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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funtionsgenerator für Piezo


Autor: Martin Sche (Gast)
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Hallo Leute!

Habe vor kurzem einen Auftrag erhalten, einen Funktionsgenerator zur 
Ansteuerung eines Piezos zu bauen.  Die Anforderungen sind bis Dato nur 
grob vorhanden:
max. Amplitude ca. 120 V (Amplitude einstellbar)
max. Frequenz ca 1kHz (Frequenz einstellbar)
Signalformen: Sinus, Sägezahn, Rechteck und noch dazu die Rise und 
Fall-Time des Rechtecks einstellbar.
Der Piezo ist in eine Mechanik eingebaut und man will den 
Bewegungsablauf mit verschiedenen Signalformen beobachten. Vom Piezo 
kann ich momentan nur sagen, dass man eine Kapazität von einigen Zehn 
Nanofarat erwarten darf.

Diese Anforderungen hören sich für mich sehr interessant an, allerdinsg 
weiß ich nicht, ob sie mich nicht überfordert...
Ich bin noch weit davon entfernt die komplette Struktur des Systmes mir 
erdacht zu haben, aber die groben Schritte zeichnen sich langsam ab. 
Folgende überlegungen hab ich mir schon gemacht (ob und wie weit das so 
klappen kann, sei dahingestellt, bzw. meine Frage)
Gleichstromversorgung:
Wirkungsgrad des Gerätes ist unerheblich. Entweder Trafo mit 
entsprechend hoher Ausgangsspannnung+Brückengleichrichter und 
Siebkondensator. Vielleicht gibst auch Linearregler der mir 120V 
regelt(?)
Oder aber B2H-Brücke: Gleichrichten des 230V-Sinus und Phasenanschnitt 
für niedrigere Sapnnung, danach Siebekondensator (der dann wohl sehr 
hohe Kapazität haben muss)

Signalerzeugung:
Für den Sinus und die Sägezahnspannung ein AD9833, der mir soweit alles 
erledigt (Verstärker notwendig). Für das Rechtecksignal ein uC 
(Tastverhältnis einstellbar). Für die Einstellung der Rise und Fall-Time 
irgendwie ein einstellbarer Tiefpass(?)

Ausgangsstufe/Verstärker:
Da der Piezo als Kondensator anzusehen ist, muss ich sicher stellen, 
dass wenn das Spannungssignal sinkt, der Kondensator auch schnell genug 
entladen kann. Dachte daher an eine Halbbrücke: Gegen Vcc ein NPN 
Transistor und gegen Masse ein PNP Transisitor, beide in 
Emitterfolgerschaltung (kann sich der Piezo dann wirklich über PNP 
entladen??entsprechende Ansteuerung vorausgesetzt). Da die Spannung 
linear geregelt wird, müssen die Transistoren ordentlich an Leistung 
schlucken können.
Es ist klar, dass das Signal sich immer etwas verzerren und glätten 
wird, da der Piezo eben ein Kondensator ist. Wenn der max. Strom jedoch 
hoch genung ist, so müsste das praktisch vernachlässigbar sein.

Eure Meinung zu meinen vorläufigen Überlegungen wäre mir jetzt sehr 
wichtig. Ich hab auf diesen Gebiet leider keine Erfahrung, was ich aber 
ändern will!
Wie würdet ihr die einzelnen Schritte erledigen?

Vielen Dank und viele Grüße,
Martin

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der Standardansatz ist ein APEX Verstaerker. zB ein PA240 oder so. Mehr 
Dampf sollte man nicht verwenden, sonst geht was kaputt.

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