Sinusoszillator Pufferstufe
Sinusoszillator Pufferstufe
Ein an den Oszillator angefügter
Emitterfolger
mit einem NPN-Transistor sorgt für eine geeignete Auskopplung des
Signals. An der Basis hat die Stufe einen großen Eingangswiderstand,
der den
Oszillator kaum beeinflusst. Am Emitter-Ausgang herrscht dagegen eine
geringe
Impedanz, sodass auch relativ niederohmige Verbraucher angeschlossen
werden
können. Laständerungen am Ausgang werden abgefangen und beeinflussen
nicht den
Oszillator selbst.llator mit Pufferstufe
Das Vierkanal-Oszillogramm zeigt die Signale
an allen drei Kondensatoren und am Emitter der Pufferstufe. Man
erkennt noch erhebliche Verzerrungen am Drain mit seiner größten
Signalamplitude, die dann von Stufe zu Stufe durch die RC-Filter zunehmend von
ihren Obertönen befreit werden und sich der reinen Sinus-Form annähern. Der
Emitterfolger am Ausgang bringt keine weitere Veränderung der Signalform, weil
die Emitterspannung jederzeit der Basisspannung folgt und nur um ca. 0,7 V
tiefer liegt.
Signale des Oszillators und der
Pufferstufe
Eine Betrachtung des Ausgangssignals mit einer FFT (Fast Fourier Transformation) zeigt das Spektrum mit dem Nutzsignal bei ca. 800 Hz und die immer schwächer werdenden Obertöne. Der erste Oberton bei 1600 Hz ist bereits um mehr als 20 dB gedämpft.
Das Spektrum des Ausgangssignals
Im realen Aufbau wurde der Emitterwiderstand durch ein Trimmpoti mit 1 kΩ ersetzt. So kann man die Signalamplitude stufenlos einstellen, was für viele Untersuchungen nützlich ist. Für den ersten Test wurde ein niederohmiger Kopfhörer mit 2 x 32 Ohm über einen zusätzlichen Vorwiderstand von 1 kΩ angeschlossen. Der akustische Eindruck lässt einen sehr reinen Sinuston vermuten.
Oszillator mit Emitterfolger und
Trimmpoti
Das Oszillogramm des Ausgangssignals zeigt einen sehr reinen Sinus mit einer Amplitude von knapp 100 mV und einer Frequenz von 800 Hz. Die Amplitude lässt sich mit dem Poti stufenlos einstellen, was den Signalgenerator für viele Experimente nützlich macht. Im Folgenden sollen damit unterschiedliche Verstärker angesteuert werden.
Das Ausgangssignal mit 800 Hz
Das Spektrum an Ausgang des
Sinusoszillators
Eine Spektrum-Analyse mittels FFT zeigt, dass der erste Oberton bereits um 30 dB abgesenkt ist. Der reale Aufbau ist damit besser, als es die Simulation vermuten lässt. Solche Unterschiede können leicht durch etwas andere Arbeitspunkte entstehen, weil die realen Transistoren sich etwas von den simulierten Bauteilen unterscheiden.
Dagegen spielen die Bauteiletoleranzen der Kondensatoren und Widerstände keine sehr große Rolle. Nur die Temperaturanhängigkeit der keramischen Kondensatoren wirkt sich stark aus. Eine geringe Erwärmung durch leichte Berührung aller drei Kondensatoren erhöht die Frequenz deutlich hörbar.
Sieha auch: Das Lernpaket Elektronische Schaltungen
