Grundsätzliches über Oscillatoren

Oscillatoren sind elektronische LC-Schaltungen, die dauerhaft eine elektrische Schwingung erzeugen. Sie sollen konstant in ihrer Frequenz sein und, um Oberwellen zu vermeiden, eine möglichst ideale sinusförmige Spannung erzeugen.

Es gibt 2 typische Oscillatorarten

1. den Colpittsoscillator
2. den Hartleyoscillator


Der Meißneroscillator entspricht dem Hartleyoscillator. Er verwendet 2 getrennte Wicklungen, statt einer angezapften Wicklung.
Sogenannte ECO- und Clapp-Schaltungen sind nur Schaltungsvarianten der Oscillatorgrundschaltungen.
Sie sind keine eigenständigen Oscillatoren.
Ein Colpittsoscillator mit einem zusätzlichen Abstimmkondensator in Serien zur Induktivität ist eine Clapp-Schaltung.
Eine ECO-Schaltung ist immer ein Oscillator mit einer Röhre in Schirmgitter-Basis-Schaltung,

Oscillatoren bestehen aus einem Verstärker, ( kann ein Transistor, ein Feldeffekttransistor, ein Operationsverstärker, ein Verstärker-IC oder auch eine Röhre sein ), einem frequenzbestimmenden LC-Schwingkreis und einem Netzwerk zur Rückführung des Ausgangssignals, angepasst nach Größe und Phasenlage, an den Eingang.

Von einem Oscillator fordert man eine konstante Frequenz und eine konstante Amplitude, auch wenn er variabel ist.

Transistoren können grundsätzlich in drei Grundschaltungen betrieben werden.

1. Die Emitterschaltung
Der Eingang ist die mittelohmige Basis und der Ausgang ist der hochohmige Kollektor. Ihr Vorteil ist die große Leistung.

2. Die Basisschaltung.
Der Eingang ist der niederohmige Emitter und der Ausgang ist der hochohmige Kollektor. Ihr Vorteil liegt in der hohen Frequenz.

3. Die Kollektorschaltung.
Der Eingang ist die hochohmige Basis und der Ausgang ist der niederohmige Emitter. Ihr Vorteil ist der belastbare Ausgang am Emitter

Beim Entwurf einer Oscillatorschaltung ist vorrangig auf die Anpassung des Verstärkers (Transistor) an den Parallelschwingkreis (oder Quarz) zu beachten. Ein niederohmiger Transistorausgang an einem Parallelschwingkreis schließt jede Oscillatorfunktion aus.

Merke : Die meisten gebauten Verstärker schwingen auf Anhieb, dagegen sind Oscillatoren nicht zu bewegen ihre Funktion aufzunehmen.

Für eine einwandfreie Funktion müssen 2 Bedingungen erfüllt sein.

1. Das Produkt aus Spannungsverstärkung und Rückkoppelfaktor muß größer 1 sein. ( Formel : k * Vu =>1 )
2. Das rückgekoppelte Signal muß phasengleich zum Eingang zurückgeführt werden.

Bedingungen an einen guten Oscillator:

1. Kein Einfluß von Betriebsspannungsschwankungen auf die Frequenzkonstanz und Amplitude.
2. Kein Einfluß von Temperaturschwankungen auf Frequenzkonstanz und Amplitude
3. Kein Einfluß durch Signalauskopplung auf Frequenzkonstanz und Amplitude.
4. Kein Einfluß durch mechanische Erschütterungen auf Frequenzkonstanz und Amplitude.
5. Keine Oberwellen oder Nebenwellen und kein Rauschen.
Diese Forderungen können nur bedingt und mit größerem Aufwand erfüllt werden.

Für einen Oscillator, der alle Bedingungen erfüllen soll, gelten folgende Regeln:

1. Betreibe einen Oscillator mit möglichst geringer Leistung.
2. Wähle die Rückkopplung so gering wie möglich
3. Entnimm möglichst wenig Leistung.
4. Verwende nur temperaturstabile Bauteile, Kondensatoren mit geeignetem Dielektrikum und ein stabiles und HF-dichtes Gehäuse.


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