Hallo,
ich habe folgendes Problem welches ich möglichst einfach lösen möchte.
Ich benötige eine sinusförmige Spannung mit einer Frequenz von 10kHz
welche sich um +-1kHz variieren lässt.
Die Amplitude des Signal ist dabei relativ egal, diese würde ich mit
einem entsprechenden Verstärker auf das gewünschte Level anpassen.
Als Versorgungsspannung stehen mir nur 12V zur Verfügung. Die
Frequenzanpassung wäre perfekt wenn dieses über eine Regelspannung 0...X
V realisierbar wäre
Mir Selber sind folgende Lösungen eingefallen:
- µC + DDS
- µC + DAC
- µC PWM + Filter
- Spezial IC Icl8038
leider alles etwas aufwendig für meinen Geschmack.
Eine schöne Lösung wäre ein Oszillator + Kapazitätsdiode leider kenne
ich mich in diesem Feld nicht wirklich aus und habe keine Lösung
gefunden.
Hat jemand eine Idee wie man einen steuerbaren Oszillator im Bereich von
9...11kHz realisieren kann, ohne extremen Schaltungsaufwand?
Danke für die Unterstützung.
Peter Stein schrieb:> Eine schöne Lösung wäre ein Oszillator + Kapazitätsdiode leider kenne> ich mich in diesem Feld nicht wirklich aus und habe keine Lösung> gefunden.
Das ist auch nicht ganz einfach. Es gibt zwar Kapazitätsdioden für
Mittelwelle, aber das ist ja nochmal Faktor 50 von deiner Zielfrequenz
entfernt.
http://www.nteinc.com/specs/600to699/pdf/nte618.pdf
Variiert von etwa 420pF bis 20pF. Du wirst in einem LC Oszillator also
eine recht grosse Spule brauchen, wirst dann aber mit einem sauberen
Signal belohnt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Thomsonsche_Schwingungsgleichung
Rechnen ist angesagt. Deine Frequenz soll von etwa 9kHz bis 11kHz
einstellbar sein. Bei 10kHz (Bandmitte) soll die Diode also etwa 200pF
haben. Setze in die Formel verschiedene Werte für L ein und schau dann,
bei welchem Parallelkondensator zur Kapadiode der Bereich genau
überstrichen wird.
Wenn du die Werte hast, schau dir an, welche Architektur des Oszillator
geeignet ist. Die meisten Leute wollen keine Mittenanzapfung der Spule:
https://en.wikipedia.org/wiki/Hartley_oscillator
sondern eher einen C-Teiler:
https://de.wikipedia.org/wiki/Clapp-Schaltung
oder
https://de.wikipedia.org/wiki/Colpitts-Schaltung
Mit einer Varicap muss aber die Wechselspannung klein sein gegenüber der
abstimmenden Gleichspannung, speziell bei so niedrigen Frequenzen. Da
ist der Oszillator nicht mehr ganz so trivial.
Peter Stein schrieb:> leider alles etwas aufwendig für meinen Geschmack.
Ist auch nicht ganz soooo trivial, von daher muss man schon etwas
Aufwand reinstecken. Ich würde einen kleinen µC+ AD9833 verwenden. 11kHz
sind absolut unkritisch was den Verstärker inkl. Filter angeht. Die
AD9833 gibts als Evalboard für 20€, fix und fertig. Einen beliebigen µC
drann der SPI sprechen kann + nen Salley-Key Filter und Verstärker und
fertig.
Georg G. schrieb:> Mit einer Varicap muss aber die Wechselspannung klein sein gegenüber der> abstimmenden Gleichspannung, speziell bei so niedrigen Frequenzen. Da> ist der Oszillator nicht mehr ganz so trivial.
Das ist wahr. Die Ausgangsfrequenz moduliert die Diode und der Pegel
muss dementsprechend klein sein, um keine Rückwirkung zu haben nd evtl.
sogar die Diode in den leitenden Bereich zu bringen.
Peter Stein schrieb:> µC + DAC
Wieviel Klirrfaktor lässt du zu? Im einfachsten Fall reicht ein R2R
Netzwerk als DAC, alternativ die Spannung über PWM erzeugen. Dann ist
ein Tiny13 mit etwas Hühnerfutter die schnellste und übersichtlichste
Lösung.
Georg G. schrieb:> Dann ist> ein Tiny13 mit etwas Hühnerfutter die schnellste und übersichtlichste> Lösung.
Es wird ein wenig knapp. Nimmt man einen Tiny13 mit 16MHz Takt, kriegt
man etwa 62,5kHz Sample Frequenz und die Frequenz des Sinus ist nur sehr
grob einstellbar. Besser ist ein Tiny 25/45/85, bei dem man die PWM mit
PLL erzeugt.
Allerdings muss der TE erklären, ob ihm ein 256 Stufen Sinus reicht.
Die Bandbreite 9-11kHz ist ja recht klein, es täte auch ein
Rechteckgenerator mit Tiefpass dahinter. Mit ein paar Festinduktivitäten
dürfte sich eine Filtercharakteristik realisieren lassen, die ab
2*9kHz=18kHz ausreichend Sperrdämpfung hat.
Georg G. schrieb:> alternativ die Spannung über PWM erzeugen
Bei 10kHz wird die Luft nach oben hin schon dünn... 10kHz * 10
Stützstellen macht bereits 100kHz mit der der Timer durch ne Tabelle
iterieren muss. Da macht ein 20MHz Controller auch schon langsam dicke
Backen.
Ich empfehle hier einen DDS-Chip, der hält dem Controller den Rücken
frei
Matthias S. schrieb:> Allerdings muss der TE erklären, ob ihm ein 256 Stufen Sinus reicht.
Wie das? 256 * 10kHz => 2.56MHz Timerfrequenz?
EDIT: OK, nach dem DDS-Prinzip kann man natürlich mehrere Stützstellen
überspringen...
Ingo L. schrieb:> EDIT: OK, nach dem DDS-Prinzip kann man natürlich mehrere Stützstellen> überspringen...
Die Frequenzeinstellung wird immer noch sehr grob sein und keine
Genauigkeit z.B. in 10Hz oder 100Hz Schritten haben.
Matthias S. schrieb:> Die Frequenzeinstellung wird immer noch sehr grob sein und keine> Genauigkeit z.B. in 10Hz oder 100Hz Schritten haben.
Man kann den µC-Takt ja auch mit einem 74HC4046 erzeugen und mit Poti
abstimmen ;-)
Matthias S. schrieb:> Die Frequenzeinstellung wird immer noch sehr grob sein und keine> Genauigkeit z.B. in 10Hz oder 100Hz Schritten haben.
Die Genauigkeit ist konstant ;)
Es gibt noch die Variante mit Schieberegister + DAC (oder R2R)
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scsing.htm
"Sinusgenerator mit Schieberegister", Bild 4
Wobei 8 Bit reichen sollten; mit 1% Widerständen sowieso nicht besser
möglich.
Gruss
1. Vorschlag:
Die einfachste Lösung wäre wohl eine Wien- Robinson Brücke. Du benötigst
einen Transistor, (oder Operationsverstärker), ein Doppel- Potentiometer
zur Frequenzeinstellung, zwei Kondensatoren und noch ein paar Bauteile
zur Arbeitspunkteinstellung.
2. Vorschlag:
Wenn Du mit Varicap arbeiten willst, dann baust Du zwei Oszillatoren im
Langwellenbereich auf, einen davon abstimmbar. Durch Mischung erhält man
die Differenzfrequenz. Nach diesem Prinzip arbeitet sogar ein
Musikinstrument, das "Theremin".
@DH1AKF
Leider hat so ne Wien-Brücke nicht unerhebliche Anforderungen bezüglich
Stabilität.
Dein zweiter Vorschlag ist auch Fummelei. Aber anhand deiner Funkkennung
lässt sich schon erahnen vorher du kommst.
Eine felxible, stabile und genaue Lösung wirst du nur mit einem DDS-IC
erreichen. Alternativ der etwas betagte XR2206 tuts auch.
...Ergänzung:
Leider habe ich überlesen, dass die Frequenz durch eine Spannung
einstellbar sein soll. Das ist bei der Wien- Brücke schwierig.
Deshalb der folgende Vorschlag: Nimm einen 3- gliedrigen Phasenschieber-
Oszillator, die Widerstände nach Masse geschaltet (Hochpass). Anstelle
der Widerstände nimmst Du drei MosFets, deren Widerstand durch eine
Spannung gesteuert werden kann. Das habe ich vor Jahren schon mal
gebaut, und es funktioniert.
Peter Stein schrieb:
>Ich benötige eine sinusförmige Spannung mit einer Frequenz von 10kHz>welche sich um +-1kHz variieren lässt.> Die>Frequenzanpassung wäre perfekt wenn dieses über eine Regelspannung 0...X>V realisierbar wäre
So ein VCO läst sich mit dem CD4046 leicht realisieren.
Die Ausgangsspannung vom DC4046 ist nicht sinusförmig,
aber man kann ja ein Filter nachschalten.
Günter Lenz schrieb:> So ein VCO läst sich mit dem CD4046 leicht realisieren.> Die Ausgangsspannung vom DC4046 ist nicht sinusförmig,> aber man kann ja ein Filter nachschalten.
Oder erstmal die Schaltung aus diesem
Beitrag "Re: Sinusgenerator IC"
und dahinter dann ein Filter.
Peter Stein schrieb:> ich habe folgendes Problem welches ich möglichst einfach lösen möchte.> Ich benötige eine sinusförmige Spannung mit einer Frequenz von 10kHz> welche sich um +-1kHz variieren lässt.
Nimm eine Soundkarte mit Software --> Frequenzgenerator
mfg klaus
DH1AKF K. schrieb:> Wenn Du mit Varicap arbeiten willst, dann baust Du zwei Oszillatoren im> Langwellenbereich auf, einen davon abstimmbar. Durch Mischung erhält man> die Differenzfrequenz.
Früher nannte man sowas "Röhrensummer". Den kann man aber auchmit
Transistoren bauen. :-)
Jobst M. schrieb:> Wie fein müssen die Abstufungen zwischen 9kHz und 11kHz sein? Und wie> schnell sollen Änderungen stattfinden?
Der erste sinnvolle Beitrag! Ohne diese Angabe braucht man gar nicht
nachzudenken.
Was noch fehlt: Angabe über die Phasenstabilität und Rauschen!
Wegen solcher Dinge scheidet die DDS oft aus.
Matthias S. schrieb:> Es wird ein wenig knapp. Nimmt man einen Tiny13 mit 16MHz Takt, kriegt> man etwa 62,5kHz Sample Frequenz und die Frequenz des Sinus ist nur sehr> grob einstellbar. Besser ist ein Tiny 25/45/85, bei dem man die PWM mit> PLL erzeugt.> Allerdings muss der TE erklären, ob ihm ein 256 Stufen Sinus reicht.
Versuchs doch mal mit dem Tiny 25. Der hat eine PLL, womit sich die
Timer mit 64MHz takten lassen.
Danke für die vielen Antworten.
Die Anforderungen an die Einstellgenauigkeit sind nicht sehr hoch, wenn
man es in 50Hz Schritten abstimmen könnte würde ausreichen.
Ich werde mal den Ansatz mit PWM und Filter etwas austesten ggf. reicht
mir dieses schon.
Hätte nicht gedacht das die Lösung für das doch recht einfach anmutende
Problem relativ komplex ist....
Peter Stein schrieb:> Hätte nicht gedacht das die Lösung für das doch recht einfach anmutende> Problem relativ komplex ist....
Kompliziert wird es durch die Forderung nach Einstellbarkeit
per Spannungseingang. Aber auch dafür wurden verschiedene
analoge Schaltungslösungen genannt. Was nun komplizierter
ist, eine analoge oder eine digitale Lösung, musst Du selbst
entscheiden. Grundsätzlich kommen µC-Lösungen typisch mit
weniger Bauelementen aus. Ausserdem hast Du ja schon eine
Vorauswahl mit den Unterforum Mikrocontroller und Digitale
Elektronik getroffen.
Peter Stein schrieb:> Danke für die vielen Antworten.> Die Anforderungen an die Einstellgenauigkeit sind nicht sehr hoch, wenn> man es in 50Hz Schritten abstimmen könnte würde ausreichen.> Ich werde mal den Ansatz mit PWM und Filter etwas austesten ggf. reicht> mir dieses schon.> Hätte nicht gedacht das die Lösung für das doch recht einfach anmutende> Problem relativ komplex ist....
OMG, du hast nicht einmal das eigentliche Problem erkannt, nämlich deine
eigene Unfähigkeit, auch nur die Anforderungen an das zu realisierende
Konstrukt genau genug zu spezifizieren...
Tatsächlich ist aber genau das immer die halbe Lösung. Oder zumindest
der Rahmen, anhand dessen sich abstecken lässt, welche Lösungen es geben
könnte. Und erst dann kann und darf man anfangen, aus dem Pool des
Möglichen zu wählen, alles andere ergibt absolut keinen Sinn...
Diese Beispiel zeigt so richtig schön, warum es Bastler, Entwickler,
gute Entwickler und erfolgreiche Entwickler gibt.
Ohne eine Vorstellung dessen, was man benötigt - verbunden mit dem
Vermögen, es zu formulieren, bleibt alles Stückwerk.
Von der Sorte gibt es Tausende! Ich habe auch so einen Entwicklerhelden
als Kollegen, der immer drauflosbaut und am Ende merkt, dass er alles
umbauen muss, weil er ein paar scheinbar unwesentliche Dinge vergessen
hat, zu kommunizieren. Und wir müssen dann mitbauen!
Ich habe heute DEN GANZEN TAG eine Schaltung geändert, die wir gestern
eigentlich per review kurz ansehen und direkt absegnen wollten. Da kam
dann wieder Herr "Ach mir fällt noch was ein".
Und was gefehlt hat, war noch einfacher, als ein lumpier 10kHz Sinus.
Da ich recht altmodisch bin, würde ich mir möglicherweise ein EPROM oder
Flash mit Sinustabelle brennen (oder 2 für 16-bit) und das ganze mit
Synchronzählern durchklappern - getaktet von dem VCO des 4046 :-)
Sowas ähnliches habe ich mal als Videotestbild Generator gebaut:
http://www.schoeldgen.de/flash/
Der ganze Pipapo mit Reset und 2tem Zähler braucht man hier nicht.
Hallo Peter,
hier ist ein fertiges Projekt von mir, für einen Sinusgenerator mit
einer PSoC4- Baugruppe, die bei 24 MHz Takt bis auf 3600 Hz kommt. (128
Stützstellen).
Mit anderen Prozessoren, z.B. STM32F7... sollte man die 10 kHz erreichen
können. Oder man nimmt weniger Stützstellen auf Kosten der
Signalreinheit.
Aber wie Du siehst, ist es ein recht umfangreiches Projekt geworden,
angefangen bei dem Encoder zur Frequenzwahl, und bei der Ansteuerung der
LCD- Anzeigebaugruppe.
Hallo,
> Peter Stein schrieb:> - Spezial IC Icl8038
Wenn du einen ICL8938 in Betracht ziehst, dann schau mal hier:
http://www.ebay.de/itm/272242771626
Ich hatte mir vor paar Wochen mit einer Sammelbestellung auch mal eben
zum ausprobieren so einen kleines Bastelset mitbestellt.
Zusammengelöstet ist das ganz schnell in einer halben Stunde oder so.
Es hat auch auf Anhieb zu funktioniert.
Allerdings mußt du es noch etwas modifizieren, damit es mit
Spannungssteuerung statt dem Poti läuft.
Gruß Öletronika
Auch hier (10, statt 2,5 kHz wie vor ein paar Tagen) tut es ein
aktiver RC-Bandpass, der über einen Dioden-Begrenzer-Verstärker
im Mitopplungspfad zum relativ sauberen Sinus-Oszillator wird.
Null Prog-Kenntnisse erforderlich.
Ein PWM-DDS-Progrämmchen auf Tiny25 + Tiefpass machts auch ganz
hübsch. Einstellung mit Up-Down-Taste, oder über serielle
Anforderung. Etwas Gehirnschmalz auf Oberschüler-Niveau
erforderlich.
VariCap erfordert Mischung von 10 MHz mit 10,000...10,010 MHz
o.ä. Dazu kommt Spulenfrickelei etc.pp. - Garstig, teuer und
viel Rennerei, das zu besorgen...
Peter Stein schrieb:> Hat jemand eine Idee wie man einen steuerbaren Oszillator im Bereich von> 9...11kHz realisieren kann, ohne extremen Schaltungsaufwand?
Wozu benötigst du das? Was willst du damit machen? Was für ein Projekt
soll das sein?
Ralph Berres
Eine eigene Frage?
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