom Strom durch den Transistor ab, und bei der exakten Schwingkreisformel ist auch der ohmsche Verlustwiderstand (also die Dämpfung oder Güte) als frequenzbestimmenden Parameter drin. Das macht zwar nicht viel aus, aber gerade bei Schwingkreisen hoher Güte ändert die Frequenz mit dem Strom zu stark.

2. Miller-Effekt: Die scheinbare Eingangskapazität an der Basis (oder Gate) hängt von der tatsächlichen Verstärkung des Transistors ab, und die wird ja durch die Modulation recht stark verändert. Eine höhere Verstärkung bedeutet dabei eine grössere Eingangskapazität. Da diese meistens Teil der Schwingkreiskapazität ist, wird dadurch die Frequenz ebenfalls verändert.

3. Jede Sperrschicht, also auch die Basis-Kollektor-Sperrschicht, bildet eine Kapazität, die stark spannungsabhängig ist (so funktioniert ja eine Kapazitätsdiode). Somit ändert bei variabler Kollektorspannung die Kapazität ebenfalls, was den Schwingkreis verstimmt.

Die Punkte 1 und 2 gelten auch für Röhrenschaltungen, wobei Punkt 2 vor allem bei Trioden auftritt, bei Pentoden wird der Miller-Effekt durch das Schirmgitter unterbunden. Dies ist ja auch das Funktionsprinzip der Reaktanz-Schaltung (variable Kapazität oder Induktivität mit einer Röhre), wobei man hier mit einem externen Kondensator zwischen Gitter und Anode nachgeholfen hat.

Somit ist klar, dass ein Schwingkreis kleiner Güte (grosses C, kleines L) weniger FM generiert, da die Kapazitätsänderungen weniger Einfluss haben und auch die Dämpfung grösser ist, so dass sie relativ gesehen weniger ändert.

Gruss HB9

Hallo Dietmar Klaus,

wie viel FM es gibt, hängt stark vom Transistor ab, ein 'richtiger' HF-Transistor (BF...) hat wesentlich kleinere Kapazitäten als ein NF-Transistor wie die viel benutzten BC548 und ähnliche, die durchaus HF-tauglich bis in den KW-Bereich sind. Dann kommt es auch auf die Schwingkreiskapazität an, je grösser diese ist, um so kleiner wird die relative Kapazitätsänderung durch den Transistor. Bei Verwendung eines AM-Drehkos beträgt die Kapazität je nach Einstellung 50..500pF, und die Kapazitätsänderung am Transistor dürfte bei einem BC548 in der Grössenordnung 10pF liegen (hängt etwas von der Schaltung ab) und bei einem echten HF-Transistor ca. 1pF oder noch weniger, je nach Transistor. Eine Kapazitätsänderung von 10pF bei 100pF Schwingkreiskapazität bedeutet 10% Kapazitätsänderung, was etwa 5% Frequenzänderung bedeutet (die Frequenz ändert mit der Wurzel aus der Kapazität), also z.B. 50kHz bei 1MHz, was mehr oder weniger unbrauchbar ist. Ändert die Kapazität aber nur 1% (also 1pF Änderung), gibt das noch ca. 5kHz Frequenzänderung, was immer noch schlecht ist, aber für breitbandige AM-Empfänger nicht mehr auffällt. Somit sollte also die wirksame Kapazitätsänderung am Schwingkreis wesentlich kleiner als 1pF sein, wenn man keine FM will.

Durch die Schaltung kann man dafür sorgen, dass die wirksame Kapazitätsänderung am Schwingkreis kleiner wird, indem z.B. der Koppelkondensator zur Basis möglichst klein gewählt wird. Ebenfalls von Vorteil ist eine Oszillatorschaltung mit Emitter-Rückkopplung (so wie die ECO-Röhrenschaltung), so dass der Kollektor auf fixem Potential ist und so der Miller-Effekt ausgeschaltet wird. Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Ankopplung an die Basis über eine Anzapfung auf der Spule erfolgt. Für wirklich gute Ergebnisse kommt man aber nicht um einen zweiten Transistor herum, so dass Oszillator und Modulator getrennt sind. So erreicht man auch eine sehr verzerrungsarme Modulation bis 100%. Statt einem zweiten Transistor kann man auch mit einem Dioden-Mischer das HF-Signal modulieren, wenn man keine Leistung braucht, dann arbeitet der Oszillator ebenfalls unter konstanten Bedingungen und die Modulation wird sehr sauber.

Gruss HB9

Hallo Dietmar Klaus,

es gibt da verschiedene Varianten. Die beste Modulationsqualität erreicht man, wenn man den 2. Transistor als HF-Verstärker einsetzt und die Kollektorspannung mit der NF moduliert (so wie bei den 'richtigen' AM-Sendern). Nachteil ist der Bedarf einer relativ hohen NF-Spannung (etwas weniger als die Betriebsspannung) und theoretisch auch Leistung, wobei hier ja keine nennenswerte HF-Leistung generiert wird, so bleibt auch die NF-Leistung gering. Ein normaler Line-Ausgang liefert aber zu wenig Spannung, eine Möglichkeit ist aber ein NF-Übertrager, aber der kostet...

Eine andere brauchbare Methode ist das Einspeisen der NF an der Basis über einen Widerstand, und das HF-Signal wird über einen kleinen Kondensator ebenfalls an der Basis eingespeist. Hier ist aber ein JFET (z.B. BF245 oder BF256) deutlich besser als ein Bipolartransistor. Der Gleichstrom-Arbeitspunkt wird auf geringste NF-Verzerrungen eingestellt. Hier wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Verstärkung des Transistors vom Kollektor- (oder Drain-) Strom abhängt. Aus Impedanz in der Kollektor- oder Drain-Leitung sollte man eine Drossel (oder Schwingkreis) statt einem Widerstand verwenden, damit die Stufe nicht als NF-Verstärker arbeitet. Ein JFET hat eine deutlich besser geeignete Kennlinie, daher ist dieser zu bevorzugen. Hier spielt auch der HF-Pegel eine gewisse Rolle, daher ist etwas Experimentieren angesagt, bis man die besten Ergebnisse hat. Mehr als 50% Modulation sollte man aber nicht fahren, aber das reicht auch völlig, gegenüber 100% verschenkt man gerade mal 6dB NF-Signal.

Gruss HB9

Hallo HB9,

endlich wieder online....und ...deswegen muss ich es verspätet einfach noch los werden,

HB9:

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Hallo zusammen,

noch was zu FM: Insbesondere bei Oszillatoren in Halbleitertechnik gibt es sehr schnell FM, wenn man den Oszillator moduliert. Das hat drei Hauptgründe:

1. Die Dämpfung des Schwingkreises hängt vom Strom durch den Transistor ab, und bei der exakten Schwingkreisformel ist auch der ohmsche Verlustwiderstand (also die Dämpfung oder Güte) als frequenzbestimmenden Parameter drin. Das macht zwar nicht viel aus, aber gerade bei Schwingkreisen hoher Güte ändert die Frequenz mit dem Strom zu stark.

2. Miller-Effekt: Die scheinbare Eingangskapazität an der Basis (oder Gate) hängt von der tatsächlichen Verstärkung des Transistors ab, und die wird ja durch die Modulation recht stark verändert. Eine höhere Verstärkung bedeutet dabei eine grössere Eingangskapazität. Da diese meistens Teil der Schwingkreiskapazität ist, wird dadurch die Frequenz ebenfalls verändert.

3. Jede Sperrschicht, also auch die Basis-Kollektor-Sperrschicht, bildet eine Kapazität, die stark spannungsabhängig ist (so funktioniert ja eine Kapazitätsdiode). Somit ändert bei variabler Kollektorspannung die Kapazität ebenfalls, was den Schwingkreis verstimmt.

Die Punkte 1 und 2 gelten auch für Röhrenschaltungen, wobei Punkt 2 vor allem bei Trioden auftritt, bei Pentoden wird der Miller-Effekt durch das Schirmgitter unterbunden. Dies ist ja auch das Funktionsprinzip der Reaktanz-Schaltung (variable Kapazität oder Induktivität mit einer Röhre), wobei man hier mit einem externen Kondensator zwischen Gitter und Anode nachgeholfen hat.

Somit ist klar, dass ein Schwingkreis kleiner Güte (grosses C, kleines L) weniger FM generiert, da die Kapazitätsänderungen weniger Einfluss haben und auch die Dämpfung grösser ist, so dass sie relativ gesehen weniger ändert.

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 21.10.16 23:52