Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher Wien Oszillator für Audio-Anwendungen


von Piotre (Gast)


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Hallo Bastler,

würde mir gerne einen Wien Oszillator bauen, um damit Audio Endstufen zu 
testen.

Brauche deshalb eine Ausgangsamplitude bis ca. 1,5 Vss
(Ausgänge bei Mp3 Playern und Soundkarten sind leider nicht genormt, 
aber 1,5V sollte genügen.)

Um Frequenzen von 40Hz bis etwa 17kHz einstellen zu können, habe ich oft 
Schaltungen gesehen, die einen Auswahlschalter für die beiden 
Kondensatoren im Wien-Glied haben. Dieser kann dann 2n 20n 200n 2µ 
auswählen.

Rechnerisch genügt aber auch ein Stereo-Poti mit hohem Widerstand.

Warum wird das mit den verschiedenen Kondensatoren gemacht? Damit man 
genauer einstellen kann?

Um den Aufwand zu minimieren, würde ich gerne nur ein Poti einsetzen.
In der folgenden Schaltung dann für R1 und R2

http://www.mikrocontroller.net/attachment/140086/wien.png

von Kai K. (klaas)


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>Warum wird das mit den verschiedenen Kondensatoren gemacht? Damit man
>genauer einstellen kann?

Wenn du das nur mit einem Cap-Paar machen willst, wachsen die 
Anforderungen an die Gleichlaufeigenschaften des Potis enorm. In einem 
eng begrenzten Einstellbereich kann man mit einem Festwiderstand in 
Serie oder sogar durch Verwendung linearer Stereopotis die 
Gleichlaufeigenschaften drastisch verbessern. Dann ist die 
Einstellcharakterstik aber nicht mehr wirklich logarithmisch, was sich 
umso stärker störend bemerkbar machen würde, je größer der 
Abstimmbereich ist. (Starke Gleichlaufschwankungen können sich in 
drastischen Pegelschwankungen bemerkbar machen, die die 
Amplitudenregelung nicht vollständig ausregeln kann. Bei defekten Potis 
kann man oft sogar ein Aufheulen bei einer bestimmten Frequenz hören, 
begleitet von einer sekundenlangen Ausregelphase.)

Außerdem haben Potis eine endliche Auflösung, sodaß du bestimmte 
Zwischenwerte nie genau treffen würdest, sondern immer entweder rechts 
oder links daneben liegen würdest. Das könnte man zwar mit einem Grob- 
und einem Feinpoti etwas entschärfen, aber das geht auch nicht für einen 
sehr großen Abstimmbereich.

Viele Wien-Oszillatoren mögen auch keine sehr großen Widerstände im 
frequenzbestimmenden Netzwerk, weil Streukapazitäten dann besonders 
störend in Erscheinung treten und Jitter, Instabilität und ähnliches 
Ungemach nach sich ziehen können.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Zur Wien-Brücke gabs gerade eine interessante Appnote von Linear 
Technology:

http://www.edn-europe.com/print.asp?id=5890
Injection-lock a Wien-bridge oscillator By Glen Brisebois, Linear 
Technology

Passend zur Jahreszeit mit einer Glühbirne der Christbaumbeleuchtung als 
PTC.

von A.Max S. (amf)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Passend zur Jahreszeit mit einer Glühbirne der Christbaumbeleuchtung als
>
> PTC.

Nun, das/dieses Glühbirnenprinzip hatten ja schon Jahrzehnte vorher die 
Herren Hewlett und Packard als die einfache und sinnvolle Lösung 
eingeführt .-)

von Kai K. (klaas)


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>Nun, das/dieses Glühbirnenprinzip hatten ja schon Jahrzehnte vorher die
>Herren Hewlett und Packard als die einfache und sinnvolle Lösung
>eingeführt

Und selbst die dürften das von Vorgängern übernommen haben...

von Volker S. (sjv)


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Hallo,

im LT1028 Datenblatt ist eine Schaltung ohne Glühlampe:

http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1028fb.pdf

MfG

von Piotre (Gast)


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Volker S. schrieb:
> im LT1028 Datenblatt ist eine Schaltung ohne Glühlampe:


Ja das Teil sieht schick aus.
Meinst du es bringt etwas, die Schaltung mit günstigeren OPs aufzubauen? 
Oder ist der Schaltungsaufwand dann nicht gerechtfertigt?
Ultra low Distortion ist eigentlich nicht nötig. Wüsste ohnehin nicht, 
wie man das so genau einstellen soll.

Die ICs aus dem Datenblatt kosten schließlich 15€.

von Kai K. (klaas)


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>Die ICs aus dem Datenblatt kosten schließlich 15€.

http://such001.reichelt.de/?SID=10UO7KhX8AAAIAAEqHaN48edb19a139cbe27c331de818f26901dc;ACTION=446

Aber wenn dir der Klirrfaktor egal ist, kannst du auch einen anderen 
OPamp nehmen.

von Helmut L. (helmi1)


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Piotre schrieb:
> Meinst du es bringt etwas, die Schaltung mit günstigeren OPs aufzubauen?
> Oder ist der Schaltungsaufwand dann nicht gerechtfertigt?
> Ultra low Distortion ist eigentlich nicht nötig. Wüsste ohnehin nicht,
> wie man das so genau einstellen soll.

Die Distortion die das Teil erzeugt wird in erster Linie durch die 
Amplitudenregelung hervorgerufen. Und da durch das Stellglied das die 
Amplitude beeinflusst. Fuer deine Zwecke (Klirr < 0.1%) sollte auch der 
Feld,Wald und Wiesen OP TL082 gehen. Um da jetzt Klirr < 0.001 % zu 
erzeugen muss man sich schon etwas anstrengen bzg. der Regelung. Aber 
auch mit einem TL0xx kann man Klirr < 0.01% schaffen, sol schlecht sind 
die Teile ja nun auch nicht. Linear moechte ja in erster Linie ihrer OPs 
verkaufen und nichgt TLxx.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Moin,

kommerzielle Wienbrücken-Generatoren verwenden auch gern mal einen 
Doppel-Drehko statt des Doppel-Potentiometers. Drehkos lassen sich 
nämlich mit besserem Gleichlauf fertigen bzw. man hat das nötige Knowhow 
schon von der Herstellung von Abstimm-Drehkos.

Mein guter alter GF21 (VEB Präcitronic, DDR) schafft z.B. 1Hz bis 3MHz 
mit einem 2x500pF Drehko. Umschaltbar in 7 Bereichen mit jeweils 1:10 
Variation.

Der Nachteil der Wienbrücke ist der Aufwand, den man für die 
Aplitudenstabilisierung treiben muß. Und die Tatsache, daß so ein 
Generator beim Durchdrehen der Frequenz gern mal heftige 
Amplitudensprünge macht.

Wenn es wirklich nur um das Testen von Audio-Equipment geht, würde ich 
eher zu einem digitalen Spot-Sinusgenerator raten (Zähler, EPROM, DAC, 
simpler Filter). Und zusätzlich vielleicht noch ein Treppengenerator.

z.B. basierend auf http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm

Am allereinfachsten ist natürlich ein PC (z.B. Laptop) mit 
entsprechender Software und dann dessen Audio-Ausgang verwenden. Besser 
als das braucht man kaum. Bzw. man kann sowieso nicht genauer messen.


XL

von Kai K. (klaas)


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>Am allereinfachsten ist natürlich ein PC (z.B. Laptop) mit
>entsprechender Software und dann dessen Audio-Ausgang verwenden.

Oder eine Test-CD...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Vor vielen hundert Jahren gabs mal eine "Funkschau"-Schaltung mit dem 
ICL8038 und einer Varicap, der konnte tatsächlich weit mehr als den 
Hörbereich durchstimmen.
Heute hat man eben einen DDS-Synthesizer, der macht z.B. 10 Hz bis 30 
MHz (ohne Schreibfehler) digital durchstimmbar.
Die geringen Verzerrungen eines guten Wienbrückenoszillators erreicht er 
damit eher nicht, wie der Artikel von Linear Technology zeigt, den ich 
im andern Thread verlinkt hatte.

Ein sehr einfacher RC-Generator mit weitem Bereich wäre noch im LTC1799 
http://www.linear.com/product/LTC1799 zu finden, leider nur Rechteck

von Harald W. (wilhelms)


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Axel Schwenke schrieb:

> Mein guter alter GF21 (VEB Präcitronic, DDR) schafft z.B. 1Hz bis 3MHz
> mit einem 2x500pF Drehko. Umschaltbar in 7 Bereichen mit jeweils 1:10
> Variation.

Gibt es da eigentlich irgendwo im Netz einen Schaltplan? Und weisst
Du, was die als Regelglied genommen haben?
Gruss
Harald
PS: Ich habe auch noch so einen 2x500pF-Drehko rumliegen, der auf
eine sinnvolle Anwendung wartet. :-)

von Axel S. (a-za-z0-9)


Angehängte Dateien:

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Harald Wilhelms schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>
>> Mein guter alter GF21 (VEB Präcitronic, DDR) schafft z.B. 1Hz bis 3MHz
>> mit einem 2x500pF Drehko.
>
> Gibt es da eigentlich irgendwo im Netz einen Schaltplan?

Als es das Raupenhaus noch gab, konnte man Scans von Bedienungsanleitung 
und Reparaturanleitung dort finden. Schick mir eine PN, wenn du eine 
Kopie willst. Den Schaltplan hänge ich mal an.

> Und weisst Du, was die als Regelglied genommen haben?

Einen PTC "Typ G". Der Rest der Gegenkopplung sind 620R + 100R Trimmer. 
Der PTC dürfte im Arbeitspunkt also ca. 330R haben.

> PS: Ich habe auch noch so einen 2x500pF-Drehko rumliegen, der auf
> eine sinnvolle Anwendung wartet. :-)

Oha ;)


XL

von RJ45 (Gast)


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zwar etwas OT aber um Endstufen zu testen benutzt du besser RMAA. 
http://audio.rightmark.org/index_new.shtml <-- version 5.xx gibts 
gratis.

von RJ45 (Gast)


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RJ45 schrieb:
> zwar etwas OT aber um Endstufen zu testen benutzt du besser RMAA.
> http://audio.rightmark.org/index_new.shtml <-- version 5.xx gibts
> gratis.

6 auch... http://audio.rightmark.org/download.shtml

von Harald W. (wilhelms)


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Axel Schwenke schrieb:

>> Gibt es da eigentlich irgendwo im Netz einen Schaltplan?

> Als es das Raupenhaus noch gab, konnte man Scans von Bedienungsanleitung
> und Reparaturanleitung dort finden. Schick mir eine PN, wenn du eine
> Kopie willst. Den Schaltplan hänge ich mal an.

Vielen Dank für den Schaltplan. Der ist ja doch aufwändiger als ich
dachte. Ich denke heutzutage wird man da eher einen FET-OPV als
Hauptverstärker nehmen.

>> Und weisst Du, was die als Regelglied genommen haben?
> Einen PTC "Typ G". Der Rest der Gegenkopplung sind 620R + 100R Trimmer.
> Der PTC dürfte im Arbeitspunkt also ca. 330R haben.

Das ist sonst ja eher unüblich, aber im Endeffekt geht da ja jedes
Bauelement mit gekrümmter Kennlinie.
Gruss
Harald

von A.Max S. (amf)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Das ist sonst ja eher unüblich

Nö, das ist seit den Anfängen der HP generatoren schon so.

Oder was meinst ist sonst hier eine GLÜHLAMPE? Nix anderes als PTC 
Charackteristik.

Der hier im GF wesentliche Vorteil ist beim verwendeten PTC, dass dieser 
noch träger ist (thermisch) und weniger erschütterungsempfindlich als 
eine Glühlampe.

von Harald W. (wilhelms)


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Max S. schrieb:

> Nö, das ist seit den Anfängen der HP generatoren schon so.
>
> Oder was meinst ist sonst hier eine GLÜHLAMPE? Nix anderes als PTC
> Charackteristik.

Das ist mir klar, ich meinte jetzt wirklich PTC als Bauelement.
Wichtig für einen guten Klirrfaktor ist ja wohl vor allen, wie
gleichmäßig die Kennlinie verläuft. Alternativ gibts ja auch
die Schaltung von Tietze/Schenk mit Regel-FET.
Gruss
Harald

von A.Max S. (amf)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Wichtig für einen guten Klirrfaktor ist ja wohl vor allen, wie
>
> gleichmäßig die Kennlinie verläuft.

Da nimmt man dann den Optokopler, wenn's wirklich gut werden soll.

FET ist leider weit ab von gut.

von Harald W. (wilhelms)


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Max S. schrieb:

>> Wichtig für einen guten Klirrfaktor ist ja wohl vor allen, wie
>> gleichmäßig die Kennlinie verläuft.

> Da nimmt man dann den Optokopler, wenn's wirklich gut werden soll.

Normale Optokoppler haben da wohl keine gute Kennlinie. Die speziellen
Analog-OKs mögen da besser sein.
Gruss
Harald

von A.Max S. (amf)


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ein sehr klirrarmer SG ist ja auch kein normaler Sinus-Oszillator, 
deshalb ist's sinnfrei das Du von normalen OK sprichst/überhaupt 
erwähnst.

von Helmut L. (helmi1)


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Besser ist es man macht die Amplitudenregelung mit einem 
Analogmultiplizierer wie AD633 und sorgt dafuer das sein Stellbereich 
nicht allzu gross wird. Mit sowas kann man Generatoren realisieren mit 
Klirr < 0.01 % und besser. Und wenn man jetzt die Amplitudenerfassung 
mit einer S+H Stufe realisiert kommt man auch zu einer schnellen 
Ausregelung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Harald Wilhelms schrieb:

> Vielen Dank für den Schaltplan. Der ist ja doch aufwändiger als ich
> dachte. Ich denke heutzutage wird man da eher einen FET-OPV als
> Hauptverstärker nehmen.

Richtig. Der Block oben rechts kann durch einen OPV mit FET-Eingängen + 
etwas Kleingemüse ersetzt werden. Unten links ist das Netzteil, unten 
rechts die vergleichsweise aufwendige Pegeleinstellung + 
Ausgangsverstärker.

Nicht unterschätzen sollte man den Aufbau. Die zeitbestimmenden 
Widerstände im 1Hz-10Hz Bereich haben 303MOhm. Und der Krempel muß auch 
gut abgeglichen werden, wenn man wenig Klirrfaktor (Spezifikation: 
0.125%) und Amplitudenstabilität (Spezifikation: 2%) erreichen will.

>>> Und weisst Du, was die als Regelglied genommen haben?
>> Einen PTC "Typ G". Der Rest der Gegenkopplung sind 620R + 100R Trimmer.
>> Der PTC dürfte im Arbeitspunkt also ca. 330R haben.
>
> Das ist sonst ja eher unüblich

Keineswegs. Eine Glühlampe ist ja auch ein PTC. Enstscheidend für 
geringen Klirr ist, daß die thermische Zeitkonstante deutlich größer 
sein muß als die Schwingfrequenz.

> aber im Endeffekt geht da ja jedes
> Bauelement mit gekrümmter Kennlinie.

Die andere übliche Alternative ist ein (J)FET in der Gegenkopplung. 
Ebenfalls geeignet wäre ein Fotowiderstand mit LED. Jeweils in 
Verbindung mit einem aktiven Gleichrichter und einem integrierenden 
Regelverstärker.


XL

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