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28/02/2014 #1


Consideraciones de diseño para oscilador Colpitts
Buen dia a tod@s, antes de abrir este post, revise algunos anteriores realacionados al tema, sin embargo no hay respuesta a lo que busco, espero con este post conseguir ayuda a mi solicitud.

Estoy tratando de hacer un oscilador colpitts, sin embargo no he tenido muy buenos resultados, y la ayuda por internet es muy incompleta, pues, solo se limitan a decir que la frecuencia=1/2*pi*sqrt(LC) y que hfe=C2/C1, quiza sea lo unico que se necesita..., probando diferentes configuraciones la mas estable en frecuencia y amplitud ha sido con cristal (no es lo que busco), pero cuando quiero usar bobina y capacitor vienen problemas, por ejemplo: amplitud, distorcion en la onda senoidal, etc.

Mi pregunta es, que consideracion(es) hay que seguir para el diseño del amplificador, desde por ejemplo eleccion del bjt/fet, criterios de polarizacion, los criterios de calculo de la bobina (no se si afecte el factor de calidad Q), calculo de los capacitores, etc.

He probado una configuracion que vi en el siguiente video http://www.youtube.com/watch?v=5QSoFQs78vA que me ha funcionado con una bobina variable en el rango de los 15 - 30 MHZ, buena amplitud pero no estable, hay mucha distorcion armonica, esto con una bobina variable usando una barra de ferrita.

Sin mas les agradezco de antemano su ayuda, espero recibir ayuda mas detallada de la que normalmente encuentras en post con el mismo tema.

Gracias.

Saludos. ...
28/02/2014 #2

Avatar de cosmefulanito04

Con el criterio de barkhausen incluís en el cálculo los parámetros del transistor, es decir g11, b11, b12, g22 b22, etc.

A la larga, por simplificación se llega a esas expresiones que mencionaste una es la condición que fija la frecuencia (pero en vez de C, es Ceq, C1 en serie con C2) y la otra la condición de arranque que hace que a la salida el transistor vea una resistencia negativa para evitar amortiguar la señal y que se extinga con el tiempo.
28/02/2014 #3


Hola caro dark_soul te dejo aca copias de un excente libro sobre telecomunicaciones donde si ensina a proyectar un oscilador LC collpits , deseo que ese articulo te sirva como orientación.
Desafortunadamente lo idioma es en portugues , pero con buena vontade es possible si entiender.
!Fuerte abrazo y buena suerte en los estudios !
Att.
Daniel Lopes.
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02/03/2014 #4


Hola, no había tenido tiempo de revisar sus comentarios hasta hace unos momentos, quiero agradecer su ayuda.

Daniel tu aporte es justo lo que estaba buscando, simule y arme el circuito y todo perfecto ahora solo es cuestión de calcular los valores para la frecuencia deseada; si no es mucha molestia de que libro son las imagenes?

Nuevamente gracias, saludos.
02/03/2014 #5

Avatar de cosmefulanito04

En un colpitts como este:



La frecuencia está dada por:



Donde:



El circuito que puso el daniel, es una variante como dice el libro llamada Clapp, donde el inductor está en serie con un capacitor y en paralelo con la serie de 2 capacitores. En el ejemplo, C4 está en serie con L y C1//C2 en serie con C5.

Otra alternativa interesante es el oscilador Pierce, que es un colpitts, pero con un cristal en vez de un inductor, el principio es el mismo y su frecuencia termina siendo la fundamental del cristal. Lo malo, es que con la fundamental solo podés llegar cerca de los 30MHz, después si es necesario mayor frecuencia tenés que trabajar con los "armónicos" impares.
03/03/2014 #6


cosmefulanito04 gracias por la ayuda, según entendí del texto, en los osciladores LC existen diferentes arreglos entre los elementos L-C: colpitts (2 capacitores, 1 bobina), hartley (2 bobinas, 1 capacitor).

Pero el principio para diseño es el mismo, el calculo de las impedancias Z1,Z2 y Z3, que son precisamente las reactancias de los elementos L o C según el caso, partiendo de eso se puede hacer el arreglo mas conveniente, o bueno... eso es lo que yo entendí , aun me falta hacer el calculo correspondiente y tratar de adaptarlo a un colpitts.

Por lo pronto aun tengo problemas, resulta que simule y arme en protoboard el circuito del texto y funciona correctamente, pero al realizar cálculos para un oscilador de 25 Mhz no me funciona físicamente en protoboard, si en simulación, yo quiero pensar que el problema esta en la bobina, a pesar de que según el fabricante me dice que mide 380 nH @ 50 Q.

Por lo pronto seguiré experimentando.

Saludos.
03/03/2014 #7
Moderador general

Avatar de Fogonazo

El protoboard no sirve para frecuencias o corrientes altas.
05/03/2014 #8


dark_soul dijo: Ver Mensaje
Hola, no había tenido tiempo de revisar sus comentarios hasta hace unos momentos, quiero agradecer su ayuda.

Daniel tu aporte es justo lo que estaba buscando, simule y arme el circuito y todo perfecto ahora solo es cuestión de calcular los valores para la frecuencia deseada; si no es mucha molestia de que libro son las imagenes?

Nuevamente gracias, saludos.
Atendendo a tu pedido : Telecomunicações / Juares do Nascimento , Makron Books , 1992.
MAKRON Books do Brasil Editora Ltda.
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São Paulo , Rua Tabapuã ,1105, Itaim-Bibi , CEP:04533 , TEL:(011)829-8604 , (011)820-8528.
Caso queiras puedo subir lo indice de contenidos , usteds escolhe un asunto y con mucho gusto subo aca.
!Fuerte abrazo!
Att.
Daniel Lopes.
05/03/2014 #9


Hay alguna forma alterna al protoboard, para la prueba y error en el armado de circuitos RF?

¿que tanto se puede confiar en un simulador? esto con la finalidad de que si se tienen que soldar los componentes el resultado sea favorable.

Saludos.
05/03/2014 #10

Avatar de cosmefulanito04

Te comprás un PCB, y vás armando las conexiones mediante islas, pero sin perforar, algo así:



Dejando un buen plano de masa.

Te dejo el fogotutorial.
07/03/2014 #11


Gracias a su apoyo he conseguido un oscilador entre 20 y 35 MHz que es el rango de interés, a pesar de tener amplitud estable, la ganancia del transistor (BF255A) va siendo menos conforme incrementa la frecuencia, es decir en 20 MHz tengo 2 Vp y 35 MHz tengo .9 Vp.

Como puedo implementar un control automático de ganancia, es decir, que siempre me entregue a la salida el valor más pequeño (por ejemplo .9 V) esto en cualquier rango de frecuencia. Algo así como en los receptores, sólo que no tengo conocimiento de alguna topología ya sea con bjt o jfet.

Saludos
08/03/2014 #12

Avatar de cosmefulanito04

Subí lo que hiciste y vemos.

La forma más sencilla es implementar algo similar a un receptor de AM, mediante un diodo + C que permita manipular la polrización del transistor.
08/03/2014 #13


[QUOTE=dark_soul;893341]Gracias a su apoyo he conseguido un oscilador entre 20 y 35 MHz que es el rango de interés, a pesar de tener amplitud estable, la ganancia del transistor (BF255A) va siendo menos conforme incrementa la frecuencia, es decir en 20 MHz tengo 2 Vp y 35 MHz tengo .9 Vp.

Como puedo implementar un control automático de ganancia, es decir, que siempre me entregue a la salida el valor más pequeño (por ejemplo .9 V) esto en cualquier rango de frecuencia. Algo así como en los receptores, sólo que no tengo conocimiento de alguna topología ya sea con bjt o jfet.

Saludos[/QUOTE

Caro dark_soul , yo creo que estas utilizando para hacer la medida de amplitud de salida un osciloscopio portanto mucho cuidado con la banda passante de entrada vertical del incluso la punta de prueba para no incutir en erros . Un circuito de AGC es possible enplear si pero ira agregar muchos mas conponentes para lograr tal.
En todo caso te dejo aca un sitio mui bueno con muchos circuitos de RF que seguramiente puenden te ayudar: http://www.qsl.net/va3iul/Homebrew_R...sign_Ideas.htm
!Fuerte abrazo!
Att.
Daniel Lopes.
09/03/2014 #14


Hola!!! adjunto el diagrama del oscilador colpitts; como habia comentado anteriormente, que debo hacer para que la amplitud siempre sea la misma para el rango de frecuencias del oscilador, no importando que sea la amplitud mas baja.

Aun falta que anexe la etapa del buffer, aun no se si deba ir antes o despues del CAG.

Saludos.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg 22.7_MHz_2.4V.jpg (73,7 KB (Kilobytes), 128 visitas)
Tipo de Archivo: jpg 30.96_MHz_.96_V.jpg (74,4 KB (Kilobytes), 113 visitas)
Tipo de Archivo: jpg Oscilador 22 - 31 MHz.jpg (48,8 KB (Kilobytes), 184 visitas)
10/03/2014 #15

Avatar de cosmefulanito04

Habría que ver si los valores de C1/C5/C2 son los correctos.

Yo haría C2 mucho más grande que ese valor, ya que en 20/35MHz presenta una impedancia mayor a R1 y justamente la idea es que presente un corto a esas frecuencias.

Por el lado de C1 tal vez podría ser un poco más grande, por ej. 1nF.

En cambio C5 habría que ver bien cual sería el valor conveniente, podrías probar levantándolo un poco.

Suponiendo que todo eso no funcione, podrías probar algo así:

Código:
Vo o--|<|----x------ Lchoque---Pote--o Gate (Vin) 
             |
             C
             |
            ---
Esa red modificará la polarización del FET corriendo su punto de trabajo hacia una tensión más negativa a medida que la amplitud de la salida sea mayor y como la transferencia de un FET por ej. suele ser esta:



Mientras más negativa sea Vgs, más chica será la amplificación de id a la salida. Obviamente el ajuste deberás hacerlo en forma empírica .

Otra alternativa es tratar la señal a la salida del oscilador con un amplificador que tenga CAG.

Editado:

¿Por qué colocaste el inductor y el C3 en la salida (con C5 en serie)?
11/03/2014 #16


Hola!!! gracias por tus comentarios, aun no he tenido oportunidad de hacer las pruebas, respecto al arreglo con el capacitor que mencionas no me quedo muy claro, anexo un diagrama para ver si así esta bien las conexiones o hacia donde van.

Gracias.

Saludos.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg diagrama.JPG (4,6 KB (Kilobytes), 72 visitas)
11/03/2014 #17

Avatar de cosmefulanito04

No, el cátodo del diodo iría a la salida de tu oscilador, seguido por el capacitor a masa y un inductor de choque en serie con un potenciómetro (que servirá para ajustar esa realimentación) a gate.

Manteniendo el resto del circuito.

Respecto a tu circuito, antes de agregar esta red, tratá de corregir los valores de los capacitores que usastes, tal vez el problema esté ahí y más que nada fijate que en un colpitts, tanto el inductor como el capacitor C3 se conecta a colector, no a la salida.
23/04/2014 #18


Hola a todos dejo aca un articulo del EDN donde si ensina a armar un oscilador de 18Mhz con función ALC.
Mirar en la pagina 82
!fuerte abrazo a todos!
Att.
Daniel Lopes.
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: pdf EDN reference.pdf (135,5 KB (Kilobytes), 135 visitas)
17/05/2014 #19


Induccion con colpitts
Muchachos, como les va?

Es posible utilizar este oscilador para hacer un calentador por induccion?.
La idea sería hacerlo funcionar a 200Khz y hacer que la senoidal generada pase por una bobina de 5 a 10 vueltas con una corriente de 30A.

Es posible?

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...lpitts_FET.png
17/05/2014 #20


Hola caro pdelt3 , te recomendo ese sitio aca :http://danyk.cz/induk_en.html ,y http://danyk.cz/induk2_en.html , y http://danyk.cz/induk3_en.html , en els tiene muchas buenas informaciones de como construir un bueno horno por inducción.
Seguramente usteds gustara de los buenos resultados obtenidos .
!Fuerte abrazo desde Brasil!
Att.
Daniel Lopes.
Respuesta
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