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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino/Theremin aus aktueller Elektor 10/09 - warum ein LC-Schwingkreis?


Autor: Ralf (Gast)
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Hi,

in der aktuellen Elektorausgabe ist ein Theremin-Schaltkreis mit einem 
LC-Schwingkreis realisiert (siehe Anhang). An Pad 1 hängt die Antenne, 
an Pad 2 wird eine Frequenz ausgegeben, welche durch die Annäherung 
beeinflusst wird.

Ich hätte folgende Fragen dazu, die mir leider aus dem Artikel nicht 
beantwortet werden:

1) Warum ein LC-Schwingkreis? Reagiert dieser empfindlicher auf die 
durch die Antenne eingekoppelte Kapazität als ein "normaler" Oszillator, 
welcher durch einen Inverter(z.B. 74xx14), einen Kondensator nach GND am 
Eingang und einem Widerstand von Aus- zu Eingang aufgebaut ist?
2) Warum ist der LC-Oszillator über zwei Inverterstufen aufgebaut? Die 
einzige Erklärung, die mir einfiel war, dass durch die Gatter bzw. deren 
Laufzeit der Oszillator sicher zum Schwingen gebracht wird. Aber das 
müsste doch auch mit nur einem Gatter gehen, oder?
3) Die beiden Widerstände sorgen für ein Hysterese-Verhalten der 
Gattereingänge, oder?

Vielen Dank für eure Antworten.

Ralf

Autor: Peter R. (pnu)
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> Hysterese
Die Widerstände machen aus den Invertern Verstärkerstufen, indem sie 
einen Arbeitspunkt im Übergangsbereich zwischen L- und H- Pegel 
einstellen.

>zwei Inverterstufen
Erstens dass wirklich Rückkopplung und nicht Gegenkopplung entsteht.
Zweitens : Aus der fast-Rechteckspannung am Ausgang der Inverter wird 
vom Kondensator nur ein kleiner Anteil in den Schwingkkreis 
zurückgegeben. Auch wird durch die 10 pF Koppelkapazität nur wenig 
Spannung an den Verstärker übergeben. Deshalb reicht die Verstärkung 
einer Stufe allein nicht aus.

>Schwingkreis
Die Handkapazität verändert die Schwingfrequenz des LC- Kreises ohne 
großen Einfluss der Verstärkerschaltung. Alleine das C des LC-Kreises 
spielt da eine Rolle, das L ist ja fest. Durch die kleinen Koppel-C's 
hat der Verstärker wenig Einfluss auf die Frequenz.

Bei RC-Generatoren spielen fast immer mehrere C's eine Rolle bei der 
Schwingungserzeugung, sodass die Verhältnisse unübersichtlicher werden.

Autor: Ralf (Gast)
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Hallo Peter,

danke für deine Antworten. Soweit ich das verstanden habe, bin ich bzgl. 
der Empfindlichkeit/Stabilität des Schwingkreises besser dran, die 
Elektor-Schaltung zu verwenden, als den von mir beschriebenen einfachen 
Oszillator, da der LC-Schwingkreis empfindlicher reagieren wird (was ja 
durchaus erwünscht ist).

Ralf

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