mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 30 kHz Oszillator


Autor: P. K. (nuke77)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich suche nach einer Schaltung für einen 30kHz Oszillator. Das was da 
rauskommt würde ich dann über einen Transistor verstärken und auf eine 
kleine Spule, entweder gekauft oder selbst gewickelt tun. Ziel ist es 
etwas Messbares in eine Schleife zu induzieren. Am Ende der Schleife 
wäre dann z.B. ein 567 Baustein, der durchschaltet, wenn er die 30kHz 
erkennt.

Erste Frage: Ist das ein sinnvoller Ansatz mit dem Transistor und einer 
einzelnen Spule für die Induktion?

Ich kenne mich ganz gut mit uC aus (leider eher wenig mit Analogtechnik, 
aber lerne stetig dank Euch) daher dachte ich PWM auf auf Spule... das 
würde zu gruseligsten Oberwellen führen... Die FFT sieht auch 
entsprechend pfui bah aus. (Ich habe seit heute PSPICE, nettes 
Programm...)

Bei den Amateurfunkern lese ich immer LC-Schwinkreis...
Jetzt frage ich mich, was ist da die sinnigste Möglichkeit, wirklich 
einen kleinen Oszillator von Hand aufbauen, der dann bei meinem Glück 
bei 10kHz schwingt oder gibt es bessere Methoden? Irgend ein IC, dass 
einen Sinus ausgibt?

Oder eine hübsche, mach aus meinem Rechteck einen Sinus Schaltung?
(Das wäre natürlich sehr nett, denn ein PWM hab ich...)

Danke Euch
Peter

Autor: Wolfgang M. (womai)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also aus einem Rechteckssignal (PWM) kann man GANZ einfach eine 
Sinuswelle machen, wenn man es durch ein geeignetes Tiefpassfilter 
schickt. Solange die Frequenz ueber weniger als ca. eine Oktave variabel 
ist, kann man die Grenzfrequenz des Filters sogar einfach fix lassen 
(ein Rechteckssignal mit 50% duty cycle hat theoretisch nur 
ungeradzahlige Oberwellen, daher ist die erste bei 3x der 
Grundfrequenz).

Wie es sich anhoert, willst Du ohnehin nur eine fixe Frequenz (30 kHz) 
erzeugen? Ein aktives Filter fuer diesen Bereich ist einfach aufzubauen 
- "aktiv" heisst, dass es Opamps enthaelt, dafuer braucht man dann nur 
Widerstaende und Kondensatoren, aber keine Spulen. Zum automatischen 
Berechnen kannst Du z.B. "Filterlab" von Microchip (www.microchip.com) 
verwenden, da gibst Du die Filterparameter ein und es spuckt den 
fertigen Schaltplan aus. Gibt's as webbasiertes Tool sowie als 
Standalone-Programm zum Runterladen. Fuer Dich am besten geeignet is 
Chebycheff (das hat einen steilen Abfall ueber der Grenzfrequenz), wohl 
mindestens 4. Ordnung (braucht 2 Opamps), Sallen-Key-Typ. -3dB 
Grenzfrequenz sollte etwas ueber 30 kHz liegen (c.B. 40 kHz), 
Sperrbereich sollte be 60 kHz sein. Damit es gut funktioniert sollten 
die Bauteile 1% maximale Toleranz haben.

Eine andere Moeglichkeit waere, mit dem Mikrocontroller ein 
R-2R-Netzwerk oder einen schnellen DAC anzusteuern und ihne mit den 
Werten einer Sinustablle zu fuettern. Dann kann man eine DDS (direct 
digital synthesis) programmieren - kann Sinuswellen bis zu (theoretisch) 
der halben Samplefrequenz erzeugen und ergibt sehr feine 
Frequenzaufloesung. Braucht aber auch ein nachgeschaltetes 
Tiefpassfilter. DDS-Chips die direkt eine Sinuswelle ausgeben gibt es 
ebenfalls - suche mal bei Analog Devices (www.analog.com) nach "DDS".

Wolfgang

Autor: P. K. (nuke77)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Wolfgang,

danke für die schnelle Antwort.
Gute Idee mit dem Tiefpassfilter. Hätte ich ein wenig mehr darüber 
nachgedacht was ich eigentlich mit einer FFT mache, hätte ich auch 
selber drauf kommen müssen...

Ich werde mir Deine Vorschläge mal angucken und die Software 
ausprobieren.
Eventuell könnten auch die anderen alternativen interessant sein. Ich 
guck mal.


Gruß
Peter

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie stabil sollen diese 30kHz denn sein, wie stabil ist der filter um 
diese Frequenz zu erkennen ?

Autor: Anspruchsloser (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm doch die Frequenz des 567. Seine eigene Frequenz kennt er am besten 
:-)

Autor: Ulrich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Wien-Brücken Oszillator sollte gehen, wenn die Frequenzstabilität 
eines RC Oszillators ausreicht.  Den kann man mit einem OP oder mit 2 
Transistoren aufbauen. Wenn statt der 30 kHz auch 32,xxx kHz gehen, dann 
ggf. auch ein 32 KHz Uhrenquarz.

Das Signal vom 567 durch einen Filter zur Reduktion der Oberwellen geht 
natürlich auch gut.

Autor: Peer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Versuch es mal mit einem Quadratur-Oszillator. Der besteht auch aus 2 
OPs und weniger Rs und Cs als beim aktiven TP 4 Ordnung. Außerdem muss 
dort keine Amplitudenstabilisierung erfolgen.

Autor: Peer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier ein Link zum Quadratur-Oszillator:
http://www.schaltungen.at/publishedFiles/3118F60B0...

Autor: P. K. (nuke77)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für Eure Antworten. Die Idee die Frequenz des 567 zu nutzen ist 
gut, ich wollte jedoch gerne die Anzahl an Bauteilen klein halten und 
habe bereits einen PIC16F628 da, der ein PWM Signal machen kann.

Ich habe mich an den Rat von Wolfgang gehalten und einfach einen kleinen 
Filter ausgelegt und das ganze mal durchsimuliert. Angehangen findet Ihr 
meine Ergebnisse. Für mich sieht das ganze gut aus.

Die Quelle macht ein nahezu perfektes Rechteck mit einer Frequenz von 
30kHz. Der Sinus sieht Ok aus und Oberwellen sind sehr klein.
(Schwingkreis 5.6nF und 5mH)

Falls Ihr das anders seht, höre ich gerne Eure konstruktive Kritik.


Jetzt käme für mich der nächste Schritt:

Ich würde dieses Signal gerne mit hilfe eines Transistors verstärken. 
und auf eine selbstgewickelte oder gekaufte Spule speisen. Ziel ist es 
in etwa
2-8cm Abstand in eine einfache Leiterschleife zu induzieren. Was haltet 
Ihr für geeigneter und wie könnte ich sowas auslegen, da dies ja nicht 
mehr im Schwinkreis ist. Ich hätte die Spule nun einfach über den 
Wechselstromwiderstand berechnet und mir vorher einen sinnvollen Strom 
(z.B. 100mA) ausgedacht. Bei selbt gewickeltem eher schwierig.

Leider hab ich gar keine Ahnung, was eigentlich besser ist um etwas zu 
übertragen, ich befürchte, dass die industriell hergestellten spulen 
gerade vermeiden, um sich rum viel Magnetfeld zu erzeugen?


Peter

Autor: Gästle (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Für 8cm Abstand brauchst du schon recht große Spulen. Faustformel: die 
Rechweite entspricht dem halben Spulendurchmesser. Eine Berechnung wird 
bei diesem Trafo schwierig werden, am einfachsten ist ausprobieren.
Für die 30kHz sollte noch ein Audio-Verstärker ausreichen.

Autor: P. K. (nuke77)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

von einem Anfängerproblem zum nächsten...

Also dank Euch schwingt es schon sehr sinusförmig.
Jetzt wollte ich das Signal einfach mit einem Transistor verstärken.
Soweit die Theorie, nur ist dann meine negative Halbwelle weg, was auch 
logisch ist.

Ich musste also das Signal irgendwie in den Bereich zwischen 0-5V 
kriegen. Derzeit liegt es zwischen -2,5 und 2,5V, siehe Bilder meinem 
letzten Beitrag.

Gibt es dazu einen einfachen Trick?

danke Euch

Autor: P. K. (nuke77)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hat sich erledigt, bin selber drauf gekommen....  überlagere einfach die 
Spannungen an einem Kondensator.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
P. K. schrieb:

> Erste Frage: Ist das ein sinnvoller Ansatz mit dem Transistor und einer
> einzelnen Spule für die Induktion?

Wenn es nur darum geht, eine Sinusspannung von ca. 30 kHz auf eine 
Feldspule zu bekommen, ist Dein Ansatz von Anfang an falsch, weil viel 
zu umständlich.
Sinnvollerweise wird man die Feldspule direkt in einen LC-Oszillator 
integrieren und den Oszillator so konzipieren, dass er die erforderliche 
Leistung hat. Also keine Filter und kein Verstärker sondern nur ein 
Oszillator mit einem Schwingkreis.
Hier findest Du einige z.T. recht einfache Beispiele von 
Sinusoszillatoren mit höheren Leistungen:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap11/Kapitel11.html

Jörg

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.