Guten Morgen, in der Schaltung befindet sich ein Trimmpoti VR mit 300 Ohm, liege ich damit richtig, es ist für die Justage der Frequenz vorgesehen?
Grüße von der hessischen Bergstraße
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VR ist für die Amplitudenregelung (per JFET) gedacht. Vermutlich muss man es auf minimales Clippen am Ausgang justieren.
liege ich damit richtig, es ist für die Justage der Frequenz vorgesehen?
Nein, Amplitude und damit Sauberkeit des Sinus.
Die Wien-Brücken Schaltung mit JFET Verstärkungsregelung ist eher theoretischer Natur. Sie ist berechnet "3.4kOhm" für die Frequenz, wurde aber 0.05% genaue Bauteile erfordern, vor allem niedrigtolerierte Kondensatoren. Wenn du so was gut hinkriegst, kannst du damit einen Weltkonzern gründen 'Hewlett-Packard'.
Man nimmt heute im Tonfrequenzbereich besser einen Audio-DAC und füttert ihn mit einem generierten Sinus, z.B. ein CD Player mit Testton-CD.
Könnte die gleiche Schaltung sein. https://dl6gl.de/klirrarmer-sinusgenerator.html
Die Wien-Brücken Schaltung mit JFET Verstärkungsregelung
Die Schaltung oben ist keine Wienbrücke, sondern ein Analogrechner-Oszillator, siehe Anhang.
Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik
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Die Wien-Brücken Schaltung mit JFET Verstärkungsregelung ist eher theoretischer Natur.
Nur ist das kein Wien-Brücken-Oszillator, sondern ein Integrator-Schleifen-Oszillator (auch als /state variable oscillator/ bekannt). Mit JFET (früher: Kaltleiter, z.B. Glühlampe) zur Verstärkungsregelung erreicht man durchaus einen Klirrfaktor von 1%.
Aber für eine feste Frequenz ist das natürlich Blödsinn. Da nimmt man am einfachsten ein Rechteck oder Dreieck aus dem 555 und ein Tiefpaßfilter. War hier schon Thema [1][2].
Oder man baut einen Treppengenerator wie in Anhang und filtert dessen Ausgangssignal. Es was überdimensioniert aber in diesem Forum genau passend ist ein DDS nach Jesper [3].
[1] Beitrag "Re: Dreick zu Sinus Filtern" [2] Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator" [3] https://www.abcelectronique.com/annuaire/montages/cache/2023/mini-dds.html
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4-ring-sinus.png
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Mit JFET (früher: Kaltleiter, z.B. Glühlampe) zur Verstärkungsregelung erreicht man durchaus einen Klirrfaktor von 1%.
Bei einer Wienbrücke auch deutlich darunter: Beitrag "Re: Sehr einfacher Sinusgenerator, Analogelektronik Projekt"
Das wird mir Rechteck filtern kaum oder nur mit großem Aufwand möglich sein.
(auch als state variable oscillator bekannt)
Passt. Das Bild ist auch mit "Zustandsvariabler Sinuswellengenerator" untertitelt.
Gruß Jobst
Nur ist das kein Wien-Brücken-Oszillator, sondern ein Integrator-Schleifen-Oszillator (auch als state variable oscillator bekannt). Mit JFET (früher: Kaltleiter, z.B. Glühlampe) zur Verstärkungsregelung erreicht man durchaus einen Klirrfaktor von 1%.
Der state variable Oscillator kann Klirrfaktoren bis runter zu 0.001% erreichen. Tektronix hat das mit dem Generator SG5010 eindrucksvoll bewiesen. Ralph Berres
Hallo,
zum state variable oscillator habe ich noch diese Seite gefunden:
Die Wien-Brücken Schaltung mit JFET Verstärkungsregelung ist eher theoretischer Natur. Sie ist berechnet "3.4kOhm" für die Frequenz, wurde aber 0.05% genaue Bauteile erfordern, vor allem niedrigtolerierte Kondensatoren. Wenn du so was gut hinkriegst, kannst du damit einen Weltkonzern gründen 'Hewlett-Packard'.
Nö, das geht mit Hausmitteln durchaus. Anbei meine damaligen Versuche aus dem letzten Jahrtausend (1979). Ich hatte allerdings auch entsprechende Messmittel (leihweise HP339 Klirrfaktormesser). Die Frequenzabstimmung erfolgte mit einem ordinären Stereo-Poti mit ziemlichen Gleichlaufabweichungen, die einen stärkeren Regelumfang erfordern. Viel besser für den Gleichlauf sind Doppeldrehkos (wie bei HP).
MfG, Horst
Hallo, ich habe einmal (ca 1990er Jahre) einen THD-Analyzer nachgebaut (Bob Cordell)
- der Sinusgenerator ist wirklich gut. (mit einer externen Soundkarte und einem entsprechenden Programm gemessen : 0,0003 %)
In Elektor Juli/August 2024 ist der Schaltplan eines 1kHz Sinusgenerators mit Oberwellen kleiner -130db (0,00003%?). Gemessen mit APx555 von Audio Precision.
Low_Distotion_Sinus_Generator_1_kHz.jpg
Drücke es doch auf deutsch aus, wenn du Schwierigkeiten mit der englischen Sprache hast - so wirkt es eher peinlich. scnr
Vielen Dank für den netten und vorallem höflichen Hinweis, dass mir das "r" von (distortion) beim schnellen Schreiben abhandengekommen ist.
In einer fertig bestückten Platine eines Anbieters, sind die Widerstände R6 und R7 als Trimmpotis ausgeführt. Zu welcher Einstellung dienen diese Potis?
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Platine.jpg
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Hallo Ralph,
der SG505 von Tektronix ist noch etwas klirrärmer.
Viele Grüße von Alexander
In einer fertig bestückten Platine eines Anbieters, sind die Widerstände R6 und R7 als Trimmpotis ausgeführt. Zu welcher Einstellung dienen diese Potis?
Auf der Platine steht "Audio-range oszillator". Also wird man davon ausgehen können, daß eines der 3 (nicht 2!) Potis die Frequenz verändert. Welches das ist, das steht in der Bedienungsanleitung.
Zu welcher Einstellung dienen diese Potis?
Wahrscheinlich zur Kalibrierung. Die Frequenz wird üblicherweise über ein externes Poti gesteuert, das dann an das 3-Polige Schraubterminal angeschlossen wird. Die Stromversorgung über das zweipolige. Falls es eine Dual-Rail Stromversorgung braucht, wird es genau umgekehrt sein.
Warum liest heutzutage niemand mehr die Betriebsanleitung?
Andreas U. schrieb:
Zu welcher Einstellung dienen diese Potis?
Wahrscheinlich zur Kalibrierung. Die Frequenz wird üblicherweise über ein externes Poti gesteuert, das dann an das 3-Polige Schraubterminal angeschlossen wird. Die Stromversorgung über das zweipolige. Falls es eine Dual-Rail Stromversorgung braucht, wird es genau umgekehrt sein. Warum liest heutzutage niemand mehr die Betriebsanleitung?
Nein, das 3polige ist die dual rail Stromversorgung +-15v, das 2 polige der Ausgang.
Frequenz wird mit r7&r6 eingestellt, beide auf optimal Klirrfaktor abgleichen.
Siehe Schaltplan erster post- den solltest du lesen
Vielen Dank für den netten und vorallem höflichen Hinweis, dass mir das "r" von (distortion) beim schnellen Schreiben abhandengekommen ist.
Gerne - wenn ein Fehler zweimal hintereinander auftaucht, liegt die Vermutung eines systematischen Fehlers näher ;-)
Siehe Schaltplan erster post- den solltest du lesen
Ach, das soll ein Aufbau der Schaltung aus dem Eröffnungspost sein?
Das hätte der Poster ruhig mal erwähnen können. Anscheinend ist deine Glaskugel besser als meine. Aber ob nun der 3.3kΩ oder der 100Ω Widerstand als Trimmpoti ausgeführt sind, wissen wir immer noch nicht. Wenn es 3.3k Potis sind, dann kann man wohl wirklich die Frequenz damit einstellen. Im anderen Fall kann man nur die Toleranzen der Kondensatoren C1 und C2 ausgleichen.
Richtig eingestellt macht jeder Integrator 90° Phasenverschiebung. Das überprüft man an besten mit dem Oszi. In der XY-Darstellung müssen die Ausgangssignale der beiden Integratoren (Pin 1 & 7 der grünen OPV) einen Kreis ergeben. Falsch eingestellt ist es eine Elipse, entweder von links oben nach rechts unten geneigt oder umgekehrt.
Das hätte der Poster ruhig mal erwähnen können. Anscheinend ist deine Glaskugel besser als meine. Aber ob nun der 3.3kΩ oder der 100Ω Widerstand als Trimmpoti ausgeführt sind, wissen wir immer noch nicht.
Das Poti hat 300 Ohm. Steht im ersten Posting und ist auch im Schaltplan zu sehen (das Bauteil "VR", variable resistor).
Richtig eingestellt macht jeder Integrator 90° Phasenverschiebung.
Die beiden Integratoren haben immer eine Phasenverschiebung von 90° Das liegt in der Natur des Integrators. Wenn die beiden Widerstände zur Frequenzeinstellung Toleranzen haben, so variiert dann die Gesamtverstärkung der Schleife. Sie müssen nicht zwangsläufig exakt gleich sein. Die Pegel an den Ausgängen der Integratoren sind dann eben leicht unterschiedlich. Vielleicht ist es das was du mit der Elipse meinst.
Das ist aber nicht weiter schlimm. In dem Oszillator ist eine Amplitudenregelung implementiert ist, welches die Schleifenverstärkung mit Hilfe des FET konstant hält.
Ralph Berres
Aber ob nun der 3.3kΩ oder der 100Ω Widerstand als Trimmpoti ausgeführt sind, wissen wir immer noch nicht.
Das sind 200 Ohm Trimmer an Position R6 und R7. Werden also die 100 Ohm Widerstände ersetzen.
Das Poti hat 300 Ohm.
Wir reden aber hier von der Platine mit 3 Trimmpotis.
Axel S. schrieb:
Richtig eingestellt macht jeder Integrator 90° Phasenverschiebung.
Die beiden Integratoren haben immer eine Phasenverschiebung von 90° Das liegt in der Natur des Integrators.
....in der Natur eines IDEALEN Integrators (der nicht existiert). Jeder Integrator mit realen OPV macht 90 Grad Phasenverschiebung exakt bei nur EINER einzigen Frequenz. Und die ist noch nicht einmal identisch mit der Frequenz, bei der der Betrag der Ü-Funktion 0 dB beträgt.
Welches das ist, das steht in der Bedienungsanleitung.
Der Artikel kommt laut dieser ebay Seite aber wohl ohne Bedienungsanleitung.
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Es gibt mehrere ähnliche Anzeigen.
Frequenz wird mit r7&r6 eingestellt, beide auf optimal Klirrfaktor abgleichen.
Aber ob nun der 3.3kΩ oder der 100Ω Widerstand als Trimmpoti ausgeführt sind, wissen wir immer noch nicht. Wenn es 3.3k Potis sind, dann kann man wohl wirklich die Frequenz damit einstellen. Im anderen Fall kann man nur die Toleranzen der Kondensatoren C1 und C2 ausgleichen.
Ich sehe das so: Für minimalen Klirrfaktor muss R6C1 exakt gleich R7C2 sein. Die Frequenz wird von beiden (gleichen) RC bestimmt. Daher schlage ich folgenden Abgleich vor:
- Man dreht an R6 ODER R7 für minimalem Klirrfaktor, dabei ändet sich auch die Frequenz.
- R6 UND R7 SYNCHRON verstellen ändert die Frequenz, der Klirrfaktor bleibt dabei idealerweise konstant.
- VR stellt die Ausgangsamplitude ein, Frequenz und Klirr ändern sich möglicherweise minimal. Schritt 1, 2 und 3 so lange wiederholen, bis Amplitude und Frequenz bei minimalem Klirr stimmen.
Hier sieht man weiter unten im Spektrum, dass die 7V bei 1kHz mit THD 0,00029% erreichbar sein sollen, THD+N 0,00042%: https://de.aliexpress.com/item/1005003098960275.html
Ich habe den besagten Generator bei Ebay erworben (Lieferung aus China, fertig bestückt, https://www.ebay.de/itm/405877986664). Ich habe eine Frequenz von ca. 910 Hz gemessen. Betrachtet am Oszilloskop ändert sich beim Verstellen des Potis VR (dieses Poti hat einen Wert von 500 Ohm und nicht wie im Schaltplan angegeben 300 Ohm) nichts an der Amplitude. Die Verstellung von den Trimmpotis R6/R7 bewirken eine nur wirklich minimale Änderung der Frequenz um wenige Hz.
Ich habe auch die reine Platine erworben
und selbst bestückt mit Bauelementen mit engen Toleranzen (u.a. R6/R7 mit festen Werten). Auch hier findet keine Änderung der Amplitude beim Verstellen von VR (Wert 500 Ohm, 300 Ohm ist schwer beschaffbar) statt. Die abgegebene Frequenz nähert sich hier aber eher den angegebenen 1 kHz.
Bezügl. untersucht auf harmonische Oberwellen mit FFT habe ich bis jetzt aus zeitlichen Gründen die beiden Schaltungen noch nicht, kommt aber noch.
Liebe Grüße an die Gemeinschaft
Die Verstellung von den Trimmpotis R6/R7 bewirken eine nur wirklich minimale Änderung der Frequenz um wenige Hz.
Ja. Die sind dann ja auch nur zum Ausgleich der Toleranzen von C1/C2. 47nF bekommt man kaum mit Toleranz besser als ±1%, meist sogar nur ±5%. Widerstände kann man aber problemlos mit ±0.1% kaufen. Wie Wolf17 schrieb, sollte R6·C1 = R7·C2 sein für geringsten Klirrfaktor.
Man dreht an R6 ODER R7 für minimalem Klirrfaktor, dabei ändet sich auch die Frequenz.
Ja, aber den muss man erst mal messen können. Ein Blick auf das Oszilloskop reicht da nicht. Wer aber Klirrfaktoren <0.01% messen kann, braucht keinen klirrfaktorarmen Sinusgenerator, den hat er dann schon. Also eine recht nutzlose Platine wenn unabgeglichen.
R6 UND R7 SYNCHRON verstellen ändert die Frequenz,
Ja, aber nur sehr wenig.
Betrachtet am Oszilloskop ändert sich beim Verstellen des Potis VR (dieses Poti hat einen Wert von 500 Ohm und nicht wie im Schaltplan angegeben 300 Ohm) nichts an der Amplitude.
Damit der Ausgang möglichst stabil ist, darf der Abgleichbereich nur klein sein. Kleine Änderungen wird man dann am Oszi nicht sehen. Kann natürlich auch sein, dass durch zu große Bauteiltoleranz die Regelung nicht funktioniert, weil sie immer an einem Anschlag klebt.
Ich habe eine Frequenz von ca. 910 Hz gemessen.
Im Original mit 100R Trimmer vor 3k3 beträgt der Abgleichbereich von Mittelstellung aus etwa +-1,5%. Mit 200R Trimmer +-3%. Die 910Hz liegen aber 9% daneben. Da werden statt 1% Kondensatoren wohl 10%er bestückt sein. Sind die auch noch asymmetrisch daneben, kann es sein, dass man trotz Frequenzabweichung noch nicht mal das Klirrminimum erreichen kann!
Könnte die gleiche Schaltung sein. https://dl6gl.de/klirrarmer-sinusgenerator.html
Das Minimum ist 15 Hz, damit genial am Hirn vorbei gebaut.
Alphawellen (Gehirnrhythmus) sind bei 8-12 Hz, Theta bei 4 Hz.
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroenzephalografie
12 Hz sind gefühlt nur ein Ton tiefer im Infraschallbereich.
Bei den vier OP-Amps hülfe vlt. ein größerer Kondensator.
Achtung, ab hier andere Baustelle, nicht klirrarm weil eckwellig, Dreizack usw.:
Habe mal ein Elektor-PLL-Oszi mit digitalen Drehschaltern bis 1 MHz gebaut, hab den Plan aber nicht mehr im Kopf, irgendein vierstelliger Digitalkäfer-IC mit 20 oder 80 an den ersten zwei Stellen (8038?). Das sollte irgendwie doch auch nach unten zu erweitern sein, Vlt. hülfe dann eine kleine Modifikation mit einem Halbierer?
[Nachtrag: Korrektur, gerade nochmal gelesen, im obigen Link steht: Amplitudenkonstanz: 14Hz bis 60kHz ± 1% (± ~ 0,1dB)
das ist genialer als vorher: nur um 2 Hz am Wesentlichen vorbei]
Die Frequenzabstimmung erfolgte mit einem ordinären Stereo-Poti mit ziemlichen Gleichlaufabweichungen, die einen stärkeren Regelumfang erfordern. Viel besser für den Gleichlauf sind Doppeldrehkos (wie bei HP).
Witzig, hier auch einen NF-Oszi mit FET & MW-2x Drehko gebaut.
Im Lager auch ein Profi-R&S-Messgenerator staubgeschützt in Folie. Wollte ich im Herbst verkaufen, muß aber früher umziehen - egal, ist nur eine Kiste, kann aber NF bis Langwelle mit Revolverumschaltung wie beim Satellit 2000.
Den mit dem Stereopoti schenkte ich einem musikalischen Chemiedoktor. Eine Story erinnert die nächste, schön zum Schwelgen in wer sie hat...
Wer aber Klirrfaktoren <0.01% messen kann, braucht keinen klirrfaktorarmen Sinusgenerator, den hat er dann schon. Also eine recht nutzlose Platine wenn unabgeglichen.
Diese abzugleichenden Analog-Festfrequenz Sinusgeneratoren haben sich in Zeiten preisgünstiger 24bit-USB-Soundkarten für mich überlebt. Aber auch hier - keine Regel ohne Ausnahme. Auf meinem Meßplatz steht ein voll funktionsfähiger Sinusgenerator in Röhrentechnik mit Doppeldrehko und großer Rundskala. Das Ding ist einfach nur stylish.
Sinusgenerator in Röhrentechnik mit Doppeldrehko und großer Rundskala. Das Ding ist einfach nur stylish.
Foto bitte :)
Auf meinem Meßplatz steht ein voll funktionsfähiger Sinusgenerator in Röhrentechnik mit Doppeldrehko und großer Rundskala.
Meinen /etwas/ moderneren GF21 [1] habe ich vor ca. 2 Jahren entsorgt. Das war auch so eine Wienbrücke mit Doppeldrehko. Der Verstärker des Generators war immerhin mit JFET und Silizium(!) Transistoren aufgebaut. Zur Amplitudenstabilisierung wurde ein "Kaltleiter Typ G" eingesetzt. Vulgo: eine Glühlampe.
[1] https://www.radiomuseum.org/r/radioundfe_rc_generator_gf21_gf_21.html
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