Hallo zusammen,
ich möchte gerne einen Oszillator mit ca. 80 MHz Frequenz bauen, der
aber nur maximal 3 mA Stromaufnahme haben soll. Idealerweise bei einer
Betriebsspannung von 3,3V (muss aber nicht zwingend sein). Toleranz von
5-10 Prozent wäre ok.
Geht so etwas? Wie könnte ich das realisieren?
Diverse Quarz- und RC-Oszillatoren mit Gattern und schnellen
Komparatoren habe ich schon ausprobiert, da liegt die Stromaufnahme bei
80 MHz bisher deutlich über 3 mA.
Kennt jemand eine trickreiche Schaltung? Ideen?
Vielen Dank für Hinweise und Beiträge jeder Art!!
Moritz
Moritz schrieb:
>Geht so etwas? Wie könnte ich das realisieren?
Natürlich geht das. Schau mal den UKW-Oszillator in diesem
Radio an, der braucht etwa nur 3mA. Der Transistor T403
arbeitet als Oszillator, auf einer Frequenz um die 100MHz.
R408 bestimmt den Arbeitsstrom. An ihn liegen etwa 3V.
3V durch 1000 Ohm = 3mA
http://www.gfgf.org/GFGF-Schaltplandienst/SternRadioBerlin_SternAutomaticN_sch.pdf
Moritz schrieb:> Kennt jemand eine trickreiche Schaltung? Ideen?
LC-Oszillator. Kannst die Oszillatorschaltung von einem alten UKW-Radio
mit diskreten Transistoren nehmen und die Induktivität der
Schwingkreisspule etwa 50% höher wählen.
Alternativ einen fertigen MEMS- oder Quarzoszilator kaufen. Mouser hat
welche mit 3,5mA vom Kyocera, allerdings ist da nur das Datenblatt der
25MHz Version öffentlich zugänglich.
Die MEMS-Oszillatoren von Microchip scheint kein Händler auf Lager zu
haben
> Kennt jemand eine trickreiche Schaltung? Ideen?
Standard Schaltung mit Transistor (Pierce?) liegt so bei 1.5mA, liefert
aber dann noch kein zackiges Rechteck am Ausgang. Haengst du dann noch
ein Gatter dahinter wirst du bei 3-4mA sein.
Olaf
Mit 3V3 wird das NICHT klappen.
Bedenke, dass du das Signal auch über das Board transportieren musst,
das kostet bei 80MHz auch einiges an Energie.
Du muss Kapaziäten umladen. Den dazu nötigen mittleren Strom kann man so
berechnen:
I = f*Q = f*C*U
Das geht natürlich von einem Logiksignal aus.
Ich komme auf 870µA /pF für ein 3V3-Signal.
Also : Wenn du 5pF Board + Pin hast, hast du schon 4,35mA
Stromverbrauch. Und das nur zum Umladen der 5pF. Darunter wirst du kaum
kommen, denn so ein Pin hat schnell mal ein paar pF.
Aber es gibt ja kleinere Spannungen. 1V2 oder 1V8 sind noch gängig,
schau dich da um.
Hmm schrieb:> Das geht natürlich von einem Logiksignal aus.>> Ich komme auf 870µA /pF für ein 3V3-Signal.
Früh ist es, und der Taschenrechner hat kleine Knöpfe.
Es sind 260µA. Da kommt man mit 5pF schon noch hin. Bei 10pF oder mehr
wirds knapp - 10p sind nicht viel... Daher bleibe ich bei der
Grundaussage.
Sorry für den Fehler.
Ich hoffe jetzt stimmts. Bitte nicht glauben, sondern nachrechnen ;-)
> Ich hoffe jetzt stimmts. Bitte nicht glauben, sondern nachrechnen ;-)
Meine Zahlen sind nicht geglaubt sondern gemessen. :-)
3mA sind sicherlich sportlich, aber nicht unmoeglich. Haengt halt dann
auch etwas von den Randbedingungen ab.
Olaf
Guten Morgen zusammen,
vielen Dank für die tollen Hinweise, an einen LC-Oszillator mit einem
Transistor habe ich noch nicht gedacht. Ich war gedanklich eher bei
"Rechtecksignalen", so wie man sie bei Logikgattern kennt/braucht.
Wenn ich einen Pierce-Oszillator aufbaue und dazu ein Inverter-Gatter
mit einem parallelen Widerstand linearisiere (so dass es nur noch als
Vertärker arbeitet), welches Gatter würdet ihr dann genau empfehlen? Bei
welchem Typ hätte ich den besten Kompromiss aus Geschwindigkeit und
Leistungsaufnahme? Für mich sind die vielen Logikfamilien etwas
unübersichtlich im Moment.
Vielen Dank für Eure Unterstützung!
Moritz
> Wenn ich einen Pierce-Oszillator aufbaue und dazu ein Inverter-Gatter> mit einem parallelen Widerstand linearisiere
Dann wirst du nach meiner Schaetzung eher so bei 6mA landen.
> welches Gatter würdet ihr dann genau empfehlen?
Ein unbuffered UHS Gatter.
Olaf
Hallo Olaf,
vielen Dank für den Tip.
Ich habe jetzt mal mit einem Single-Gate (AHC) gespielt, ich lande
zwischen 5 und 8 mA (bei 2,7 Volt getestet). Ein UHS Gatter habe ich
leider momentan nicht zur Hand, das müsste ich bestellen.
Viele Grüße,
Moritz.
Wenn du mit der Flanke aus dem AHC zufrieden bist dann kannst du ja
dabei bleiben. UHS sind halt sehr schnell, aber auch sehr giftig. Ich
hab schon gesehen wie die eine 300Mhz Stoerung verursacht haben weil der
1nF/10nF Kondi kein perfektes Layout hatte.
Achte nur darauf kein buffered Gatter zu verwenden. Sonst laeuft deine
Schaltung nur manchmal. Gab es eine interessante Applikation von TI zu.
Olaf
Sollen denn die 80MHz nur so in die Gegend geblasen werden oder welcher
Sinn steckt dahinter?
Denn sonst wird ja eine nachfolgende Schaltung sicher (erheblich) mehr
Strom als die angepeilten 3mA brauchen.
Allenfalls waere die Anwendung noch interessant. Manche Controller haben
zB interne Vervielfacher. Alleanfalls waeren auch weniger Amplitude
genuegend.
Hallo zusammen,
die Amplitude ist nicht soooo wichtig. Ich brauche das Signal für einen
ganz kleinen Sensor, der Tropfen von verschiedenen chemischen
Flüssigkeiten erkennen soll (Kondensatorprinzip). Das sind nur ein paar
pF Gesamtkapazität, die ich messen will.
Die Frequenz muss so hoch sein, weil sonst die Leitfähigkeit der
Flüssigkeit das Messergebnis verfälscht. Bei kleinen Frequenzen kann ich
zwar erkennen, ob ein Tropfen vorhanden ist oder nicht, nur kann ich
dann die Größe nicht aus der Kapazität abschätzen, weil der unbekannte
Leitwert der Flüssigkeiten alles kaputt macht.
Ich habe dazu einen kapazitiven Spannungsteiler und lese das
gleichgerichtete Signal dann mit einem ADC des MCU ein. Daher ist es
halbwegs egal, ob ich 1V oder 2V oder 3V Amplitude habe, denn das kann
ich beim Umrechnen berücksichtigen. Die ADC Auflösung reicht dazu bei
mir vollkommen aus, die Referenz kann ich auch noch anpassen falls
nötig.
Stromsparend muss das sein, weil es mit Batteriebetrieb lange laufen
soll, daher kommt der Wunsch nach maximal 3 mA.
Viele Grüße,
Moritz,
Moritz schrieb:> der Tropfen von verschiedenen chemischen Flüssigkeiten erkennen soll
Wie werden die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten
berücksichtigt?
Die Dielektrizitätskonstanten sind fast alle gleich (Hauptanteil
Wasser!), problematisch sind in erster Linie die Ionen, also die
Leitfähigkeit.
Mit Labormessgeräten kann ich bei 80 MHz gut messen, jetzt möchte ich
das als Elektronik nachbauen, so einfach wie möglich und vor allem
stromsparend.
Danke für den Tip mit den Tunneldioden, das sehe ich mir gleich genauer
an.
> Danke für den Tip mit den Tunneldioden, das sehe ich mir gleich genauer> an.
Werden die denn ueberhaubt noch hergestellt? Ich dachte die sind seit
30Jahren Geschichte.
Olaf
