Frequenzvariable Oszillatoren mit Transistoren

Frequenzstabiler Transistor-VFO nach Seiler

Mit frequenzvariablen Oszillatoren lassen in einem vorgegebenen Bereich beliebige Frequenzen einstellen. Man bezeichnet sie aus dem Englischen von Variable Frequency Oszillator kurz als VFO. Im Sender dienen sie als sogenannter Steuersender bzw. bilden im einfachsten Fall selbst einen einstufigen Sender. Auch für Empfänger werden VFOs benötigt. Eine in Selbstbau-Amateurfunkgeräten gern verwendete VFO-Schaltung ist wegen der ihr nachgesagten guten Frequenzstabilität der Seiler-Oszillator, für den hier ein Beispiel gezeigt ist:

Die Schaltung enthält eine Trenn- bzw. Bufferstufe, welche Rückwirkungen vom Ausgang vermeiden soll, was zu Frequenzänderungen führen könnte. Wichtig ist die Beachtung der Temperaturempfindlichkeit der verwendeten Bauteile. Dies betrifft insbesondere die frequenzbestimmenden Kondensatoren und die Spule. Auch Transistoren haben Kapazitäten, die sich mit der Temperatur ändern. Durch Auswahl von Kondensatoren mit passenden Temperatur-Koeffizienten können ansonsten auftretende temperaturabhängige Frequenzänderungen kompensiert werden. Außerdem ist zur Erzielung einer guten Frequenzstabilität eine hochkonstante Versorgungsspannung notwendig.

Hochwertiger Clapp-Franklin-VFO mit drei Transistoren

Der gezeigte Clapp-Franklin-VFO wurde im Buch "Einseitenbandtechnik für den Funkamateur" von Friedhelm Hillebrand vorgestellt. Den dortigen Angaben zufolge soll er eine vorzügliche Frequenzstabilität aufweisen und sich damit gut für SSB-Geräte eignen. Der Einfluss von Temperatur- und Spannungsschwankungen ist gering. Dennoch sollte eine Temperatur-Kompensation durchgeführt und eine stabilisierte Versorgungsspannung verwendet werden.

Mit dem einstellbaren Frequenzbereich eignet sich die Schaltung gut für Geräte mit einer ZF von 9 MHz. Mit nur einer Mischstufe werden dann das 80m- und das 20m-Band überstrichen (3,5...4,0 bzw. 14,0...14,5 MHz). Dieses Prinzip kann sowohl senderseitig als auch empfängerseitig verwendet werden.

Spannungs-Stabilisator zum Betrieb der VFO-Schaltungen

Um mit den gezeigten Schaltungen beste Ergebnisse zu erzielen, müssen sie an einer hochkonstanten Spannung betrieben werden. Kommt es zu Änderungen der Betriebsspannung, so wirken sich diese in der Regel unmittelbar auf die erzeugte Frequenz aus. Vor allem käme es dadurch zu spannungsabhängigen Änderungen der dem Schwingkreis parallel liegenden Transistor-Kapazitäten.

Diese mit einzlnen Transistoren arbeitende Stabilisierungs-Schaltung liefert eine sehr konstante Spannung zum Betrieb eines VFO. Sie arbeitet mit einer Regelung mit Soll-Ist-Wert-Vergleich auf Basis eines Differenzverstärkers. Sie unterdrückt außerdem bei Netzbetrieb auch sehr effektiv eine der Versorgungsspannung überlagerte Brummspannung, welche eine FM-Brumm-Modulation zur Folge haben könnte. Die gezeigten VFOs arbeiten bei etwas verminderter Ausgangsspannung trotz der durch den Stabilisator verminderten Betriebsspannung einwandfrei.