Welche drei Oszillatorschaltungen werden in Amateurfunkgeräten verwendet?

Wenn Sie in die faszinierende Welt des Amateurfunks eintauchen, ist das Verständnis der Oszillatorschaltungen so, als würden Sie einen Geheimcode entschlüsseln. Diese winzigen, aber leistungsstarken Komponenten spielen eine entscheidende Rolle dabei, sicherzustellen, dass Ihre Signale über die Funkwellen übertragen werden. Lassen Sie uns das Geheimnis der drei wichtigen Oszillatorschaltungen lüften, die die unbesungenen Helden Ihres Radio-Setups sind.

Was genau ist ein Oszillator?

Es handelt sich um ein mechanisches oder elektronisches Gerät, das nach dem Oszillationsprinzip arbeitet – einem periodischen Wechsel zwischen zwei Zuständen, der durch Energieänderungen angetrieben wird. Diese Schwingungen finden Anwendung in verschiedenen Geräten wie Radios, Uhren und Metalldetektoren.

Im Wesentlichen wandelt der Oszillator Gleichstrom (DC) von einer Stromversorgung in Wechselstrom (AC) um, der häufig in elektronischen Geräten verwendet wird. Die verwendeten Signale haben typischerweise die Form einer Sinuswelle oder einer Rechteckwelle. Paradebeispiele für Oszillatoren in Aktion sind die Signale, die von Fernseh- und Radiosendern übertragen werden, sowie die Uhren in Computern und Videospielen.

Arten von Oszillatoren

Colpitts-Oszillator

Der Colpitts-Oszillator, der 1918 vom amerikanischen Ingenieur Edwin H. Colpitts erfunden wurde, kombiniert in seinem Design Induktivitäten und Kondensatoren. Die Rückmeldung für die aktiven Geräte erfolgt über den Spannungsteiler, der aus zwei über die Induktivität in Reihe geschalteten Kondensatoren besteht.

Colpitts-Schaltkreise verwenden Verstärkungsgeräte wie Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren, Operationsverstärker und Vakuumröhren. Der Ausgang ist mit einem Eingang in einer Rückkopplungsschleife verbunden und bildet einen parallel abgestimmten Schaltkreis, der als Bandpassfilter fungiert und die Frequenz des Oszillators bestimmt. Dieser Oszillator ist ein elektrisches Gegenstück zum Hartley-Oszillator, da das Rückkopplungssignal vom induktiven Spannungsteiler mit zwei in Reihe geschalteten Spulen übernommen wird.

Der Schaltplan für die Colpitts-Schaltung mit gemeinsamer Basis zeigt die Induktivität L und die beiden Kondensatoren C1 und C2 in Reihe mit dem Parallelresonanzkreis, wodurch die Frequenz des Oszillators bestimmt wird. Die Spannung am C2-Anschluss wird an den Basis-Emitter-Übergang des Transistors angelegt, um Rückkopplungsschwingungen zu erzeugen.

Zu den Anwendungen von Colpitts-Oszillatoren gehört die Erzeugung sinusförmiger Ausgangssignale mit sehr hohen Frequenzen. Seine Vielseitigkeit zeigt sich im Einsatz in der Funk- und Mobilkommunikation sowie in verschiedenen kommerziellen Anwendungen.

Hartley-Oszillator

Der Hartley-Oszillator ist eine elektronische Schaltung, die Schwingungen erzeugt, deren Frequenz durch einen abgestimmten Schaltkreis aus einem Kondensator und einer Induktivität bestimmt wird, was ihn zu einem LC-Oszillator macht. Im Jahr 1915 erfand der amerikanische Ingenieur Ralph Hartley diesen Oszillator. Das einzigartige Merkmal der Hartley-Schaltung ist ihr abgestimmter Schaltkreis, der einen einzelnen Kondensator parallel mit zwei in Reihe geschalteten Induktivitäten umfasst. Die Oszillation wird durch die Entnahme des Rückkopplungssignals vom Mittelanschluss dieser beiden Induktoren erreicht. Für ein tieferes Verständnis der Hartley-Oszillatorschaltung und ihrer Funktionsweise können Sie auf den bereitgestellten Link verweisen.

Ähnlich wie der Colpitts-Oszillator verwendet der Hartley-Oszillator ein Paar Anzapfspulen anstelle von zwei Anzapfkondensatoren. In dieser Schaltung entsteht die Ausgangsspannung über der Induktivität L1, während die Rückkopplungsspannungen über der Induktivität L2 liegen. Das Rückkopplungsnetzwerk wird mathematisch ausgedrückt als XL2 / XL1 = L2 / L1.

Zu den Anwendungen des Hartley-Oszillators gehört die Erzeugung eines gewünschten Frequenzbereichs, insbesondere im Hochfrequenzbereich um 30 MHz. Dieser Oszillator findet aufgrund seines breiten Frequenzbereichs Verwendung in Radioempfängern.

Kristalloszillator

In der Welt des Amateurfunks kommt es auf Präzision an. Hier rückt der Quarzoszillator ins Rampenlicht. Wie ein akribischer Dirigent hält er Ihre Signale im perfekten Rhythmus. Durch die Nutzung der Schwingungseigenschaften eines Kristalls bietet diese Schaltung ein Maß an Genauigkeit, das für Aufgaben wie die Frequenzsynthese von entscheidender Bedeutung ist. Es ist der Maestro, der dafür sorgt, dass Ihr Radioorchester im Einklang bleibt.

Fazit

Wenn wir unsere Erkundung dieser Oszillatorschaltungen abschließen, denken Sie an sie als die unbesungenen Helden in Ihrem Amateurfunk-Setup. Die Colpitts-, Hartley- und Crystal-Oszillatoren arbeiten harmonisch zusammen und verwandeln Ihr Radioerlebnis in eine Symphonie der Konnektivität. Wenn Sie das nächste Mal einschalten, denken Sie an die Magie, die sich hinter den Kulissen abspielt und von diesen winzigen, aber leistungsstarken Schaltkreisen orchestriert wird.