Clapp-Schaltung

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Fig.1: Clapp-Oszillator mit Röhre
Fig. 2: Clapp-Oszillator mit Transistor

Der Clapp-Oszillator wurde von James K. Clapp entwickelt und 1948 publiziert [1]. Nach einem Artikel von Vackář wurde das Prinzip von anderen Ingenieuren unabhängig entwickelt; eine Variante von Gouriet sei seit 1938 bei der BBC im Betrieb gewesen.[2] Er kann als Verbesserung der Colpitts-Schaltung angesehen werden.

Als Verstärker wurde eine Elektronenröhre verwendet (Fig.1). Der frequenzbestimmende Schwingkreis besteht aus der Spule und den drei in Serie geschalteten Kondensatoren. Dabei ist der frequenzbestimmende Kondensator C1 nicht in die Mitkopplung einbezogen. Die beiden anderen Kondensatoren C2 und C3 bilden wie bei der Colpitts-Schaltung einen Spannungsteiler, an dem ein Teil der Schwingkreisspannung auf die Kathode zurückgeführt und damit verstärkt wird.

Die Schaltung ist für hohe Frequenzen geeignet, bei denen hohe Frequenzstabilität notwendig ist und eine Spulenanzapfung wie beim Hartley-Oszillator nicht zweckmäßig ist.

Darunter (Fig. 2) ist eine Transistorgrundschaltung in Form des Emitterfolgers beziehungsweise Kollektorschaltung, die mit erheblich geringerer Spannung auskommt. Gegenüber dem früher erfundenen Meissner-Oszillator oder Hartley-Oszillator benötigen diese Schaltungen nur eine Spule ohne Anzapfung. Der Schwingkreiskondensator C ist aufgeteilt in die drei Kondensatoren C1, C2 und C3. Die Hochfrequenz-Wechselspannung am oberen Anschluss von C2 ist doppelt so groß wie am oberen Anschluss von C3. Mit der Spannungsverstärkung des Transistor von 0.99 und dem Spannungsteiler R3, R4 ergibt sich eine Gesamtspannungsverstärkung von etwas über 1, wie für einen Oszillator nötig. Die Widerstände R1 und R2 bestimmen den Arbeitspunkt des Transistors. Über C4 wird das Ausgangssignal des Oszillator ausgekoppelt.

Für einen Abstimmoszillator im Superhet-Empfänger ist der Clapp-Oszillator für höhere Frequenzen besser geeignet als der Colpitts-Oszillator. Der Abstimmkondensator C1 liegt mit einem Anschluss auf Masse. Weiterhin ändert sich die Gesamtverstärkung zwischen niedriger Oszillatorfrequenz und hoher Oszillatorfrequenz nicht so stark wie beim Colpitts-Oszillator. Die Hartley-Schaltung ist ebenfalls als Abstimmoszillator geeignet, wenn eine Spulenanzapfung vertretbar ist.

Die Daten von Spule und Kondensator des Schwingkreises definieren im Wesentlichen die erzeugte Frequenz mittels der Thomsonschen Resonanzformel. Die Zusatzkapazitäten der restlichen Bauelemente verringern diese berechnete Frequenz.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. J. K. Clapp, "An inductance-capacitance oscillator of unusual frequency stability", Proc. IRE, vol. 367, pp. 356-358, Mar. 1948.
  2. Jiří Vackář, LC Oscillators and their Frequency Stability, TESLA Report 1949, ch. 4, PDF