Hi zusammen
Ich habe in einem Youtube video folgende Schaltung für einen
Sinusgenerator mit einstellbarer Frequenz gefunden. Nun habe ich
versucht das ganze mit falstad zu simulieren aber das ging irgendwie
nicht. Ich geh mal davon aus, dass die Schaltung funktioniert,
allerdings verstehe ich nicht, wie genau sie funktioniert. Insbesondere
verwirrt mich, dass beide eingänge am opamp rückgekoppelt sind. Kann mir
jemand erklären, wieso die Schaltung eine sinuskurve ausgibt?
besten Dank
Fabian
Fabian schrieb:> Insbesondere> verwirrt mich, dass beide eingänge am opamp rückgekoppelt sind.
Eine Mitkopplung am positiven Eingang und eine verzögerte Gegenkopplung
am negativen Eingang. Zuerst greift die Mitkopplung und sorgt dafür,
dass ds Teil sauber schaltet (und überhaupt schwingt), und später greift
die Gegenkopplung (zusammen mit der Mitkopplung), die dafür sorgt, dass
das Teil wieder zurück kippt. Und immer so weiter.
Fabian schrieb:> Kann mir> jemand erklären, wieso die Schaltung eine sinuskurve ausgibt?
Das ist nie im Leben ein Sinusoszillator. Das ist ein ganz, ganz
einfacher Rechteckoszillator. Zumindest, wenn der OPV schnell genug ist.
Wenn nicht, ist die Schaltung einfach nur Müll (man darf sich nicht auf
Dreckeffekte - wie einen langsamen OPV - verlassen).
Gruß
Jonathan
ok, danke erstmal für die antworten.
Also sollte es mit dem angehängten schaltplan schon besser gehen?
In der beschreibung stand da:
"Durch geeignete Hoch- und Tiefpassfilter im Rückkoppelzweig lässt sich
die Frequenz festlegen."
Heisst das ich kann da einfach am poti drehen um die Frequenz
einzustellen?
Ist es eigentlich mit überschaubarem Aufwand möglich, einen solchen
Schaltkreis durchzurechnen? Ich meine einfache Schaltkreise mit opamps
sind ja einfach zu berechnen, aber wie schauts bei den Oszillatoren aus?
Oder kennt jemand eine Seite, wo ein solcher (oder ähnlicher)
Schaltkreis berechnet wird? Ich hasse es einfach, dinge aufzubauen
welche ich nicht verstanden habe ;)
beste Grüsse
> Ich geh mal davon aus, dass die Schaltung funktioniert,
Der TL072 leidet unter phase reversal wenn eine Eingang in
die Nähe der negativen Versorgung kommt, ein mit GND
versorgter TL072 funktioniert also in der Schaltung nicht
in der der Kondensator auch zunächst 0V hat,
SELBST WENN SIE IN DER SIMULATION oder mit Einzelstücken
des TL972 mal gehen sollte.
Insofern ist deine Simulation realistisch.
Entweder -5V an V- des TL072, oder den Kondensator nach +,
oder gleich einen zeitgemäsß vernünftigen OpAmp (oder in
der Simulation einen idealen).
Der LM358 leidet nicht unter phase reversal, er funktioniert also in der
opamp.png Schaltung, allerdings würde ich mir mal Gedanken über den
100pF Kondensator nachen, so viel Kapazität hat schon fast das Kabel,
und der LM358 ist nicht besonders schnell, mehr als so 15kHz schafft der
in der Schaltung nicht.
hmm ok.
Ich hätte noch eine frage zur wien-bridge schaltung. Die frequenz ist ja
umgekehrt proportional zu R und C. Wie gehe ich am besten vor, wenn ich
die frequenz von etwa 100kHz bis 2000kHz ändern möchte?
Also eigentlich möchte ich eine schaltung mit einstellbarer frequenz in
dieser range.
liebe grüsse
> Wie gehe ich am besten vor, wenn ich> die frequenz von etwa 100kHz bis 2000kHz ändern möchte
Du baust eine DDS.
Mit Sinusoszillatoren im besagten Bereich wurde die
Firma Hewlett Packard gegründet und erfolgreich.
(damals, als die Herren Hewlett und Packard sie
noch leiteten, bevor Charly Fiorina sie ruinierte)
Es wird also nicht so einfach sein, so was mal eben auch
zu können.
Also geht man andere, moderne Wege. Eben DDS.
Hallo MaWin
Ok, DDS hab ich noch nie gehört. Ich bin jetzt auf folgende seite
gestossen:
http://www.andrehessling.de/wiki/Inhalt/DDSFunktionsgenerator
das scheint mir ja wirklich interessant zu sein und nach einem hübschen
kleinen projekt auszuschauen. :)
Ich hab das mal kurz überflogen. Der Typ gibt ja sein signal am AVR
Digital aus, dann DAC und schliesslich bearbeitet er das signal noch
analog. Wieso ist es nicht möglich (oder wieso macht er es nicht), das
signal direkt an einem Analogausgang des AVRs auszugeben? Und dann evtl
noch verstärken?
kennt jemand noch eine seite, wo ich noch mehr infos und schaltpläne zu
DDS bekomme?
viele grüsse Fabian
Fabian schrieb:> Wieso ist es nicht möglich (oder wieso macht er es nicht), das> signal direkt an einem Analogausgang des AVRs auszugeben?
Ganz einfach deswegen, weil der ATmega32 gar keinen Analogausgang hat :)
Fabian schrieb:> oh, und ich lese grad, dass der typ dass ganze in assembler programmiert> hat?! Ist das nötig wegen der geschwindigkeit?
Je schneller das Programm läuft, desto höher ist die maximal erreichbare
Sinusfrequenz. Wenn dich der Assemblercode abschreckt, kannst du auch
einen fertigen DDS-Baustein nehmen, der dann sogar für noch höhere
Frequenzen gut ist. Diese Bausteine gibt es unterschiedlichen Preis- und
Qualitätsklassen:
http://www.analog.com/en/rfif-components/direct-digital-synthesis-dds/products/index.html#Direct_Digital_Synthesis
Hallo zusammen
Vielen herzlichen Dank für eure antworten, ich weiss das wirklich sehr
zu schätzen. Danke auch für das PDF, ich werde mich da wohl erst einmal
durch die theorie durcharbeiten müssen.
Allerdings erlaube ich mir dennoch, noch 2 grundsätzliche Fragen zu
stellen:
1. Wenn ich so einen DDS chip kaufe, dann muss ich ja scheinbar nicht
selbst programmieren, da dieser ja bereits für all die signale gebaut
wurde. Wie genau wird der chip aber angesteuert? Brauch ich da dennoch
einen AVR? Oder ist dieser Chip mehr oder weniger alles was ich brauche?
Sollte diese Information im pdf erhalten sein, werde ich dies als
nächstes durchlesen
2. Bevor ich einen fertigen DDS Chip kaufe, würde es mich dennoch
reizen, einen (einfachen) funktionengenerator selbst zu programmieren.
Einfach um mal zu sehen, wie so etwas wirklich funktioniert. Ich hab zB
noch nie was mit nem DAC oder so gemacht, also wäre das sicher lehrreich
für mich. Auch von analoger Signalaufbereitung weiss ich nicht
allzuviel. Programmieren tu ich mit Bascom. Wie gesagt, es ginge mir
nicht darum eine super bandweite oder so zu bekommen, sondern einfach um
das verständnis aufzubesseren. Was haltet ihr von dieser Idee? Machbar
oder eher frustrierend?
cheers
> 1. Wenn ich so einen DDS chip kaufe, dann muss ich ja scheinbar nicht> selbst programmieren, da dieser ja bereits für all die signale gebaut> wurde. Wie genau wird der chip aber angesteuert?
Die AD-DDS werden normalerweise uber SPI angesteuer. Jedenfalls die
welche ich so gesehen habe.
> Brauch ich da dennoch einen AVR?
Du brauchst irgendeinen Microcontroller fuer das Bedieninterface.
Irgendwie musst du ja die Frequenz einstellen.
> Sollte diese Information im pdf erhalten sein, werde ich dies als> nächstes durchlesen
Lass dich durch nichts davon abbringen. :-)
> Was haltet ihr von dieser Idee? Machbar> oder eher frustrierend?
Sicher machbar, aber sehr langsam. Ein AVR der in Assembler programmiert
wird schafft IMHO gerade so eben 20khz. Da wirst du mit Bascom also
irgendwo im einstelligen kHz Bereich rumhaengen.
Olaf
Hi olaf, danke dir :)
Olaf schrieb:> Die AD-DDS werden normalerweise uber SPI angesteuer. Jedenfalls die> welche ich so gesehen habe.
hmm ok... Also heisst das, mithilfe des AVRs sage ich dem AD-DDS welche
funktionsart ich haben möchte, welche frequenz und welche ampl und so?
Klingt ja relativ simpel^^
aber ja, bevor ich jetzt hier noch 100 fragen stelle werde ich mir mal
das pdf zu gemüte führen.
Noch ne kleinigkeit zu meinem "eigenprojekt" funktionengenerator. Ein
rechtecksignal sollte ja ziemlich einfach zu bewerkstelligen sein. Wenn
ich aber ein sinus digital erzeugen möchte mit zb 8 bits (oder wieviele
verwendet man vorzugsweise?) stünde ich ziemlich im schilf. Kann mir
jemand eine seite angeben, wo grundsätzlich beschrieben wird wie zB ein
sinussignal digital erzeugt wird?
cheers
Fabian schrieb:> Noch ne kleinigkeit zu meinem "eigenprojekt" funktionengenerator. Ein> rechtecksignal sollte ja ziemlich einfach zu bewerkstelligen sein. Wenn> ich aber ein sinus digital erzeugen möchte mit zb 8 bits (oder wieviele> verwendet man vorzugsweise?) stünde ich ziemlich im schilf.
Bei der digitAlen erzeUgung eInes sinus oder jeder anderen frei
deFinierten, periodischen signaLform macht man sich das geRne ziemlich
einfach. Man legt die weRte als tabelle im speicHer ab. Beim erzeuGen
des sigNals werden die weRte aus der taBelle einfach zum ausgang
übertragen. Adressieren tut mAn die tabeLle über einen
phasenakkuMulator.
(-> dDS)
... schrieb:> Bei der digitAlen erzeUgung eInes sinus oder jeder anderen frei> deFinierten, periodischen signaLform macht man sich das geRne ziemlich> einfach. Man legt die weRte als tabelle im speicHer ab. Beim erzeuGen> des sigNals werden die weRte aus der taBelle einfach zum ausgang> übertragen. Adressieren tut mAn die tabeLle über einen> phasenakkuMulator.> (-> dDS)
also sagen wir ich würde 8 Bit verwenden, dann hätte ich in meiner
tabelle 256 werte abgespeichert. Je nach dem, wie gross meine frequenz
ist der zeitabstand zwischen den einzelnen übergängen länger oder
kürzer, richtig? Was ich noch nicht ganz verstehe ist die funktion des
phasenakkumulators. Ich mein, wenn ich ein sinus erzeugen will geh ich
die liste (also die 256) werte einmal durch, und wenn ich am ende bin
fang ich wieder von vorne an. Wo spielt nun der akkumulator rein?
Fabian
Analog Devices hat ein paar pdf's zur Theorie.
Im Wesentlichen hat man einen fast beliebig grossen Phasenraum, zB 2^32,
dessen Laenge ist definiert als 2*pi = 1 Umgang. Einmal da laengs durch
bedeutet eine Schwingung. Dann kommt die Abbildung des Phasenraumes auf
den DAC, indem man nur die obersten 10 oder so bit nimmt und ueber eine
Sinustabelle abbildet.
opamp.png
(45 KB)
