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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ultrapure Sinus Wave Generator


Autor: Carsten (Gast)
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Hallo,

habe die angehängte Schaltung zur Sinuserzeugung gefunden und natürlich 
gleich aufgebaut. Die Schaltung wird mit +/-10V betrieben und 
funktioniert dahingehend, das eine oszilierende Rechteckschwingung 
erzeugt wird. Nun habe ich mich gefragt wozu die eingebaute Lampe gut 
ist. Habe diese mal durch eine Drahtbrücke ersetzt und das Verhältnis 
von Ausgang positiv zu Ausgang negativ war nicht mehr 1:1, wie vormals 
mit der Lampe. Hat die Lampe eine Art regelnde Funktion?

Danke Carsten

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Glühbirnen haben PTC-Charakteristik

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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> Hat die Lampe eine Art regelnde Funktion?

Ja, sie bewirkt in ihrer Eigenschaft als Kaltleiter eine 
Amplitudenregelung. Die Schaltung funktioniert ordnungsgemäß nur mit dem 
angegebenen Lampentyp, und dann auch nicht mit jedem Exemplar. Dein 
Rechteck sagt, dass die Verstärkung der Schaltung zu hoch ist.
Früher (TM) gab es dafür speziell gefertigte Regelkaltleiter.

Autor: Carsten (Gast)
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Danke Bernd,

habe in Reihe zur Lampe noch 200 Ohm geschaltet und damit ist eine 
Sinusspannung entstanden, mit nur etwas gekappter Spitze. Wenn die 
Verstärkung zu klein ist, schwingt es nicht und wenn sie zu groß ist, 
geht der OPV in die Begrenzung. Die Regelung übernimmt also der 
Kaltleiter. Die Verstärkung müßte 1 sein, damit ein sauberer Sinus 
entsteht.

Gruß

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Carsten wrote:
> Danke Bernd,
>
> habe in Reihe zur Lampe noch 200 Ohm geschaltet und damit ist eine
> Sinusspannung entstanden, mit nur etwas gekappter Spitze. Wenn die
> Verstärkung zu klein ist, schwingt es nicht und wenn sie zu groß ist,
> geht der OPV in die Begrenzung. Die Regelung übernimmt also der
> Kaltleiter. Die Verstärkung müßte 1 sein, damit ein sauberer Sinus
> entsteht.
>
> Gruß


Eher so dicht bei Verstärkung ca. 3 . So kenne ich das von der 
Wien-Brücken-Schaltung. Und genau das ist hier ja aufgebaut.

Autor: Carsten (Gast)
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> Eher so dicht bei Verstärkung ca. 3 . So kenne ich das von der
Wien-Brücken-Schaltung. Und genau das ist hier ja aufgebaut.

Ja, ich meinte die Schleifenverstärkung von 1.

Autor: Exe (Gast)
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Die Schaltung ist schon lange bekannt. Man nennt sie einen 
Phasenschieber und der Sinus hat in der Tat einen kleinen Klirrfaktor 
den ich bei 0.1% sehe. Der Rest ist geschönt da die Regelkennlinie 
unlinear ist.
Der offene Regelkreis, also der nichtinvertierende Eingang des Ops 
abgetrennt gedacht, hat die Übertragungsfunktion

H(w)= (1 + Rgk/Rlampe) x ((wT)/(3wT + j(w²T² - 1))

wobei T = RC ist

Imteil = 0 führt auf die Resonanzfrequenz w = 1/T = 1/RC

oder f= 1/(2phi x  RC)

Der Innenwiderstand der Lampe ist kritisch da er die Ringverstärkung bei 
Resonanz knapp über 3 halten muss und da seine Kennlinie stark unlinear 
ist kommt es zu einem Restklirr von ca 0.1%.

Bei synchroner Verstellung der beiden Ohmer sogar in gewissem Bereich in 
der Frequenz einstellbar aber von einem vco himmelweit entfernt.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Gehts dir nur um _diese Schaltung, oder ist es dir egal wie der Sinus 
generiert wird? Welche Frequenz brauchst du? Muß die verstellbar sein?

Danach könnte man dich besser beraten.


Gruß -
Abdul

Autor: Carsten (Gast)
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Ich wollte analog und möglichst einfach einen Sinus erzeugen bin dabei 
auf diese Schaltung gestoßen und habe mich gefragt, was die Lampe da 
soll. Das ist eigentlich schon alles.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ja, dann hast Du eine schöne einfache Schaltung für Sinus.

Diese Wien-Brückenschaltung ist ein Klassiker, und der Vorteil dieser 
Schaltung ist das sie recht zuverlässig funktioniert. Phasenschieber 
schaltung ist etwas anders konzipiert, geht aber auch in (anderen) 
klirrarmen Sinusgeneratoren. Siehe dazu z.B. www.amplifier.cd

Da Du hier in D etwas Schwierigkeiten haben kannst die 
Oriignal-Glühlampe zu beschaffen: Kleine Miniaturglühbirnen 
("Telefonlämpchen" 6V/30mA bis hin zu 24V/20mA) sind oft passend.
Einfach mal ein bißchen experimentieren.
Gasgefüllte Lampen sind i.d.R. schlechter als solche mit Vakuum für 
diese Schaltung ,-)


hth,
Andrew

Autor: Exe (Gast)
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Phasenschieber
schaltung ist etwas anders konzipiert,

Hi Andrew erzähl hier keine Märchen.
Eine RC-Kette in Tiefpass, Hochpass oder Tiefpass-Hochpasskonfiguration 
wird als Phasenschieber bezeichnet, mein Freund. Das war schon 1975 so 
und ist es auch noch heute.
Du kannst auch den nichtinvertierenden Eingang erden und eine Kette aus 
Kondensatoren und Ohmern gegen Masse vom Ausgang des Ops auf den 
'invertierenden' Eingang schalten, als Tief oder Hochpass oder beides.
Das schwingt auch soweit die Ringverstärkung grösser 1 und die 
Phasendrehung durch die Kondensatoren ausreichend ist.

Autor: Exe (Gast)
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Damit es auch der liebe Andrew glaubt.

Phasenschiebergenerator

Prinzipschaltung eines Phasenschiebergenerators für fast sinusförmige 
Ausgangsspannungen. Für niederfrequente Oszillatoren werden auch 
rückgekoppelte Verstärker eingesetzt, die mit einer Phasenschieberkette 
ausgestattet sind. Alternativ arbeiten sie mit einer Wien-Brücke und 
wurden zum Beispiel als Niederfrequenz-Sinusgenerator (Laborgerät) 
realisiert. Bei diesen diente ein Drehkondensator zur Veränderung der 
Schwingungsfrequenz.

Referenz

Edgar Voges: Hochfrequenztechnik, Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 
1987, Abschnitt 13 „Zweitoroszillatoren“, ISBN 3-7785-1270-6.

Autor: Bobbo (Gast)
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Lieber Exe,

Dein Hochmut ist in der Tat grenzenlos.

Fakt ist, dass die gezeigte Schaltung die Phase eben nicht dreht. Die 
Funktion beruht darauf, dass nur bei einer bestimmten Freuquenz die 
Phasendrehung null ist, und somit die Oszillation zustande kommt.

Die Absicht eines Phasen/schiebers/ ist die, die Phasenlage um 180° zu 
drehen (die berühmten drei Tiefpässe, die scheinbar auch schon 1975 
bekannt waren), um die Schwingbedingung herzustellen. Das hat aber nix 
mit der verliegenden Schaltung zu tun.

Wie Du auf einen Klirrfaktor von 0.1% kommst, weiss ich nicht. Dass eine 
Glühlampe Wärme mit einer gewissen Trägheit leitet, scheinst Du komplett 
zu ignorieren.

Autor: Bobbo (Gast)
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@Carsten

Solange die Spitzen des Sinus auch nur ein bisschen angetastet werden, 
funktioniert Deine Schaltung noch nicht so, wie sie soll. Du könntest 
sogar die Glühlampe weglassen, die Verstärkung möglichst knapp auf 
Schwingen einstellen und Dir würde die Amplitude bis zur Begrenzung 
hochlaufen. Je höher die Verstärkung, umso mehr werden die Spitzen 
gekappt bis hin zum Rechteck...

Ziel der Regelung per Glühlampe ist es, eine stabile Amplitude unterhalb 
der Begrenzung zu erreichen.

Autor: yalu (Gast)
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Bobbo schrieb:

> Dein Hochmut ist in der Tat grenzenlos.

Dem stimme ich zu. Der Vorwurf, ein Märchenerzähler zu sein, würde mir
als Andrew auch etwas aufstoßen :)

Das hier ist ein Phasenschiebegenerator:

  http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenschieber#Phasen...

Das Zitat

  "Für niederfrequente Oszillatoren werden auch rückgekoppelte
  Verstärker eingesetzt, die mit einer Phasenschieberkette ausgestattet
  sind. Alternativ arbeiten sie mit einer Wien-Brücke und wurden zum
  Beispiel als Niederfrequenz-Sinusgenerator (Laborgerät) realisiert."

ist vom Autor etwas unglücklich formuliert und so zu interpretieren,
dass man alternativ zur Phasenschieberkette eine Wienbrücke verwenden
kann (dann eben mit einem nichtinvertierenden Verstärker). Das heißt
aber nicht, dass die Wien-Brücke eine Phasenschieberkette ist.

> Wie Du auf einen Klirrfaktor von 0.1% kommst, weiss ich nicht. Dass
> eine Glühlampe Wärme mit einer gewissen Trägheit leitet, scheinst Du
> komplett zu ignorieren.

Zumal der Klirrfaktor ja sogar angegeben ist, nämlich mit <0,0025%, was
in der Tat sehr "pure" ist. Solch geringe Verzerrungen bekommt man mit
dem Eintransistorphasenschiebergenerator bei weitem nicht hin.

Autor: yalu (Gast)
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> Du könntest sogar die Glühlampe weglassen, die Verstärkung möglichst
> knapp auf Schwingen einstellen und Dir würde die Amplitude bis zur
> Begrenzung hochlaufen.

Man könnte doch auch einfach bei eingebauter Lampe den 430Ohm-Widerstand
durch ein Poti ersetzen und dieses einmal so einstellen, dass die
Schaltung gerade nicht mehr schwingt, und einmal so, dass der
Operationsverstärker gerade übersteuert. Die optimal an die
Lampeneigenschaften angepasste Einstellung liegt dann in der Mitte.

Einen Widerstand in Reihe zur Lampe zu schalten, wie von Carsten in
seinem zweiten Beitrag geschrieben, ist nicht so geschickt, da dadurch
zwar die Verstärkung, aber auch die regelnde Wirkung der Lampe
vermindert wird.

Autor: Exe (Gast)
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Bobbo du hast keine Ahnung.
Besuche erneut die Förderschule oder melde dich an der VHS zum Kurs.
So ein triviales Geschwätz habe ich selten gelesen. Du bist ein 
Nullpeiler.

""Fakt ist, dass die gezeigte Schaltung die Phase eben nicht dreht. Die
Funktion beruht darauf, dass nur bei einer bestimmten Freuquenz die
Phasendrehung null ist, und somit die Oszillation zustande kommt.

Die Absicht eines Phasen/schiebers/ ist die, die Phasenlage um 180° zu
drehen (die berühmten drei Tiefpässe, die scheinbar auch schon 1975
bekannt waren), um die Schwingbedingung herzustellen. Das hat aber nix
mit der verliegenden Schaltung zu tun.

Wie Du auf einen Klirrfaktor von 0.1% kommst, weiss ich nicht. Dass eine
Glühlampe Wärme mit einer gewissen Trägheit leitet, scheinst Du komplett
zu ignorieren.""

""Solange die Spitzen des Sinus auch nur ein bisschen angetastet werden,
funktioniert Deine Schaltung noch nicht so, wie sie soll. Du könntest
sogar die Glühlampe weglassen, die Verstärkung möglichst knapp auf
Schwingen einstellen und Dir würde die Amplitude bis zur Begrenzung
hochlaufen. Je höher die Verstärkung, umso mehr werden die Spitzen
gekappt bis hin zum Rechteck...

Ziel der Regelung per Glühlampe ist es, eine stabile Amplitude unterhalb
der Begrenzung zu erreichen.""

Nun hör mal zu du Nullpeiler.
Jeder Kondensator dreht im Zusammenhang mit einem Ohmwiderstand die 
Phase zwischen Null und maximal 90°.
Ab 2 Kondensatoren werden das maximal 180° und damit wird die Schaltung 
schwingfähig wenn die Ringverstärkung grösser 1 ist. Das unabhängig von
Invertierer oder Nichtinvertierer.
Das Netzwerk dreht oder schiebt die Phase.
Ist das in dich gedrungen? Den Kappes den du da verzapfst kannst deiner 
Grossmutter erzählen. Das Gelalle über die Wärme und die Glühlampe magst 
du im Sandkasten verbreiten. Es ist so wissenschaftlich.

An yalu
Lies bitte genau was ich schrieb. Ich schrieb EINGANGS Phasenschieber 
und nicht Phasenschieberkette. Die Kette ist, wie die Brücke, eine 
Unterabteilung der "Phasenschieber". Also ist der Phasenschieber der 
Oberbegriff und hat verschiedene Töchter.
Wie du die Phase schiebst oder drehst ist dem Schwinger völlig 
gleichgültig wie auch Invert oder Nichtinvert.
Hauptsache sie wird gedreht.
Wikipedia mag nicht die seriöseste Quelle sein aber sie hat hier recht.

Autor: Bobbo (Gast)
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>Nun hör mal zu du Nullpeiler.

Danke, dass Du Dir die Zeit genommen hast, meinen Beitrag zu lesen.

>Jeder Kondensator dreht im Zusammenhang mit einem Ohmwiderstand die
>Phase zwischen Null und maximal 90°.
>Ab 2 Kondensatoren werden das maximal 180° und damit wird die Schaltung
>schwingfähig wenn die Ringverstärkung grösser 1 ist. Das unabhängig von
>Invertierer oder Nichtinvertierer.
>Das Netzwerk dreht oder schiebt die Phase.
>Ist das in dich gedrungen? Den Kappes den du da verzapfst kannst deiner
>Grossmutter erzählen. Das Gelalle über die Wärme und die Glühlampe magst
>du im Sandkasten verbreiten. Es ist so wissenschaftlich.

Ich habe heute meinen ausgeglichenen Tag, daher habe ich abschliessend 
nur ein paar Fragen: Dreht ein Hochpass die Phase vor oder zurück? Was 
macht ein Tiefpass? Oder hat Phasendrehen gar kein Vorzeichen?

Jemand der 1975 schon denken konnte, sollte sich eigentlich angemessen 
ausdrücken können.

Autor: Exe (Gast)
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Tja, mein lieber Bobbo. Ich bin nicht hier um dir die fundamentalen 
Basisregeln beizubringen. Dazu schaust du in ein Lehrbuch. Da wird dir 
mit solchen Trivialitäten weiter geholfen. Wir können uns über 
Laplacetransformationen und Fourierentwicklungen am beschalteten Op 
unterhalten, über die Dimensionierung von nics oder andere 
Spezialitäten. Über die Iteration einer rückgekoppelten Strombegrenzung 
oder das Grenzverhalten des Ops beim feed-forward eines unkompensierten 
Dreiecks, basierend auf Frequenz und Phasengang.

Im Übrigen bleibe ich dabei dass du bereits am fundamentalen Wissen 
scheiterst aber möglicherweise bist du anderweitig mehr begabt.
Seltsam kommt mir das Andrewsyndrom vor das auch anderen bereits 
auffiel.
Greift einer seine Heiligkeit, auch nur sanft an, kommt in den nächsten 
30 Minuten gleich ein Claqueur angewatschelt um seiner Heiligkeit auf 
die Schultern zu klopfen. Diese Bauchtätschler sind dann immer Gäste.
Zufälle gibt es, Zufälle.
Aber das ist mal unwichtig.
Wenn du die FH je schafftest und zur Wandtafel schautest dann, ja dann 
vielleicht sahst du mich möglicherweise.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hm Exe. Wie sieht denn eine wirkliche Herausforderung für dich aus? Ich 
glaube, ich muß mir was für dich ausdenken. Du wirkst so 
unterbeschäftigt.

Trotzdem muß man mit den Frischlingen nachsichtig sein. Den denen gehört 
nun mal die Zukunft! Daran werden wir zwei auch nichts ändern.

Du kennst ja die Sprüche aus der Antike von wegen die Jugend taugt 
nichts...



Gruß -
Abdul

Autor: yalu (Gast)
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> An yalu
> Lies bitte genau was ich schrieb. Ich schrieb EINGANGS Phasenschieber
> und nicht Phasenschieberkette.

Ob Kette oder nicht, ist in diesem Zusammenhang egal. Was uns alle hier
stört, ist der "Schieber". Die Wien-Brücke besteht aus zwei Zweigen: Der
eine ist ein RC-Bandpass, der andere ein ohmscher Spannungsteiler. Für
den Bandpass ist die Phasenverschiebung an der Mittenfrequenz 
f0=1/(2πRC)
null, für den Spannungsteiler ist das sogar für alle Frequenzen der 
Fall.

Bezogen auf die Brückenspannung ist die Wien-Brücke eine Bandsperre, da
an der Mittenfrequenz beide Zweige die anliegende Spannung durch den
gleichen Wert, nämlich 3, teilen, so dass die Differenz 0 ist. Auch die
Phasenverschiebung der Brückenspannung hat für f->f0 den Grenzwert null.

Wo siehst du also einen Phasenschieber?

> Tja, mein lieber Bobbo. […] Laplacetransformationen und
> Fourierentwicklungen […] Andrewsyndrom […] Heiligkeit […] Claqueur
> angewatschelt […] Bauchtätschler […] Wenn du die FH je schafftest und
> zur Wandtafel schautest dann, ja dann vielleicht sahst du mich
> möglicherweise.

???
Darf ich fragen, was du gerade rauchst, trinkst oder isst? Heb dir das
Zeug lieber auf's Wochenende auf ;-)

Autor: Exe (Gast)
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Hi yalu
Langweile mich nicht mit Bekanntem. Wir können hier um des Kaisers Bart 
streiten und um Wortklaubereien diskutieren.
Was du da schreibst ist mir zwangsläufig bekannt.
Von einem Phasendreher oder auch schieber spricht man wenn am Ausgang 
eines zB Vierpols ein Signal entsteht dessen Phase gegenüber dem 
Eingangssignal gedreht oder geschoben ist. Ein Allpass zB ist so ein 
Ding das dir die Amplitude bei 1 hält aber die Phase schiebt oder dreht. 
Was in dem Vierpol ist interessiert niemand. Wenn er die Phase 
ausreichend dreht oder schiebt dann wird zusammen mit einem 
Aufholverstärker ein Oszillator oder auch ein aktives Filter (siehe 
meinen Einlass zum Sallen-Key)
Also warte nicht damit auf wie das Einzelverhalten des Reihenkreises 
oder des Parallelkreise in dem passiven Vierpol aussieht. Das ist völlig 
bedeutungslos ob das zu einer Wienbrücke, einem Tief oder Hochpass 
führt.
Sollte eigentlich klar sein.
Die Theorie zum Oszillator geht von einem Verstärker mit Vo grösser 1 
aus und einem passiven Vierpol der nicht zu interessieren hat solange er 
die Phase ausreichend dreht oder schiebt.
Als ich den Beweis zu dem sinx + cosx  las war mir klar dass du hier 
nicht zum Fussvolk zählst wie auch die Hilde, der Lothar, der Ralph, der 
Stefan und andere.
Also stell dich nicht so an.
Zu deiner Frage.
Nichtraucher, kaum Alkohol und keine Drogen. Setze deine letzteren ab 
und du wirst wieder klar denken können. Lies meine Beiträge mal durch zu 
verschiedenen Themen. Man lernt nie aus. Die Übertragungsfunktion des 
getakteten Integrators war eine coole Sache.
Unnötig zu betonen dass das mit der Wandtafel und der FH stimmt.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Um mal etwas sinnvolles beizutragen, habe ich ein Paper drangehängt.

Es gibt eine Menge guter Texte zu Oszillatoren.


Gute Nacht -
Abdul

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Danke an yalu und Abdul, die was Konkretes zur Wien-Brücke beigetragen 
haben.

@Carsten: Ich hatte das Glück, eine solche Glühbirne (exakt de wie in 
der Originalschaltung angegeben)  im Bastellager zu haben nebst LT1037.
Die Schaltung war gestern abend schnell aufgebaut. Die Ergebnisse 
interessieren Dich vielleicht:
Die Klirrfaktormessung mit HP Analyzer ergibt 0.01% +/- 0.002

Also ich würde sagen, für den geringen Schaltungsaufwand ein schönes 
Ergebnis. Selbst wenn Du mit einer anderen Lampe etwas schlchter liegst, 
ist das die Sache wert.
Die Schaltung wurde (mit Röhren und anderer spezieller Lampe) schon im 
HP2xx Generator benutzt (war es hp204?), und das mit deutlich unter 0.1% 
Klirrfaktor.

hth,
Andrew

Autor: Carsten (Gast)
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Vielen Dank Andrew für die Mühen. Ursprünglich wollte ich ja nur wissen, 
was die Lampe da soll. Konnte ja nicht ahnen, dass sich das so 
ausweitet. Eine solche Lampe kann ich leider nicht auftreiben. Müßte mir 
eine andere besorgen und dann die 430 Ohm daran anpassen.

Gruß Carsten

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Carsten wrote:
> Vielen Dank Andrew für die Mühen. Ursprünglich wollte ich ja nur wissen,
> was die Lampe da soll.

Kein Problem, dafür ist das Forum ja da.

> Konnte ja nicht ahnen, dass sich das so
> ausweitet.

Leider ein Problem, das in diesem Forum zunehmend auftritt.
Wird sich auch wohl nicht grundlegend ändern, Trotz des Bemühens hier 
konstruktive Beiträge zu bringen.

>  Eine solche Lampe kann ich leider nicht auftreiben. Müßte mir
> eine andere besorgen und dann die 430 Ohm daran anpassen.

Ich weiß leider auch nicht mehr woher und wie dieses Einzelexmeplar in 
meine Bastelecke gekommen ist.
Aber die Lampe ist bei 1 kHz nicht wirklich problematisch. Erst so unter 
50Hz wird das tricky.
Wie bereits geschrieben: Schau mal nach dem Stichwort "Telefonlämpchen", 
"Miniaturlämpchen" , etc. dass sind längliche Glasrohrlampen.

Auch diese 1-2-3 Nr. sind evtl. hilfreich:
Nr 350061810044 und 130282909836
Kosten nur wenige Euros mit Versand.

Ich denke das sollte helfen.
Es wird letztlich ein Glühlämpchen zwischen 6 und 24 V, 20 bis 50mA 
werden.

Die 430 Ohm mußt Du sehr wahrscheinlich anpassen.

Es läuft darauf hinaus:
- der OP muß die Last verzerrungsfrei treiben können.
- der Glühwendel sollte deutlich über Zimmertempratur warm werden.
- aber keinesfalls so warm das er sichtbar glüht.


Gutes Gelingen. Sollten doch noch Probleme auftreten: Melde Dich einfach 
wieder hier.


hth,
Andrew

Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul.
Der Q ist eine extrem interessante Schaltung und da kommt Freude auf. Da 
sind nics am Werk und daher der verzerrungsarme Sinus. Nics sind meine 
speziellen Freunde und dazu komme ich noch.

Autor: Bobbo (Gast)
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@Exe

>Von einem Phasendreher oder auch schieber spricht man wenn am Ausgang
>eines zB Vierpols ein Signal entsteht dessen Phase gegenüber dem
>Eingangssignal gedreht oder geschoben ist. Ein Allpass zB ist so ein
>Ding das dir die Amplitude bei 1 hält aber die Phase schiebt oder dreht.
>Was in dem Vierpol ist interessiert niemand. Wenn er die Phase
>ausreichend dreht oder schiebt dann wird zusammen mit einem
>Aufholverstärker ein Oszillator.

Der Plot ist der Phasen-/Amplitudengang des Rückkopplungsnetzwerks. Da 
fragt man sich, wo die Phasenverschiebung der obigen Schaltung sein 
soll. Selbstverständlich sind solche Trivialitäten bekannt. Eine 
Bemerkung hierzu vom Experten wäre dennoch hilfreich. Oder liegt ein 
formeller Fehler vor?

Autor: Dieter S. (accutron)
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Hallo,

also, ich möchte mich hier nicht an der Polemik beteiligen. Aber: Es ist 
doch im Grunde zweitrangig, auf Grund welcher Schaltung 
(Phasenschieberkette, Wien o. a.) die Phasenlage zur 
Schwingungsbedingung beiträgt. Die Lampe als PTC hat halt regelnde 
Eigenschaften, denn sonst könnte man den dauerhaften Zustand der 
definierten exakten Ringverstärkung nicht aufrecht erhalten.

Warum jetzt die Grenze des Klirrfaktors bei 0,1% liegen soll, leuchtet 
nicht ganz ein. Klar, die Lampe hat eine nichtlineare Kennlinie. Aber 
auch wenn sie bzgl. R vs. U linear wäre, könnte man theoretisch immer 
noch nicht ohne Klirr arbeiten. Warum? Vielleicht neuer Thread! Im 
Übrigen hängt der Klirrgrad im Wesentlichen auch davon ab, wie träge die 
Lampe als Regelglied arbeitet.

Ich habe vor Jahren mal einen Sinusgenerator entwickelt, dessen Daten 
lagen so bei 90 dB Klirrdäümpfung, also etwa um den besagten Wert.

Übrigens macht auch der OP selbst seinen Beitrag zum Klirr.

Dieter

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Dieter S. wrote:
> Hallo,

> Aber: Es ist
> doch im Grunde zweitrangig, auf Grund welcher Schaltung
> (Phasenschieberkette, Wien o. a.) die Phasenlage zur
> Schwingungsbedingung beiträgt.

Ungefähr so erstrangig oder zeitrangig wie wenn Millionen von Menschen 
elektromagnetische Emission von 635nm als rot bezeichnen, und einer  als 
gelb.

>...
> Warum jetzt die Grenze des Klirrfaktors bei 0,1% liegen soll, leuchtet
> nicht ganz ein.

Liegt sie ja auch nicht. Wie man an Tausenden von derart arbeitenden 
Sinusgeneratoren sehen kann, liegt sie deutlich niedriger.

>  Im
> Übrigen hängt der Klirrgrad im Wesentlichen auch davon ab, wie träge die
> Lampe als Regelglied arbeitet.

Genauso ist das.

>
> Ich habe vor Jahren mal einen Sinusgenerator entwickelt, dessen Daten
> lagen so bei 90 dB Klirrdäümpfung, also etwa um den besagten Wert.

Durchstimmbar, und für 10Hz bis 100 kHz, besser 90dB?
Dann sind wir ja schon zu zweit ;-)

>
> Übrigens macht auch der OP selbst seinen Beitrag zum Klirr.

Leider tut er das.


hth,
Andrew

Autor: Dieter S. (accutron)
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Andrew,

nein, nicht durchstimmbar, dafür quarzstabil 0,1 kHz, 1 kHz und 10 kHz. 
Mir genügte das, denn ich brauchte nur eine Referenz für die 
K-Messbrücke.

Heute konstruiert man Sinusgeneratoren ja anders und erhält (fast) 
beliebig bessere Werte. Aber das Schaltungsprinzip ist dennoch 
interessant.


Dieter

Autor: Messknecht (Gast)
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Der Wien-Brücken-Generator ist etwas anderes als ein 
Phasenschiebergenerator.

Die Wienbrücke lässt sich mit einem Doppeldrehkondensator dekadisch 
durchstimmen.
Für den Phasenschieber braucht man schon einen Dreifachdrehko.

Labor-Sinusoszillatoren werden(wurden) mit der Wienbrücke gebaut.
Der Hameg HM8032 ist z.B. so einer.

Phasenschieber-Sinusoszillatoren nimmt man gerne, wenn man eine feste 
Frequenz haben möchte.

Autor: Exe (Gast)
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An Bobbo.
Gelesen!

Hi Messknecht.

Der Wien-Brücken-Generator ist etwas anderes als ein
Phasenschiebergenerator.

---Der Rückkopplungsvierpol ist anders aufgebaut erfüllt aber den 
gleichen Zweck: Erzeugung einer ausreichenden Phasen(ver)schiebung.

Die Wienbrücke lässt sich mit einem Doppeldrehkondensator dekadisch
durchstimmen.
WFür den Phasenschieber braucht man schon einen Dreifachdrehko.

---Keineswegs. Die Verstimmung eines Widerstands oder besser zweier 
Widerstände mit einem Doppelpoti ergibt einen in relativ weiten Grenzen 
frequenzverstellbaren Sinusgenerator.

An Dieter

""also, ich möchte mich hier nicht an der Polemik beteiligen. Aber: Es 
ist
doch im Grunde zweitrangig, auf Grund welcher Schaltung
(Phasenschieberkette, Wien o. a.) die Phasenlage zur
Schwingungsbedingung beiträgt""

---Inter pares!

Die gekrümmte Kennlinie des PTC-Lampenwiderstands ist Teil der Regelung. 
Sie wird zwar durch die Leerlaufverstärkung des Ops begradigt führt aber 
zu nichtlinearen Verzerrungen (kann das gerne weiter ausführen falls 
Interesse besteht) daher ist ein Klirr unter 0.1% nicht wahrscheinlich 
insbesondere wenn der Op im Grossignalbetrieb arbeitet.
Ein FET anstelle der Lampe mit einem Regelkreis führt auch bei 
Amplituden von einigen Vss zu einem Klirr um oder unter 0,1%. 0,1% sind 
schon ein guter Wert. Stell doch deine Schaltung mal rein es gibt auch 
andere Fachleute als Bobbo mit der warmen Lampe.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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#exe du hast vergessen, dass die lampe bei einigen khz so träge is, dass 
sie praktisch einen konstanten mittelwert annimmt. somit nicht mehr 
nennenswert verzerrt.
ich hab hier so ne lämpchen...wien-brücke, kommt so auf etwa 0,005% 
klirr.

Autor: Exe (Gast)
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Die Klirrfaktormessung mit HP Analyzer ergibt 0.01% +/- 0.002


Hi Dieter

Der liebe Andrew hat das Ding ja nachgebaut und gar mit einem HP 
Analyzer per Klirr ausgemessen. Der scheint immer flink mit den 
Nachbauten zu sein. Dass er das zusammennagelte mag ich ihm abnehmen. Er 
ist nicht dumm, gut belesen wohl aber etwas gewöhnungsbedürftig und wenn 
es nicht klappt seinen Stempel aufzudrücken dann kommt die Gastmeute 
angeschlichen.
Also einen Hp Analyzer besassen wir selbst am Institut nicht aber manch 
Privatier ist besser equipt als eine Schule.
Ein Rumpelfussop, wie zum Bleistift der 084, hat ein THD von 0.01% bei 
2Vss. Der 1037 ist eher schlechter da auf andere Schwerpunkte verlagert.
Dies bei rein ohmscher Beschaltung und 2Kohm Rl.
Dieser Wunderklirrer mit angeblich 0.0025% ist am Ausgang schon recht 
heftig mit 4 mApeak belastet und verkraftet dann noch eine brutal 
verbogene Kaltleiterkennlinie zu insgesamt 0.01%.
Wir sollten da forschen.
Entweder flunkerte der liebe Andrew, er hat Elite-Ops für teuerstes Geld 
eingesetzt, sein Hp Analyzer ist defekt oder dieser krumme Kaltleiter 
bessert den Klirr auf.
Sachen gibt es, Sachen.
Zu der Kennlinienkrümmung komme ich noch. (an Düsi)

Autor: Neugieriger (Gast)
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Von Andrew habe ich noch nie einen Beweis gesehen in Bezug auf: Habe ich 
da, aufgebaut und nachgemessen. Würde mich mal ein Bild seines Nachbaues 
interessieren. Da er ja immer alles da hat, wird doch auch eine DigiCam 
vorhanden sein. Oder?

Oder er wird wie immer nichts mehr zu dem Thema beitragen.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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zb
von http://www.hifi-forum.de/viewthread-136-56.html

>den hab ich mit einer Lampe gebaut und klirrt nur 0.0006 % bei 2Veff

Autor: Michi (Gast)
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Geile Diskussion!
Hier laufen Leute rum, die möchte man in echt lieber nicht erleben.

Grüße

Autor: Dieter S. (accutron)
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Also, um nochmals auf die eingangs gezeigte Schaltung einzugehen: Es 
handelt sich um eine Wienbrückenschaltung. Und die Phasenverschiebung am 
nichtinvertierenden Eingang des OPs gegenüber dessen Ausgang ist bei 
einer definierten Frequenz = null. Sie ist keinesfalls knapp 180°, wie 
da mal erwähnt wurde, und es dann zufolge der Ringverstärkung von 1 
dennoch zum Schwingen kommen soll.

Dieter

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tja, dann ist doch damit alles gesagt.

Autor: Exe (Gast)
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Autor: Exe (Gast)
Datum: 22.01.2009 16:09
H(w)= (1 + Rgk/Rlampe) x ((wT)/(3wT + j(w²T² - 1))
wobei T = RC ist
Imteil = 0 führt auf die Resonanzfrequenz w = 1/T = 1/RC
oder f= 1/(2phi x  RC)

Hi Dieter.
Die Phasendrehung des phasendrehenden oder phasenschiebenden Netzwerks 
ist bei Resonanzfrequenz Null, liegt bei deutlich kleiner Frequenz bei 
anähernd 90° und bei Frequenzen die gross gegenüber der Resonanz sind 
bei -90° wie obige Formel des 22.1. deutlich zeigt.
Dass es sich um eine Wienbrücke handelt wurde nie bestritten aber der 
zugehörige Rückkopplungsvierpol aus Reihen und Parallelschaltung von RC 
ist und bleibt ein Phasenschieber. Das gilt auch wenn das Netzwerk aus
L,C und R bestünde. Phasenschieber ist die Einteilung nach der 
Wirkungsweise und die Wienbrücke EINE der Möglichkeiten aber nicht die 
beste so aber die einfachste. Ein LC-Generator in geeigneter Schaltung 
(zB "Abdul" zu dem ich noch komme) schlägt JEDEN RC-Phasenschieber ob er 
aus Wien Phasen schiebt oder sonstwoher.
Nun an das Eingemachte nach der Wortklauberei.
Schneiden wir den Regelkreis am Nichtinvertiereingang auf dann haben wir

Ringverstärkung
Vring = (1 + Rgk/Rlampe) x k =(1 + Rgk/Rlampe) x  ((wT)/(3wT + j(w²T² - 
1))

Legen wir das auf Resonanz so wird der Ausdruck streng reell mit

k = 1/3 d.h.
der Op muss mindestens den Faktor 3 aufholen um einen Oszillator zu 
schaffen

Damit wird Rlampe mindestens 1/2 Rgk also etwa 200 deren von Ohm.

Nehmen wir

Rgk/Rlampe = 2 an

Der Innenwiderstand einer Metallfadenglühlampe geht nach

Rlampe(I) = F(I) = -aI² + bI + c

Damit erhalten wir

G(Rxx) = Rgk/Rlampe(I) = Rgk/(-aIlampe² + bIlampe + c)

wobei Ilampe immer -Igk ist wegen dem Op

Per Funktion eine Spezies

G(x) = G(Ilampe) = -G(Igk) = 1/(-ax² + bx +c)

Deren Regelsensitivität ist dann
dG/dI = - (-2ax + b)/(....)²

Wenn der Nenner nicht wäre eine lineare Kennlinie.
Der Nenner allerdings verkrümmt das dG/dI

Bitter wird dann der geschlossene Regelkreis

Gclosed = V(Ilampe)/(1 - k x V(Ilampe)) wobei k der Vierpol ist, in der 
Nähe von reell 1/3 liegt und V(Ilampe) mindestens 3 wird.

Viel Spass.

An Abdul
Der nic kommt noch zu deiner Präzisionsschaltung. Die ist ein echter 
Hammer.

An Düsi
Also Düsi. Einen Klirr von 0.0006% verlege ich in das Reich der Fabel.
Das sind 6ppm (parts per million), 6uV/V bzw roughly -110dB!!!
Mit was bei Gott möchte man das messen? 6uV sind Antennenspannungen im 
Rundfunk!!!
Der Klirrfaktor eines Schlamperops liegt im UNBELASTETEN Zustand bei 
1KHz um 0.004%, steigt bei Rl=2Kohm auf diese 0.01% an und hat bei einer 
Last von 500 deren von Ohm mit Glück noch 0.1%.
Das alles ohne Regelung!
Zur Messung von 0.0006% braucht es noch heftigeres Gerät als Andrews 
Reservatenkammer.
Zudem ist diese angegebene Seite eine Hybris von spam und pop-up Werbung 
die schlimmer nicht sein könnte. Da ist immer Sorgfalt geboten.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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#exe
>Einen Klirr von 0.0006% verlege ich in das Reich der Fabel.

also meine klirr-messbrücke geht so bis 0.002% ,
mit fft komm ich bis etwa -125dB... = 0,00005%

ein "etaws" teureres AP2 system kommt fast bis -150dB ,
das liegt nah am atomaren rauschen - mit kühlung ginge noch ein wenig 
mehr :)

also nicht nur oberschlau sprüche klopfen, sondern erst mal real 
testen...

spezielle low-distortion opamps kommen bis 0.00003% an 2kohm runter !

Autor: Eddy Current (chrisi)
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@Exe

>Der Innenwiderstand einer Metallfadenglühlampe geht nach

>Rlampe(I) = F(I) = -aI² + bI + c

Das mag richtig sein, gilt aber nur für DC.

Autor: Exe (Gast)
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An Düsi
Bist du dumm, Düsi?
Natürlich hat der gemeine Privatier solche Messbrücken, die einige 
hundert Euro kosten und natürlich glaubt der Herr Düsi alles was man ihm 
vorlegt.
Auch Ops gibt es mit solchen THD-Fakten zB von Burr-Brown aber die hat 
der gemeine Bastler ja auch in der Schublade.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/2538...

Zudem hast du nichts begriffen.
Der Op ist am Ausgang mit ca 500Ohm BELASTET.
Wer lesen kann ist stets im Vorteil!
Auch ein 084 hat UNBELASTET eine THD von unter o.o1% die aber bereits 
bei Nennlast von 2KOhm exponentiell ansteigt.
So erreicht sie typisch 0.01% bei 2KOhm und wird Mühe haben die 0.1% bei 
500Ohm zu halten.
Ist das eingedrungen?

An Eddy
Das ist richtig was du schreibst und daher auch die erste Ableitung.
Sie beschreibt das differentielle Verhalten in einem spezifischen 
Arbeitspunkt. Der statische Innenwiderstand des Lämpleins liegt bei etwa 
250Ohm, was vermutlich einen statischen Strom bei einem Veffsinus von 2V 
von etwa 4mAeffsinus ausmacht. Dies bedeutet für den Op schon eine recht 
dramatische Last.
Belaste einmal versuchsweise einen 741-series bei 2Veff mit 500Ohm und 
der schreit gequält auf.

Autor: Exe (Gast)
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http://www.mikrocontroller.net/attachment/45317/co...



Hi Abdul
Nun habe ich etwas Zeit für die Schaltung gefunden. Ein absoluter 
Hammer. Das macht Spass und zeugt bei dir von einem echten Kenner.
Als ich das erstmalig sah dachte ich:
Was soll das, das schwingt doch nicht. Die Ringverstärkung des rechten 
Teils ist durch den Spannungsfolger 1 und da hilft auch das ganze 
Phasenschieben mit den Colpitts-Cs und der Spule nicht.
Da sah ich den Komparator der zunächst sinnlos erschien.
Er ist das Alpha und Omega der Schaltung.
Dies ist ein nic, ein negative impedance converter der an seinem Ausgang 
einen negativen Widerstand Zo schafft.
An sich müsste der Invertaleingang beschaltet sein nmit Rgk/R und dann 
wäre Zo = -Rc x R/Rgk
Interessant wird es wenn R Null wird oder auch Rgk unendlich oder eben 
unbeschaltet.
Da gab es sich der Autor indem er die Übertragungsfunktion des 
leerlaufenden Ops aufschlüsselte und dann entwickelte.
So ergab sich am Ende ein sinnvoller Ausdruck für den "Entdämpfer" der 
letztendlich "generiert".
Der mittig angekoppelte IC-Tankkreis, also der Parallelkreis wird durch 
den negativen Zo so weit entdämpft dass er zur Oszillation kommt.
Der traurige Rest mit dem Spannungsfolger presst lediglich die 
Bandpasskurve enger zusammen oder mit anderen Worten: Er erhöht die Güte 
des Schwingkreises.
Dies ist der Grund für einen vermutlichen Klirrfaktor von deutlich unter 
0.01%. Die Eigenklirrfaktoren der Ops werden vernachlssigbar sein da der 
eine ein unbelasteter Spannungsfolger und der andere ein nic ist der 
durch den bei Resonanz extrem hochohmigen Parallelkreis auch frei läuft.
Chapeau!
Der Rest ist ausgeführt und könnte nur widergekäut werden. Jeder möge 
sich durch die Formelsätze durchfressen.
Ist etwas für Stefan und die Hilde.
P.S. Ich erlaube mir zur Zeitersparnis die Texte nicht auf Typos zu 
untersuchen.

Autor: Opi Wahn (sutika)
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Hallo,

Wenn man das dumme Gesülze von diesen egozentrischen Selbstdarsteller
weglässt ein rundum gelungener Beitrag.

Vielen Dank dafür.

Autor: Messknecht (Gast)
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> ...ein rundum gelungener Beitrag.

Allzuviel brauchbares bleibt dann aber nicht mehr übrig ;-)

Autor: Exe (Gast)
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Opi wo du Recht hast, da hast du einfach Recht. Schliesslich will man 
auf seine alten Tage ja auch noch mitreden können.
Wie wäre es mit einer breitbandigen Diskussion über das "Gesetz von 
Ohm"? Da gibt es sicher noch die eine oder andere Unklarheit zu 
beseitigen.
Oder günstig wäre auch.
""Wie behandle ich meine Inkontinenz im gesetzteren Alter?
Gibt mir hier der Microcomputer noch Hoffnung?""

Autor: yalu (Gast)
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Nachdem der Thread mittlerweile tief im Offtopic steckt, teilweise ins
Unseriöse abzugleiten droht und die Frage des OP ohnehin längst zu
seiner Zufriedenheit beantwortet ist, noch ein paar Kommentare zu Exes
Beiträgen:


1. Wortklauberei Phasenschieber/Phasenschieberoszillator

Du kritisierst die Leute, wenn sie schreiben, der Wien-Brücken-
Oszillator sei kein(e) Phasenschieberoszillator/-generator/-schaltung.
Das ist natürlich eine Frage der Namensgebung, aber auch diese sollte
halbwegs sinnvoll sein.

Man muss hier ganz klar unterscheiden zwischen dem frequenzbestimmenden
Vierpol und der Gesamtschaltung:

Die Wien-Brücke bzw. den darin enthaltenen RC-Bandpass an sich kann man
ohne Zweifel als Phasenschieber sehen, da sie/er für alle von der
Resonanzfrequenz verschiedenen Frequenzen tatsächlich eine
Phasenverschiebung bewirkt. Deswegen wäre es zwar nicht völlig falsch,
den kompletten Wien-Brücken-Oszillator als Phasenschieberoszillator zu
bezeichnen, aber trotzdem nicht sinnvoll, weil mit der gleichen
Begründung jeder Oszillator unabhängig von seinem Funktionsprinzip als
Phasenschieberoszillator bezeichnet werden könnte. Damit wäre dieser
Begriff aber ein Pleonasmus (wie der berühmte "weiße Schimmel" oder die
"runde Kugel") und damit überflüssig.

Viel sinnvoller ist es doch, als Phasenschieberoszillator nur diejenigen
Oszillatoren zu bezeichnen, bei denen der frequenzbestimmende Vierpol
auch unter idealen Betriebsbedingungen eine ausgeprägte Phasenverschie-
bung bewirkt, wie es bspw. bei dem Eintransistoroszillator mit der
RC-kette der Fall ist.

Des Weiteren habe ich weder in papierener Literatur noch im Internet
Hinweise darauf gefunden, dass der Wien-Brücken-Oszillator von einem
nennenswerten Anteil der Fachleute als eine spezielle Ausprägung des
Phasenschieberoszillators gesehen wird. Also lassen wir doch den
Wien-Brücken-Oszillator Wien-Brücken-Oszillator und den
Phasenschieberoszillator Phasenschieberoszillator sein.


2. Klirrfaktor der Schaltung

Wenn LT schreibt, der Oszillator habe einen Klirrfaktor von <0,0025%,
gehe ich davon aus, dass dieser gemessen wurde. Ich bin weiterhin der
Überzeugung, dass bei LT geeignete Messgeräte vorhanden sind, die eine
solche Aussage auch unter Berücksichtigung von Messungenauigkeiten
zulassen.

Die von dir angegebenen 0,1%, auf die du dich so sehr versteifst, sind
im Gegensatz dazu eine reine Schätzung, dazu noch eine, die vermutlich
um Größenordnungen daneben liegt. Und nur weil du keine Ausrüstung
hast, um Verzerrungen im ppm-Bereich zu messen, heißt das noch lange
nicht, dass solch verzerrungsarme Verstärker oder Oszillatoren nicht
realisierbar sind.


3. Allgemeines

Man muss dir zugestehen, dass du eine tiefgehende Kompetenz in Sachen
Elektronik, oder zumindest Teilen davon, hast. Damit wärst du —
insbesondere bei den interessanteren Themen, bei denen nicht jeder
mitreden kann — ein hervorragender Diskussionspartner in diesem Forum,
wenn du die Diskussion nicht durch folgende Punkte erschweren würdest:

- Mangelnde Sachlichkeit: Beschimpfungen und Beleidigungen bremsen oder
  ersticken jede Diskussion. Die Gründe, warum jemand ausfällig wird,
  sind schon genug diskutiert worden, ich möchte sie deswegen nicht
  aufzählen. Die meisten treffen auf dich sicher nicht zu. Warum lässt
  du also die "Nullpeiler", die "Förderschule" und den "Sandkasten" in
  deinen Beiträgen nicht einfach weg?

- Sprache: Ich habe überhaupt nichts gegen einen saloppen Sprachstil in
  Internetforen. Aber wenn bei komplexeren Themen zu viele "coole"
  Begriffe, unvollständige Sätze und falsche Gramatik zusammenkommen und
  dabei so schnell zwischen unterschiedlichen Themen hin- und herge-
  sprungen wird, fällt es mir wirklich schwer zu folgen. Ok, vielleicht
  bin auch ich einer dieser  "Nullpeiler".

  Aber witzigerweise habe ich mich bei dem Versuch ertappt, den Sinn
  deiner Prosatexte aus den eingeflochtenen Formeln zu rekonstruieren,
  da diese wesentlich leichter zu lesen sind als der Text. Normalerweise
  dient der Text dazu, die Formeln zu erläutern, bei dir ist es genau
  anders herum :)

  Wenn du wirklich FH-Dozent (oder sogar Professor) bist, wie du uns
  weiter oben wohl andeuten wolltest, würden es dir deine Studenten
  sicherlich danken, wenn du dir einen klareren Sprachstil und etwas
  mehr Struktur in deinen Ausführungen aneignen würdest.

- Sehr ausgeprägtes Selbstbewusstsein: Man braucht, auch wenn man Ahnung
  hat, nicht immer den "Vollpeiler" (um deinen Jargon zu aufzugreifen)
  herauszuhängen. Dann fällt es hinterher auch leichter, einen Fehler
  einzuräumen ;-).

  Anderen wirfst du vor, sich als "Heiligkeit" vereehren zu lassen. Kann
  es vielleicht sein, dass am Ende du die Elektronikheiligkeit bist?

Anmerkung: Abschnitt Nr. 3 spiegelt meine unerhebliche und subjektive
Meinung wider und braucht deswegen weder argumentativ nocht sonstwie
widerlegt zu werden.

Autor: Messknecht (Gast)
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Autor: Exe (Gast)
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Die von dir angegebenen 0,1%, auf die du dich so sehr versteifst, sind
im Gegensatz dazu eine reine Schätzung, dazu noch eine, die vermutlich
um Größenordnungen daneben liegt. Und nur weil du keine Ausrüstung
hast, um Verzerrungen im ppm-Bereich zu messen, heißt das noch lange
nicht, dass solch verzerrungsarme Verstärker oder Oszillatoren nicht
realisierbar sind.

Hi valu.
Nun enttäuscht du mich aber gründlich. Liest du nicht sorgfältig genug 
oder willst nur das lesen was deine Meinung unterstützt?
Also nochmals zum was weiss ich wievielten mal.

Ein handelsüblicher Op, egal ob 84, 741-series o.ä., hat bei einem 
Lastwiderstand von Rl = 2KOHM (in Worten: ZWEI KILOOHM) eine THD von 
0.01%.
Das bei rein ohmscher Beschaltung und OHNE nichtlineare Bauelmente.
Wir sind uns da doch hoffentlich einig und wenn nicht schau in das 
Datenblatt.
Dieser Eigenklirrfaktor, wie Dieter schon schrieb, kann NICHT 
unterschritten werden.
Da sind wir uns auch einig, ja.
Die Last am Op-Ausgang liegt bei 400-700Ohm was selbst die Grenzlast von 
600Ohm eines 1037 überfordert (in Worten: Vierhundert Ohm!). Der daraus 
resultierende THD beträgt für einen LM318 oder einen 741-series bereits 
ÜBER 0.5%. Dies durch eigene Messung und laut Herstellerangaben.
Ist das auch rübergekommen?
Der 1037 liegt hier besser aber um keine Grössenordnung bei 2K/600
So und nun zeige mir wie ein THD von 0.0025% oder gar Düsis legendäre 
0.0006% herkommen sollen.
Selbst der nicht gerade billige 1037 hat eine GRENZLAST von 600OHM bei 
10V. Der ist nicht auf besonders hohe Ausgangsströme ausgelegt sondern 
auf low-noise und hohe Gleichtaktunterdrückung sowie hohes Vo.
So, nun widerlege das anstatt mit unqualifizierten und unhaltbaren 
Behauptungen um dich zu werfen.
Nimm einen 084 oder 741 aus der Kiste beschalte ihn rein ohmisch (ich 
gebe dir noch Vorsprung ohne PTC-Krümmungen), belaste in äquivalent mit
400-700Ohm ind miss die erste Harmonische aus. Das alles bei einen 
output-swing von 5Vss.
Kind Gottes!
Da braucht es keine Hp-Analyzer oder teure Messbrücken. Da genügt ein 
einfaches Doppel-T-notch um festzustellen dass die erste Harmonische bei 
ca 1/200 der Grundwelle liegt.
Und das ganz ohne PTC. Aber der biegt ja die THDs erst gerade, klar 
doch.
So nun komm nicht mit DEINEN Schätzungen sondern mit Fakten.
Wer einen gesunden Menschenverstand hat und viel mit Ops arbeitet kann 
das bestätigen.
Bei mir zählen Argumente und keine Behauptungen.
Sei mir nicht böse aber das ist so.
Und was deine vielgerühmten Herstellerwitze angeht vertiefe dich 
nochmals in den Uraltfaden vom jo dem eine Schaltung von National 
zugrunde liegt deren performance zum Himmel schreit.
Papier ist geduldig.
Was meine Texte angeht.
Solange sich einer mir gegenüber höflich aufführt bekommt er auch eine 
höfliche Antwort. Wenn einer versucht mich anzupinkeln, wie der liebe 
Opi oder der Tiefflieger Bobbo (so leid es mir für Bobbo tut) der mich 
auffordert hier die Phasenverschiebung eines RC-Glieds zu BEWEISEN oder 
einen Düsi der den unglaubhaften Wert von 0,0025% noch mit 0.0006% 
top(p)t und dann auch noch ausfällig wird der sollte sich warm anziehen 
was kontroverse Schlachten anbetrifft.
Wer so viele Jahre so viele Schüler im FH-Level (Prof. war ich nicht) 
grösstenteils zum Erfolg führte der lässt sich nicht von Hinz oder Kunz 
versuchsweise vorführen.
Wenn ein Stefan in Minutenschnelle ein gar nicht so einfaches 
mathematisches Problem löst, wenn HildeK fundiertes Wissen verbreitet
(siehe Konstantstromquelle), ein Ralph angeschissen wird obwohl er das 
Netzteil baute und ein Abdul mit scharfem Blick Schaltungen ausgräbt die 
es wert sind Zeit zu investieren so mache das bitte nach.
Danach sprechen wir wieder über die Qualität eines Unterrichts und 
zufriedene Schüler.
Herummeckern kann jeder (siehe Opi oder dieser Iwan der eine arme Sau 
von Frager herunterbutterte mit seinem Unterschied zwischen bedrahtet 
und "mit Drähten") solange ist das was ich hier bringe noch absolut 
pflegeleicht.
So sehe ich das.
Hier wäre die Präsenz des Admins geboten Einhalt zu gebieten aber ich 
sah nur einmal einen "Moderator" in der zugegeben kurzen Zeit.
Der liebe Andrew mag manchmal harsch sein aber eines muss man ihm 
lassen. Er ist ungemein hilfswillig und unterstützt gerne auch weniger 
qualifizierte Mitstreiter hier. Das ist auch schon etwas.

Guaranteed 4.5 nV/Root-Hz 10Hz noise
Guaranteed 3.8 nV/Root-Hz 1kHz noise
0.1Hz to 10Hz noise, 60nVP-P, Typical
Guaranteed 7 Million Min Voltage Gain, RL = 2k
Guaranteed 3 Million Min Voltage Gain, RL = 600 Ohm
Guaranteed 25µV Max Offset Voltage
Guaranteed 0.6µV/°C Max Drift with Temperature
Guaranteed 11V/µsec Min Slew Rate (LT1037)
Guaranteed 117 dB Min CMRR

Autor: yalu (Gast)
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Exe schrieb:
> So, nun widerlege das anstatt mit unqualifizierten und unhaltbaren
> Behauptungen um dich zu werfen.

Ich habe bezüglich des Klirrfaktors nichts behauptet, sondern lediglich
zu bedenken gegeben, dass zwischen deiner Behauptung (0,1%) und der
Behauptung von LT (0,0025%) ein signifikanter Unterschied besteht und
ich nicht glaube, dass der Wert von LT völlig an den Haaren
herbeigezogen ist. Auch in diesem Beitrag behaupte ich nichts, stelle
aber eine Überlegung an, die die 0,0025% zumindest plausibel erscheinen
lässt.

> Ein handelsüblicher Op, egal ob 84, 741-series o.ä., hat bei einem
> Lastwiderstand von Rl = 2KOHM (in Worten: ZWEI KILOOHM) eine THD von
> 0.01%.

Ich habe gerade nachgeschaut: Der TL084 hat 0,003% bei Verstärkung 1 und
2kOhm Last. Hochgerechnet auf Verstärkung 3 wären das etwa 0,009%. Die
von dir genannten 0,01% kommen also ganz gut hin.

Für den LT1037 kann ich leider keine THD-Angabe im Datenblatt finden,
deswegen werde ich diesen Wert, auch wenn es mir widerstrebt ;-),
schätzen:

Der aus den ohmschen Widerständen, den Kondensatoren und der Lampe
gebildete Lastwiderstand beträgt 564 Ohm, so dass die im Datenblatt des
LT1037 genannten Werte für 600 Ohm hinreichend genau sein sollten.

Die Differenzverstärkung des TL084 beträgt bei 2 kOhm minimal 5E4 und
typisch 20E4, die des LT1037 bei 600 Ohm minimal 3E6 und typisch 12E6.
Die Differenzverstärkungen der beiden Bausteine unterscheiden sich also
um den den Faktor 60, weswegen bei vergleichbarer Open-Loop-Linearität
davon ausgegangen werden kann, dass der Klirrfaktor des LT1037 ebenfalls
um den Faktor 60 besser ist. Er beträgt damit etwa 0,00015%, was schon
deutlich besser ist als die von dir angenommenen 0,01%.

Bei der Oszillatorschaltungen kommen nun noch die durch die Lampe
erzeugten Verzerrungen hinzu:

Da der Glühfaden der Lampe aus Metall besteht, verhält er sich bei
konstanter Temperatur wie ein ohmscher Widerstand. Die Nichtlinearität
ensteht lediglich durch Temperaturschwankungen, deren Höhe von der
Zeitkonstante der Lampe, also vom Produkt ihrer Wärmekapazität und ihres
Wärmewiderstand abhängen. Je "träger" die Lampe ist, desto geringer sind
auch die durch sie erzeugten Verzerrungen.

Zwischen den o.a. 0,00015% des Operationsverstärkers und den von LT
angegeben 0,0025% liegt ein Faktor von 16,7, so dass in meinen Augen
genügend Raum für die Nichtlinearität der Lampe bleibt, wenn dafür ein
Typ mit ausreichend hoher Zeitkonstante (>> 1/f) gewählt wird. Ich habe
leider keine genauen Daten zu der in der Schaltung eingesetzten "#367
Lamp", sonst könnte ich deren Einfluss auf die Gesamtverzerrungen
genauer quantifizieren.

Etwas anders würde es sich verhalten, wenn — wie häufig bei diesem
Oszillatortyp zu sehen — anstelle der Lampe ein FET eingesetzt würde,
der über einen vorgschaltetem Gleichrichter und Tiefpass angesteuert
wird. Da beim FET selbst bei konstantem Ugs zwischen Id und Uds nur ein
näherungsweise linearer Zusammenhang besteht, sind bei einfach
aufgebauten Schaltungen die Verzerrungen wesentlich größer als bei der
Variante mit der Lampe. Da hilft dann auch das Vergrößern der
Zeitkonstante des Tiefpasses nichts.

Autor: Exe (Gast)
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Hi yalu.
Die 0.01% für den 084 stehen auch im Datenblatt bei 2KOhm und bei 
500-600Ohm Last sind 0.1% noch geschmeichelt. Ein 741-series als 
Spannungsfolger zeigt ab 300Ohm Last bereits SICHTBARE Zeichen von 
Klirrfaktor im Grossignalverhalten, also bei 5Vss aufwärts.
Die Kappen sind zwar noch rund aber die Flanken beginnen sich bereits zu 
verbiegen.
Den THD verschweigen die 1037-er da dieser Op nicht auf den 
bestmöglichen Klirr "gezüchtet" wurde. Der hat andere Vorzüge und der 
dürfte vielleicht bei 500Ohm Last, was bereits JENSEITS seiner maximalen 
Spezifikation liegt Glück haben die 0.01% zu matchen. Den sehe ich mit 
einer 500Ohmlast bei etwa 0.03% bei Vclosed = 3.
Den Rest besorgt die Lampe

Zitat
""Da der Glühfaden der Lampe aus Metall besteht, verhält er sich bei
konstanter Temperatur wie ein ohmscher Widerstand. Die Nichtlinearität
ensteht lediglich durch Temperaturschwankungen, deren Höhe von der
Zeitkonstante der Lampe, also vom Produkt ihrer Wärmekapazität und ihres
Wärmewiderstand abhängen. Je "träger" die Lampe ist, desto geringer sind
auch die durch sie erzeugten Verzerrungen.""

Diese Ansicht ist unrichtig. Der Kennlinienverlauf R = F(I) ist 
parabolisch, wie ich bereits ausführte, und die erste Ableitung, also 
die Tangente im Arbeitspunkt, gibt die Regelkennlinie. Bei Regelung wird 
die Temperatur der Lampe verändert, soweit ist es richtig, aber der 
zugehörige Widerstand gehorcht dieser Änderung parabolisch und nicht 
linear. Dies erzeugt nicht unerheblichen ZUSÄTZLICHEN Klirrfaktor den 
man allerdings nur berechnen kann wenn man den komplizierten Nenner der 
Ableitung einbezieht. Aber es dürfte nicht unerheblich sein.
Und nun kommt das Entscheidende.
Im Gegensatz zur THD des Ops, die durch stramme Gegenkopplung gesenkt 
werden kann, unterliegt der THD der Lampe nicht dieser Gegenkopplung,
Vielmehr ist er einer Änderung der Eingansspannung am Invertaleingang 
gleichzusetzen und taucht mit Vclosed am Op-Ausgang auf.
Das ist die Crux an der Sache.
Die Lösung mit einem FET, die ich bereits ansprach, bei einer 
äquivalenten Last von 2KOhm würde wohl einen Klirrfaktor von 0.0025% 
anstreben. Die 0.0006% sind Fabelwerte die vielleicht durch den 
"Abdul"-Generator erzielt werden können aber nicht durch solche 
Trivialschaltungen.
Hersteller von Ics neigen stets dazu ihren Produkten Fabelwerte 
unterzuschieben was Applikationen anbetrifft. Dies macht sich immer cool 
für das business.

Autor: yalu (Gast)
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> Ein 741-series als Spannungsfolger zeigt ab 300Ohm Last bereits
> SICHTBARE Zeichen von Klirrfaktor im Grossignalverhalten, also bei
> 5Vss aufwärts.

Auch wenn du noch so sehr an ihm hängst: Leg endlich diesen 741er ganz,
ganz weit weg. Der hat mittlerweile 41 Jahre auf dem Buckel und ist
nicht im geringsten mit dem LT1037, um den es hier geht, vergleichbar.

> Den sehe ich mit einer 500Ohmlast bei etwa 0.03% bei Vclosed = 3.

Das ist wenigstens richtig formuliert, nämlich als Meinungsäußerung von
dir, der man sich anschließen kann oder auch nicht ;-)

Das Problem bei der Sache ist, dass

1. im Datenblatt keine Angabe zum Klirrfaktor steht,

2. keiner der bisherigen Poster einen LT1037 bei sich auf dem Tisch
   liegen hat und geeignetes Equipment besitzt, den Klirrfaktor zu
   messen und

3. für den Fall, dass doch jemand die Messung machen könnte, du das
   Ergebnis nicht glauben würdest.

Man könnte den Klirrfaktor berechnen, wenn man für die gegebene Last
eine Kennlinie hätte, die die Open-Loop-Verstärkung des Bauteils über
der Eingangsdifferenz- oder der Ausgangsspannung darstellt.

Um deine Annahme, dass der Klirrfaktor nicht besser als 0,03% ist,
widerlegen zu können, ist der genaue Verlauf dieser Kennlinie aber
wahrscheinlich gar nicht erforderlich. Ich bin nämlich der festen
Überzeugung, dass es dir nicht gelingen wird, eine solche Kennlinie
aufzumalen, die über den gesamten betrachteten Bereich von UA=±8V
mindestens bei bei den im Datenblatt angegebenen 3E6 liegt und trotzdem
zu einem Klirrfaktor von 0,03% oder mehr führt.

Ich behaupte sogar, dass, egal wie krumm du die Verstärkungskennlinie
auch zeichnest, der daraus berechnete Klirrfaktor immer besser als
0,0021% (dem geometrischen Mittel aus deiner und meiner Schätzung) sein
wird.

> Diese Ansicht ist unrichtig. Der Kennlinienverlauf R = F(I) ist
> parabolisch,

Nein, da verwechselst du etwas: nicht R(I) ist parabolisch, sondern R(T)
(T=Temperatur). Siehe hier:

  http://www.systemdesign.ch/index.php?title=Widerst...
  http://www.mikrogasturbine.de/temperatur.html
  ...

Man kann aber R(I) aus der Gleichung für R(T) berechnen, wenn man den
Wärmewiderstand Rth zwischen dem Glühdraht der Lampe und der Umgebung
kennt:

Diese Gleichung ist aber im vorliegenden Fall völlig ohne Belang, da sie
nur dann stimmt, wenn die Lampe genügend Zeit hat, ihre Endtemperatur

zu erreichen. Diese Zeit hat sie aber bei weitem nicht, da sich der
Strom wesentlich schneller ändert, als die Temperatur folgen kann. Und
genau das ist das Wesen des Glühlampenamplitudenreglers, der auf den
folgenden beiden Eigenschaften der Lampe basiert:

1. Da die Zeitkonstante der Lampe wesentlich größer als die Perioden-
   dauer des erzeugten Sinussignals ist, werden Temperatur und Wider-
   stand im Wesentlichen nur vom Effektivwert des Stroms bestimmt und
   bleiben daher nahezu konstant.

2. Der Widerstand der Lampe ist — im Gegensatz zum Rds eines FETs —
   praktisch völlig unabhängig von der anliegenden Spannung.

Diese beiden Eigenschaften sind mit Halbleiterbauteilen nur mit deutlich
höherem Aufwand nachbildbar.

Autor: Exe (Gast)
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Hi yalu

""Auch wenn du noch so sehr an ihm hängst: Leg endlich diesen 741er 
ganz,
ganz weit weg. Der hat mittlerweile 41 Jahre auf dem Buckel und ist
nicht im geringsten mit dem LT1037, um den es hier geht, vergleichbar.""

Du hast nicht erkannt was -series heisst.
Damit sind der 741 UND alle seine Billig-Nachfolger (084, 318 usw) 
gemeint und es bleibt dabei:
Ein Klirr für einen Op der jenseits seiner Maximaldaten betrieben wird 
und das gilt auch für den 1037 bei rund 500Ohm hat einen Klirrfaktor der 
zur üblichen Nennlast von 2KOhm EXPONENTIELL ansteigt. Es bleibt bei den 
0.03% bei ca 500Ohm OHNE Lampe.
Das wird aber im Gegensatz zu dem folgenden im Dunkel bleiben.



Diese Aussagen von dir sind UNRICHTIG.

Zitat yalu

""nicht R(I) ist parabolisch,""

Hier ist der unschlagbare Beweis auch wenn dir das nicht gefällt.

http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...


Aber der das gemessen hat war vermutlich betrunken und da bog sich die 
Kennlinie vor Schmerz
So das wäre wohl vom Tisch

Auch das ist UNRICHTIG so leid es mir tut.
Zitat yalu
""Diese Zeit hat sie aber bei weitem nicht, da sich der
Strom wesentlich schneller ändert, als die Temperatur folgen kann. Und
genau das ist das Wesen des Glühlampenamplitudenreglers, der auf den
folgenden beiden Eigenschaften der Lampe basiert:

1. Da die Zeitkonstante der Lampe wesentlich größer als die Perioden-
   dauer des erzeugten Sinussignals ist, werden Temperatur und Wider-
   stand im Wesentlichen nur vom Effektivwert des Stroms bestimmt und
   bleiben daher nahezu konstant.""

Bitte nicht Äpfel mit Birnen vergleichen.
Richtig ist dass die mittlere Temperatur der Wendel ziemlich konstant 
bleibt soweit das Vss erhalten bleibt aber der STROM ändert sich sehr 
wohl mit der Sinusschwingung und damit der zugehörige differentielle 
Widerstand der Lampe (fast) phasengleich und praktisch unverzögert 
nichtlinear da eben das R(I) parabolisch verläuft. R(I) bestimmt die 
Übertragungsfunktion und nicht R(T).
Daraus resultieren die nichtlinearen Verzerrungen und nicht aus der 
Temperatur. Die hattest nur DU als massgeblich angeschaut. Ich hatte sie 
nie einbezogen.
Die Trägheit der Wendel hat nur für die Nachregelzeit des Kreises 
Bedeutung wenn zum Bleistift das Vss am Ausgang verändert würde.
Das mit dem FET ist in allgemeiner Überzeugung so.
Jeder andere nichtlineare Widerstand der mit "Lampe" nichts zu tun hat 
würde die gleichen Verzerrungen erzeugen. Dass man die Lampe nahm hängt 
damit zusammen dass deren Widerstand sich erhöht bei einer langsamen 
Stromerhöhung während das bei einer Kohlenfadenlampe oder Halbleitern 
umgekehrt wäre.
Darauf beruht die Regelung zur Vermeidung der Resonanzkatastrophe.

Autor: Dieter S. (accutron)
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Jetzt wird's langsam interessant.

Wenn ich Exes Ausführungen richtig verstanden habe, soll der Widerstand 
der Glühwendel nicht nur im eingeschungenen Zustand nichtlinear vom 
Strom abhängig sein, sondern auch für beliebig kurze Stromänderungen. 
Davon habe ich noch nie gehört, aber wenn's stimmt, werde ich mich 
verschließen. Gibt's darüber eine plausible Abhandlung?


Dieter

Autor: Dieter S. (accutron)
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...werd ich mich NICHT verschließen....


soll es natürlich heißen.

Dieter

Autor: yalu (Gast)
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> ""Auch wenn du noch so sehr an ihm hängst: Leg endlich diesen 741er
> ganz,
> ganz weit weg. Der hat mittlerweile 41 Jahre auf dem Buckel und ist
> nicht im geringsten mit dem LT1037, um den es hier geht, vergleichbar.""
>
> Du hast nicht erkannt was -series heisst.
> Damit sind der 741 UND alle seine Billig-Nachfolger (084, 318 usw)
> gemeint und es bleibt dabei:

Dann leg diese ebenfalls beiseite. Um die geht es hier überhaupt nicht,
wie oft muss ich das noch betonen?

> Ein Klirr für einen Op der jenseits seiner Maximaldaten betrieben wird

Wo steht geschrieben, dass der LT1037 jenseits seiner Maximaldaten
betrieben wird? Ich habe mir drei verschiedene Datenblätter angeschaut.
Da steht unter den "maximum ratings":

  Duration of output short circuit . . . . . . . . . . . . Unlimited

und

  PACKAGE    TA<=25°C
            POWER RATING
    DW       1025mW
    JG       1050mW
    P        1000mW

Welcher dieser Werte werden deiner Meinung nach überschritten? Oder habe
ich irgendwo einen Maximalwert für den Strom oder einen Minimalwert für
den Lastwiderstand übersehen?

Weiter unten sind sogar für RL = 600 Ohm die Verstärkung und andere
Daten angegeben. Damit liegen die 600 Ohm noch deutlich innerhalb der
Maximalwerte und die in der Schaltung vorkommenden 564 Ohm noch lange
nicht außerhalb. Und solltest du dich jetzt wirklich an den 6%
aufhängen, die die 564 Ohm kleiner als die 600 Ohm sind, dann passe doch
einfach die Widerstände und Kondensatoren in der Schaltung um den
entsprechenden Faktor an.

> ""nicht R(I) ist parabolisch,""
>
> Hier ist der unschlagbare Beweis auch wenn dir das nicht gefällt.
>
> http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...

Wieso ist dein Link der unschlagbare Beweis und meine beiden Links
nicht? ;-)

Da, wie ich schon in meinem letzten Beitrag schrieb, der exakte Verlauf
der Temperaturkennlinie sowieso unerheblich ist, verrate ich dir jetzt
ein kleines Geheimnis (psst, bitte keinem weitersagen): Weder R(I) noch
R(T) sind quadratische Funktionen, sie werden lediglich in einem
begrenzten Temperaturbereich gut durch solche angenähert, so wie man
jede schwach und einfach gekrümmte Funktion sehr gut durch eine
quadratische Funktion annähern kann. Da die Lampe in der Oszillator-
schaltung in einem sehr engen Temperaturbereich betrieben wird, würde
zur Dimensionierung des Reglers sogar eine lineare Näherung ausreichen.

> Aber der das gemessen hat war vermutlich betrunken und da bog sich die
> Kennlinie vor Schmerz

Jetzt muss ich aber grinsen. Weiter oben zweifelst du die Messung von
Düsi und sogar die von LT an, dieser Messung vertraust du aber voll. Nur
weil sie besser in dein Konzept passt? :D

Aber sei's drum. Die Messungen sind vollkommen richtig und zeigen sehr
schön die nichtlineare Temperaturabhängigkeit des Widerstands.

> aber der STROM ändert sich sehr wohl mit der Sinusschwingung und damit
> der zugehörige differentielle Widerstand der Lampe (fast) phasengleich
> und praktisch unverzögert

Ersetze

  (fast) phasengleich

durch

  deutlich phasenverschoben (bis zu 90°)

und lass das "unverzögert" weg, dann stimmt's :)

Ich bleibe dabei: Der Widerstand hängt direkt von der Temperatur ab. Vom
Strom hängt er nur insofern ab, dass dieser eine Temperaturerhöhung
hervorruft. Und diese Temperaturerhöhung erfolgt aufgrund der von Null
verschiedenen Masse des Glühfadens verzögert. Das Ganze verhält sich wie
ein Tiefpass erster Ordnung mit der Zeitkonstante

  tau = Wärmewiderstand * Wärmekapazität

> R(I) bestimmt die Übertragungsfunktion und nicht R(T).
> Daraus resultieren die nichtlinearen Verzerrungen und nicht aus der
> Temperatur.

Nein. Würdest du den Glühfaden durch externe Kühlung/Erwärmung auf
konstanter Temperatur halten, wäre der Widerstand vom Strom unabhängig.

Dieter S. schrieb:
> Wenn ich Exes Ausführungen richtig verstanden habe, soll der
> Widerstand der Glühwendel nicht nur im eingeschungenen Zustand
> nichtlinear vom Strom abhängig sein, sondern auch für beliebig kurze
> Stromänderungen. Davon habe ich noch nie gehört,

Puh, endlich mal wieder jemand, der im Physikunterricht nicht ständig
krank war :). Du hast völlig recht, denn wenn das Ohmsche Gesetz nicht
einmal für ganz "gewöhnliche" Leiter aus Metall gilt, wo sonst?

Es gilt zumindest solange, wie eine gewisse Stromdichte im Leiter nicht
überschritten wird. Irgendwann wächst der Widerstand dann doch, weil der
Leiter nur endlich viele Elektronen mit endlicher Maximalgeschwindigkeit
enthält. Aber ich glaube, von der Situation, wo man solche Dinge
berücksichtigen muss, sind wir bei der vorliegenden Schaltung sehr weit
entfernt ;-)

Autor: Dieter S. (accutron)
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Yalu,

das denke ich auch, ebenfalls wird wohl der Skineffekt noch 
vernachlässigbar sein. Kohlefadenlampen verhalten sich zwar 
grundsätzlich anders, aber um diese geht es auch nicht.


Dieter

Autor: yalu (Gast)
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@Andrew Taylor:

Bitte sehr:

       @         .
gyrator linuxmail org

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Dieter S. wrote:
> Yalu,
>
> das denke ich auch, ebenfalls wird wohl der Skineffekt noch
> vernachlässigbar sein. ....
>
>
> Dieter

Bei 1 kHz sicher richtig. Die meisten dieser Oszillatoren sind in den
LT-Applikationen (und anderer Hersteller auch) um die 1 kHz. Den
Skineffekt dürfen  wir hier außen vor lassen.


Andrew

Autor: Düsentrieb (Gast)
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so, statt viel blahblah mal real getestet:

bei +/- 12v , ca 12vss out, 1khz
erstmal birnchen gesucht....irgendwas mit 88 ohm kalt gefunden,
mit standard-gurke TL072 k=0,22%
hmmm, birnchen scheint etwas niederohmig für den guten opamp...
versuch: 100 ohm + 3 birnchen in reihe...das "super"birnchen ...
jetzt:
TL072   0,0042%     aaah, schon besser, noch andere:
NE5532  0,0032%
OPA2134 0,0030%

bei dem ungeschirmten aufbau schon mal nicht übel - oder?

ich guck mal, ob ich noch nen 1037 finde...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Düsentrieb wrote:
> so, statt viel blahblah mal real getestet:


Danke für die Bestätigung der wesentlichen Punkte durch einen weiteren 
Tester ;-)

Paßt also. Wie bereits gesagt: HP hat Tausende klirrarme 
Sinusgeneratoren ab den 60ern in den Markt gebracht. Da wurden sehr 
niedrige Klirrgrade auch mit Schaltungen erreicht, die deutlich weniger 
Performance als LT1037 und co hatten.

Autor: Exe (Gast)
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Hi yalu.
Du erzählst hier Chuzpe d.h. die krampfhaften Versuche Tatsachen zu 
ignorieren und anstatt dessen versuchen den geneigten Leser auf das 
Temperaturabstellgleis zu locken weil du genau weisst dass deine 
Argumentation FALSCH ist dies aber nicht eingestehen willst.


R = 600Ohm
Wer lesen kann ist stets im Vorteil.
Der Op ist genormt auf 2Kohm und grenzt bei 600Ohm. Das was du da von 
der Maximalleistung bringst ist ohne Relevanz. Endstufen mit 1KW können 
0,5% oder 5% Klirr haben

Aus dem Originaldatenblatt des 1037
""The voltage gain of the LT1007/LT1037 is an extremely high
20 million driving a 2k load and 12 million driving a 600
load to ±10V.""

Nun zu dem gebündelten Brüller den du da von der Temperatur erzählst.
Schau nochmals rein und LESE endlich was da steht.
Steht da etwas von Temperatur, Kind Gottes?
Nein!
Es ist die Kennlinie R = F(I!!!) wichtig und sonst nichts. Die URSACHE, 
also die Temperatur, ist bedeutungslos.

http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...

Setz dich hin und miss das nach. Das ist eine Sache von 10Minuten und 
Stand des Schulwissens seit mehr als 50 Jahren. Oder ich schleppe dir 
noch ein paar Links an um die Leser zu langweilen.

Dein letzter Rettungsanker, nämlich die Temperatur, spielt woanders eine 
Rolle aber nicht beim Klirrfaktor. Daher auch der Versuch den geneigten 
Leser mit so einem Unfug wie dem Tiefpass auf eine falsche Fährte zu 
locken. Auch dazu komme ich gleich.
Für den 1KHz-Sinus ist die vernachlässigbare Eigeniduktivität der Wendel 
von Bedeutung und nicht dein Wärmetiefpass. Der ist so träge dass es den 
Sinus schon lange nicht mehr berührt.
Sagt dir das wenigsten dein gesunder Menschenverstand?
Also
R = F(I) ist eine Parabel und die Gegenkopplung folgt dieser PARABEL 
gekrümmt wobei die Temperatur eine mittlere Temperatur annimmt da sie 
dem 1KHz-Wechsel nicht folgen kann.
Geht das endlich unter deinen Hut?
Igk = -I da der Invertaleingang virtuell Null ist und damit hat der 
Ausgangssinus bei 1KHZ (!!!!!) dieser GEKRÜMMTEN Kennlinie zu folgen was 
eben zu nichtlinearen Verzerrungen führt.
Aber die existieren ja deiner Meinung nach gar nicht.
Solltest du wieder mit der Chuzpe daherkommen dass R = F(I) linear wäre 
melde ich dich beim Rektor der Planet zur Nachhilfe an.
So und nun zu deiner Temperatur die da herhalten musste.
Die Temperatur ist KONSTANT solange ausgeregelt ist und der Op-Ausgang 
einen konstanten Sinus abgibt da die thermische Zeitkonstante der Wendel 
weitab von 1msec liegt. Dazu ist der Faden zu müde.
Es bewegt sich der Strom I differentiell im Arbeitspunkt durch den Sinus 
wobei die MITTLERE TEMPERATUR ERHALTEN bleibt. Eine Phasenverschiebung 
von deinen sogenannten 90° ist so verwechslungsbehaftet dass man da 
nicht darauf eingehen muss.
Was rauchst, trinkst oder isst denn DU so?
Entschuldige bitte aber das muss ich bei sowas schon fragen.
Deine geliebte Wien-Brücke würde sich bedanken ob dieder "90°".
Ich will dir sagen wann sich die MITTLERE Temperatur des Fadens ändert.
Wenn du die Amplitude des Ausganssinus' änderst und in der Ausregelzeit 
in der der Op versucht die ständig drohende Resonanzkatastrophe zu 
verhindern indem er den MITTLEREN Strom der Wendel und damit den 
mittleren Widerstand anpasst.
Diese Regelzeitkonstante bewegt sich in Teilen einer SEKUNDE und führt 
zum Unter-oder Überschwingen der Ausgangsamplitude.
Kannst du simulieren durch Kurzschluss am Op-ausgang. Danach siehst du 
dass der Sinus zunächsr über- und dann unterschwingt und was du siehst 
"sieht" selbst die Wendel.
Mein Gott, yalu.
Gegenüber "langfristigen" TEMPERATURänderungen verhält sich die Wendel 
wie ein TP aber das steht nicht zur Debatte da innerhalb der Regelzeit 
noch nichtlineare Verzerrungen durch die Regelung selbst hinzukommen.
Uff.

An Düsi

TL072   0,0042%
NE5532  0,0032%
OPA2134 0,0030%

Vor allem weil der 072 bei 1-2Kohm bereits selbst 0.01% (V=3) aufbringt 
und das ganz ohne Lampe.
Ich habe das an einem 1037 gemessen und kam auf 0.055%. Das ist zwar 
auch gelogen macht sich aber gut.
Nun musst du nur noch verkünden dass der Rgk = 450Ohm wäre, gell.























http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Darf ich noch eine kurze Diskussion zur Angabe der Genauigkeit der 
erzeugten Frequenz vom Zaun brechen?

Es sind ja vier Bauteile mit einer Toleranz von von 0.1% spezifiziert. 
Daraus folgert LT eine Genauigkeit für die erzeugte Frequenz von 0.4%. 
Würde man das nun als mal eben angenommen einstufen? Ich sehe jedenfalls 
nicht, dass sich die Frequenz um 0.1% ändert, wenn sich beispielsweise 
ein einzelner Widerstand um 0.1% ändert.

Letztlich ist es auch so, dass, wenn alle Bauteile um 0.1% nach oben 
abweichen - sich die Frequenz um gerade mal 0.201% verringert.

Autor: Exe (Gast)
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An Andrew

Hast du dir einmal angeschaut welchen Aufwand HP trieb um Klirrbrücken 
zu entwerfen bzw zu verkaufen? Da könnte sich diese Trivialschaltung 
eine Scheibe abschneiden. Ein Op ist keine Wundersalbe. Richtig ist dass 
die Messbrücken von HP unglaublich in ihrer performance waren. Aber auch 
unglaublich teuer.
Der vielzitierte FET anstatt der Triviallampe und wir sind einig bei 
einem Klirr um oder unter 0.01%

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Wenn die Temperatur der Glühwendel durch einen Tiefpass 1. Ordnung 
gemittelt wird, würde sich die Temperatur bei 1kHz immer noch mit -60dB 
ändern. Der Klirrfaktor liegt unterhalb dieser Grössenordnung, womit 
bewiesen werden muss, dass die Glühwendel keinen Einfluss auf den 
Klirrfaktor hat.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Eddy Current wrote:
> Darf ich noch eine kurze Diskussion zur Angabe der Genauigkeit der
> erzeugten Frequenz vom Zaun brechen?
>
> Es sind ja vier Bauteile mit einer Toleranz von von 0.1% spezifiziert.
> Daraus folgert LT eine Genauigkeit für die erzeugte Frequenz von 0.4%.
> Würde man das nun als mal eben angenommen einstufen? Ich sehe jedenfalls
> nicht, dass sich die Frequenz um 0.1% ändert, wenn sich beispielsweise
> ein einzelner Widerstand um 0.1% ändert.
>
> Letztlich ist es auch so, dass, wenn alle Bauteile um 0.1% nach oben
> abweichen - sich die Frequenz um gerade mal 0.201% verringert.

Für die Fehlerrechnung gilt Pythagoras, solange es ein System ist in dem 
das Superpositionsprinzip gilt. Das trifft auf alle linearen Systeme zu 
(also aus max. R, L, C und idealen Quellen/Senken bestehend).
Nichtlineare Bauelemente wie Dioden und natürlich der OpAmp müssen 
getrennt behandelt werden. Da tue ich mich momentan schwer. Irgendwas 
mit der Verstärkung muß dann multipliziert werden.


Gruß -
Abdul

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Eddy Current wrote:
> Wenn die Temperatur der Glühwendel durch einen Tiefpass 1. Ordnung
> gemittelt wird, würde sich die Temperatur bei 1kHz immer noch mit -60dB
> ändern. Der Klirrfaktor liegt unterhalb dieser Grössenordnung, womit
> bewiesen werden muss, dass die Glühwendel keinen Einfluss auf den
> Klirrfaktor hat.

Ich denke, es müssen -240dB sein. Einfach, weil die Störung proportional 
zur absoluten Temperatur hoch 4 ist.


Nach meinen Messungen haben kleine Glühlämpchen (3V, 40mA nominal) eine 
Grenzfrequenz von grob ungefähr 1kHz.


Gruß -
Abdul

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Ja, sehe ich auch so. Also stimmen die 0.4% oben im Schaltplan wohl eher 
nicht. Der Beweis hierfür könnte anstrengend werden, da in diesem Fall 
die Formel für die Frequenz in Abhängigkeit beider Rs und Cs notwendig 
wird. Das kann man herleiten, muss man aber nicht. Ging mir nur ums 
Prinzip um nicht Offtopic zu werden ;-)

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Mathematisch würde das sicher ausarten und nur für Narzisten erotisch 
sein.

Ich würde den statistisch abgesicherten Beweis indirekt über eine 
Monta-Carlo Analyse in PSPICE durchführen. Diese könnte die 
nichtlinearen Elemente auch gleich mit einschließen.


Gruß -
Abdul

Autor: Düsentrieb (Gast)
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so, lt1037 gefunden... 0,0020% THD
allerdings das meiste einstreuungen,
noch dazu nah am limit der messbrücke ( ca 0,0008%)
bereits leichte erschütterung am tisch macht deutliche störungen,
vmtl weil dann die wendel in den birnchen vibriert...nett.

und an den dumm-laller: rgk = 1k

Autor: Josef H. (Gast)
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Hallo Leute,

ich verfolge diesen Thread bereits von Anfang an und versuche allen 
Gedankengängen zu folgen. Hab aber mit einem meine Schwierigkeiten:

Exe (Gast) wrote:

> http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...

...

> Richtig ist dass die mittlere Temperatur der Wendel ziemlich konstant
> bleibt soweit das Vss erhalten bleibt aber der STROM ändert sich sehr
> wohl mit der Sinusschwingung und damit der zugehörige differentielle
> Widerstand der Lampe (fast) phasengleich und praktisch unverzögert
> nichtlinear da eben das R(I) parabolisch verläuft. R(I) bestimmt die
> Übertragungsfunktion und nicht R(T).

...

> R = F(I) ist eine Parabel und die Gegenkopplung folgt dieser PARABEL
> gekrümmt wobei die Temperatur eine mittlere Temperatur annimmt da sie
> dem 1KHz-Wechsel nicht folgen kann.
> Geht das endlich unter deinen Hut?


Also meiner Meinung nach wurden doch bei diesen Messungen in dem Link 
die Messwerte im eingeschwungenen Zustand aufgenommen, sprich Spannung 
einstellen --> Strom messen.

Nun Exe, wie soll nun aus dem Verlauf dieser Kennlinien (deren 
Messpunkte wie gesagt im stationären thermischen Zustand, habs gerade in 
der Versuchsbeschreibung nachgelesen, aufgenommen wurden) auf ein 
Kleinsignalverhalten bei einer annähernd konstanten Temperatur 
geschlossen werden? Dabei verstehe ich vorallem deine Behauptung nicht, 
der (differentielle) Lampen-Widerstand würde genau dieser Kennlinie 
folgen. Diese Kennlinie ist schließlich nur dadurch gültig, da die 
Messwerte gemütlich aufgenommen wurden und die Temperatur sich mit dem 
Strom geändert hat.

Um das zu verstehen, braucht man nun wirklich kein Hochschulstudium.

Ich hoffe, ihr könnt mir verdeutlichen, was diese Kennlinien in diesem 
Zusamenhang überhaupt für einen Nutzen haben sollen.


MfG,

Josef

Autor: Exe (Gast)
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An Eddy

Wenn wir die Regelung ausklammern bleibt zwar die mittlere Temperatur 
der Wendel konstant da es sich letztendlich um eine mit Wechselspannung 
beheizte Wendel handelt.
Gleichwohl die Temperaturänderung bedeutungslos ist wenn man die 
Kennlinie R= F(I) hat, da nur die Einfluss auf die Spannungsverstärkung 
nimmt. Dem Op ist logischerweise das T-Verhalten seiner Lampe egal was 
den Klirr anbetrifft. Störungsgrössen wie externe Erwärmung oder Kühlung 
schieben nur den Arbeitspunkt und damit die Ausgangsamplitude.
Dass auch bei 1KHz eine Temperaturänderung stattfindet liegt auf der 
Hand wie auch DEREN Verhalten eines Tp's. Die -60dB scheinen mir 
angemessen. Die Temperaturänderung ist der Katalysator der 
Widerstandsänderung aber daraus einen Phasenschub von 90° anzunehmen ist 
schlicht verwegen. Da hat der liebe yalu etwas verbuchselt.
Auch moderne Präzisionsoszillatoren zB von Plessey oder Raytheon, die 
solche Dinger an die army verkaufen, müssten sich um solche 
"Wunderschaltungen" förmlich reissen. Stattdessen füllt der 
Stromlaufplan mehrere 21"-Seiten auf dem Bildschirm.
Aber die gehen ja an der Realität vorbei und wollen nur abdrücken.
Da hämmern die nach Art der Schaltung Abdul mit kopfgrossen 
Drehkondensatoren, PLL-Schleifen zur Nachregelung und gar beheizten 
Kernschwingern um sich so ab 10000$ aufwärts.
Die haben Klirrs um 1ppm oder darunter.
Wo es doch so einfach ist mit der Lampe.....
Wer kennt ihn nicht, den Mann mit dem Licht.

Autor: Exe (Gast)
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An Josef

Nein man braucht kein HS-Studium um das zu verstehen. Es genügt 
einfacher, gesunder Menschenverstand.
Ich will es erklären.
Diese Kennlinie R = F(I) ist in der Tat statisch in aller Ruhe 
aufgenommen worden. Nach der Spannungsänderung wurde geduldig gewartet 
bis die Lampe auf der neuen Temperatur steht und dann der Strom gemessen 
sowie der statische Widerstand errechnet.
Der Ausgang des Ops macht exakt dasselbe nur verwendet er 
Wechselspannung hier mit 1KHz. Er wechseltrombeheizt also die Wendel was 
der egal ist. Induktivität wie Kapazität sind bei der Frequenz ohne 
Bedeutung.
NACH ERFOLGTER AUSREGELUNG ist diese Temperatur konstant soweit die 
Ausgangsamplitude nicht zwangsgestört wird.
Die differentielle Änderung in kleinsten Schritten erfolgt bei 
konstanter Mitteltemperatur +/- um diesen fixen Arbeitspunkt wobei die 
Annahme von Eddy stichhaltig ist. Wäre die Kennlinie
R = F(I) streng linear fügte sie keinen eigenen Klirrfaktor bei. Da sie 
parabolisch verkrümmt ist entstehen zwangsläufig nichtlineare 
Verzerrungen, genannt Klirrfaktor.
Erst eine Verstellung der Ausgangsamplitude oder beim Ausregeln wird der 
Ap verschoben um die Resonanzkatastrophe zu verhindern.
Ist eigentlich recht durchsichtig.

Autor: Josef H. (Gast)
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Hallo Exe,

ich verstehs immer noch nicht ganz. Du beziehst dich ja stets auf die 
Krümmung diese Kennlinie. Meiner Ansicht nach resultiert diese Krümmung 
allein dadurch, dass sich die Lampentemperatur von Messpunkt zu 
Messpunkt ändert. Deshalb ist diese Kennlinie für den Anwendungsfall 
einer konstanten Temperatur (das ist ja inzwischen geklärt, die 
Lampentemperatur macht den Wechselstrom mit z.B. ein 1kHz nicht mit) 
bedeutungslos.

MfG,

Josef

Autor: Josef H. (Gast)
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Hallo,

ich nehm alles zurück, hab irgendwie den Beitrag von Eddy überlesen.

Wie kommt man aber auf die Grenzfrequenz von ca. 1kHz?

MfG,

Josef

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Josef H. wrote:
> Hallo,
>
> ich nehm alles zurück, hab irgendwie den Beitrag von Eddy überlesen.
>
> Wie kommt man aber auf die Grenzfrequenz von ca. 1kHz?
>


In dem man auf den Anfang des Threads geht. Es ist nicht keine 
Greznfrequenz, sondern diese Schaltung ist für 1 kHz Frequenz 
dimensioniert. Daher stammen die 1000 Hz.


Das ist halt einer der Nachteile solcher endloser Threads, es wird mehr 
und mehr unübersichtlich.

Autor: Wolf (Gast)
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Die Frequenz von 1kHz ist ein Beispiel.
Wien-Brücken werden typisch von 1Hz bis 1MHz gebaut.
National nimmt unterschiedliche Operationsverstärker in seinen 
Applikationen:
LF155, LM107, in der Applikation AN-263 wird in einer Fußnote auch auf 
W.&D.Packard hingewiesen, die solche Lämpchen-Oszillatoren bauten.

Autor: Dieter S. (accutron)
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Hallo,

bei R = F(I) linear gäbe es m. E. genauso einen Klirreinfluss. Lediglich 
bei R = const verschwindet dieser. Denn bei jeglicher 
Amplituden-Änderung während der Schwingung entstehen Harmonische.


Dieter

Autor: Exe (Gast)
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An Dieter S.

Sehr richtig. Hier war ich zu unpräzise.
Auch wenn die Kennlinie R = F(I) linear wäre gäbe es einen Klirrfaktor. 
Er entsteht so:

Die Verstärkung des offenen Regelkreises, also den Nichtinvertaleingang 
des Ops abgetrennt gehorcht der Beziehung Vopen = Vo/(1 +/-kVo) mit 
ideal Vo gegen Unendlich.
In k steckt sowohl die komplexe Übertragungsfunktion der RCs, wie auch
(1 + Rgk/R(I)).
Dies im NENNER und daher ergibt sich auch hier ein Klirrfaktor nach
y = 1/x.
Jeder Regelkreis hat auch bei linearen Bauteilen einen Restklirr der 
aber üblicherweise vernachlässigbar ist. Wohl erkannt Dieter S.

An Josef

Im Hinweis von Eddy liegt der Schlüssel zum Verständnis.
Obgleich die mittlere Temperatur bei konstanter Sinusamplitude auch 
konstant sein MUSS nach etwaigen Ausregelungen und sich nur bei 
gewollten Änderungen dieser Amplitude ändert ist der DIFFERENTIELLE 
Änderungsanteilvorhanden und der dürfte mit -60dB gut geschätzt sein. 
Diese molekulare Temperaturänderung im Takt von 1Khz (die zieht mit wenn 
auch mit-60dB also getiefpasst auf den Kopf geklopft) verschiebt den 
DIFFERENTIELLEN Ap im Takt von 1KHz. Die Moleküle sind dem Op egal und 
hier von 90°Phasendrehung zu reden ist Unfug aber die daraus 
resultierende Änderung von R = F(I) ist dem Op nicht egal. Auf die 
reagiert er mit der Ausgangsamplitude.
Ein kleines aber feines Problem.

An Abdul
Diese Schaltung mit dem nic werde ich mal nachbauen und gebe dann Laut. 
Selbstverständlich mit Fotos von Aufbau und Ergebnissen und nicht 
"gechannelt" wie bei Fabulanten.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hier noch was zu Phasenschieber und Wien-Brücke in Bezug Funktion und 
Rauschen:
http://hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/Hoffmann...


Gruß -
Abdul

Autor: Unbekannter (Gast)
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Ein bischen Technik-Geschichte täte euch allen gut:

   http://www.hp.com/hpinfo/abouthp/histnfacts/museum...

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Und Exe, hast du ihn gebaut wie damals angekündigt? Bin gerade vom 
Gyrator über NIC auf diesen Thread wieder gestoßen. Und habe mich 
amüsiert.

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