Der Quarzoszillator
B. Kainka/ G. Wahl, aus dem Lernpaket Tesla-Energie
Ein Oszillator erzeugt elektrische Schwingungen einer definierten Frequenz. In diesem Falle sorgt ein Schwingquarz für genau 13,56 MHz, eine Frequenz im Kurzwellenbereich, die für wissenschaftliche und experimentelle Zwecke freigegeben ist.
Die einfache Oszillatorschaltung zeigt einen NPN-Transistor in Emitterschaltung. Der Quarz liegt zwischen Kollektor und Emitter. Ein zusätzlicher Basiskondensator mit 33 pF verbessert das Schwingverhalten.
Der 13,56-MHz-Oszillator
Am Ausgang der Schaltung sind zwei LEDs als Indikator für die vorhandenen HF-Schwingungen angekoppelt. Der Koppelkondensator mit 150 pF stellt für die Kollektor-Gleichspannung einen Isolator dar, hat aber bei der verwendeten Hochfrequenz einen kapazitiven Widerstand von nur noch 60 Ohm.
Aufbau des Quarzoszillators
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Schalten Sie die Betriebsspannung ein. Wenn beide LEDs leuchten, ist das ein eindeutiger Hinweis darauf, dass der Oszillator korrekt schwingt. Falls nicht, liegt ein Fehler vor. Überprüfen Sie die folgenden möglichen Fehlerquellen:
- Ist die Batterie noch gut und korrekt angeschlossen? Messen Sie die Spannung unter Last mit einem Voltmeter oder halten Sie eine frische Batterie für Vergleichszwecke bereit.
- Ist der Transistor korrekt eingesetzt? Schließen Sie eine Verwechslung der beiden Transistoren BC547 (NPN) und BC557 (PNP) aus. Überprüfen Sie die Lage der Anschlüsse E, B und C.
- Vergleichen Sie sorgfältig alle Verbindungen und die eingesetzten Bauteile mit dem Schaltbild und dem Aufbaufoto.
Diese drei Tipps zur Fehlersuche gelten auch für alle folgenden Versuche. Sie werden aber feststellen, dass die einzelnen Schaltungen nur in kleinen Schritten verändert und weiter entwickelt werden. Vor allem für Elektronik-Einsteiger empfiehlt es sich, die Versuche genau in der vorgeschlagenen Reihenfolge durchzuführen. Die Zusatzversuche dagegen dienen mehr der Vertiefung. Sicher fallen Ihnen noch ganz andere Versuche und Erweiterungen ein.
Zusatzversuch 1: Empfangen Sie das Signal des Oszillators mit einem Kurzwellenradio bei 13.56 MHz (Wellenlänge 22 m). Obwohl keine Antenne angeschlossen ist, erhält man im Nahbereich ein ausreichend starkes Signal. Ihr Sender ist übrigens absolut still, also unmoduliert. In einem späteren Versuch soll auch Musik übertragen werden.
Zusatzversuch 2: Entfernen Sie den Quarz aus der Schaltung. Die LEDs leuchten nicht mehr. Dies ist der Beweis, dass tatsächlich HF-Energie das Leuchten verursacht hat.
Zusatzversuch 3: Setzen Sie den Quarz wieder ein und entfernen Sie eine der beiden LEDs. Auch die verbleibende LED leuchtet nun nicht mehr. Erklärung: Die LED richtet als Diode die Hochfrequenzspannung gleich. Der Koppelkondensator lädt sich so weit auf, bis die LED gesperrt ist.
Quellenhinweis: Lernpaket Tesla-Energie, Drahtlose Energieübertragung im Experiment
Das Lernpaket ist inzwischen wieder beim DARC-Verlag erhältlich.
Den Quarz und das Steckboard mit 840 Kontakten findet man bei AK-MODUL-BUS.
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