Wie funktioniert die Meissnerschaltung?
Hallo,
was die Meissnerschaltung macht und grob wie sie funktioniert weiß ich.
Aber ein paar Details stören mich(Grundlage ist die unten abgebildete Schaltung):
Die Rückkopplungsspule, ist, wie zu sehen, dauernd mit dem +Pol der Gleichspannungsquelle verbunden. Daher müsste doch die ganze Zeit über eine positive Spannung an der Spule und somit an der Basis anliegen. Ist die Gleichspannung hoch genug, ändert doch daran auch die von der Schwingspule induzierte Spannung nichts oder? Wieso steuert der Transistor also nicht permanent durch und lädt somit den Kondensator des Schwingkreises ständig neu auf, sodass dieser sich gar nicht entladen und der Schwingkreis also auch nicht schwingen kann(könnte ;))?
Und: welche Spannung liegt eigentlich am Kollektor an? Da er ja nur eine Elektrode ist, kann man doch hier keine Unterscheidung zwischen positiver und negativer Spannung machen, weil er ja mitten im Schwingkreis sitzt, also von beiden Seiten mit der positiven und der negativen Seite des Kondensators verbunden ist?
PS: Meine Antwort zumindest auf Frage eins wäre, dass der Transistor tatsächlich die ganze Zeit durchsteuert, sodass der Schwingkreis tatsächlich ununterbrochen mit einer positiven Spannung versorgt wird, welche allerdings ja von der in der Koppelspule induzierten Wechselspannung überlagert ist. Ginge das(Ist das so ^^)? Das der Schwingkreis von außen mit schwankender positiver Spannung versorgt wird und trotzdem noch schwingt?
Danke bereits im Voraus, schreibt doch bitte kurz dazu, woher Ihr Eure Antwort wisst.
1 Antwort
Ich versuch es mal, dir zu erklären.
Diese Schaltung kann man in LTSpice ganz leicht simulieren. Gleich vorweg: es ist alles in Ordnung...
Die Schaltung habe von der Anordnung der Bauteile nur etwas umgezeichnet, es ist aber komplett gleich wie deine. Die Versorgungsspannung ist hier 10V.
Nehmen wir mal die Rückkopplung raus, indem wir den Koppelfaktor der Spulen auf Null drehen:
Das Ergebnis ist:
Von oben nach unten haben wir hier:
- Kollektorstrom Ic =9mA
- Spannung am Schwingkreis (rechts): 0V
- Spannung an der Sekundärwicklung (links): 0V
- Basisstrom Ib=90uA
Der Basisstrom ergibt sich zu
Ib = (10V-0.8V)/100kOhm ~ 9uA
Der Kollektorstrom ist Basisstrom mal Stroverstärkungsfaktor (100), also 9mA
Das ist der Arbeitspunkt der Schaltung.
Nun drehen wir die Kopplung der beiden Spulen auf:
Was beobachten wir? Dort wo wir vorher nur Gleichspannungen und Ströme hatten, ist nun jeweils eine Wechselspannung überlagert.Die Schwingung schaukelt sich auf und stabilisiert sich dann nach ca 6 Sekunden. Zu beachten ist aber, dass die Mittelwerte nach wie vor die selben sind, wie bei der vorigen Variante. Wir können also sagen, dass zum Arbeitspunkt eine zusätzliche Schwingung überlagert ist.
Nun können wir, wenn wir wollen hineinzoomen:
Hier ist zusätzlich noch als erster Plot die Spannung Uce am Kollektor gezeichnet (weil du danach gefragt hast).
Man sieht, wie der Kollektorstrom eine gleichphasige Spannung am Schwingkreis erzeugt, was wiederum zu einer gegensinnigen Spannung an der Sekundärwicklung führt, was wiederum zu einer Schwankung des Basisstroms führt, die den Kollektorstrom noch größer machen möchte (gleichphasig zu Ic ist). Das nennt man "Mitkopplung" oder "positive Rückkopplung" und ist die Grundlage aller Oszillatoren.
