Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik RLC Resonanzfrequenz


von arno (Gast)


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seit gegrüßt!

ich habe eine verständnisfrage zu den gezeigten kleinen schaltungen. 
diese sind teil eines komplexeren gebildes.
die beiden in einer jeweiligen schaltung dargestellten spulen sind als 
koppeltrafo auf einem einsenpulverringkern T20-10 gewickelt.
ausgehend von einem transimpedanzwanlder werden die beiden schwingkreise 
durch einen kurzen impuls (orange- siehe bild) angeregt und vollführen 
eine schwinung wie in der abbildung zu sehen.
RLC_1 ist als blauer verlauf zu sehen und RLC_2 grün.

sinn und zweck dahinter soll hierbei bitte egal sein.

laut der entwurfsbeschreibung der schaltung hat RLC_2 eine 
resonanzfrequenz von etwa 69MHz.
da eine erläuterung des ganzen nicht vorhanden ist,wäre meine frage wie 
hier die funktion des gebildes ist und wie ich auf etwa diesen wert 
komme. handelt es sich, trotz koppeltrafo, um einen 
parallelschwingkreis? dann würde sich die omega_res aus 1/sqrt(LC) 
berechnen. in dem fall komme ich allerdings nicht auf die 69MHz.

ich hoffe ihr könnt mir helfen. sollte etwas unklar sein, dann bitte 
fragen

danke vielmals!

von Raimund R. (corvuscorax)


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Die Formel ist schon richtig, die Frage ist ob die angegebenen 
Induktivitäts- und Kapazitätswerte der Realität entsprechen, d.h. sind 
die Angaben nachgemessen oder nur aus einem Schaltbild entnommen?!

von arno (Gast)


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hey,
also die werte sind zum einen nach schaltung, und zum anderen wurden die 
induktivitäten entsprechend einer anleitung mit den vorgesehenen kernen 
gewickelt.
7 wicklungen 78nH und 4 wicklungen 26nH für das kernmaterial T20-10
die werte müssen lediglich "mindestens" 78- und 26nH betragen. wichtig 
ist, dass ihr wert konstant ist, da das ganze für eine laufzeitmessung 
genutzt wird und die ermittlung der elektronischen verzugszeit 
durchgeführt wird.
sprich, die 69MHz sind wohl entsprechend für die 25/78nH
wenn das prinzip dem des parallelschwingkreises entspricht, kann ich 
auch das ganze für die induktivität berechnen, die ich gewickelt und 
mittels aktiver messbrücke ermittelt habe.
jedoch müsste ich für 69MHz etwas um die 300nH haben...

wie müsste ich die L in der berechnung zusammenfassen, einfach L1+L2? 
ich bin mir hier halt nicht ganz sicher, da die koppelspule auch noch 
einen unbekannten koppelfaktor hat.

von Helmut L. (helmi1)


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arno schrieb:
> wie müsste ich die L in der berechnung zusammenfassen, einfach L1+L2?

Das gilt nur fuer den entkoppelten Fall.

Fuer den gekoppelten Fall must du anders rechnen (Streuinduktivitaeten 
mal vernachlaessigt).

Fuer deine L1 gilt:

L1 = AL * N1^2

fuer L2 gilt:

L2 = AL * N2^2

fuer die Gesammtinduktivitaet gilt dann aber:

Lg = AL * (N1+N2)^2

N = Windungszahl
AL = AL =Wert deines Kerns (steht im Datenblatt)

von arno (Gast)


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vielen dank für die antwort helmut!!

gut also wenn ich das so angehe, dann bekomme ich für Lg
Lg=1.6*(4+7)^2=193,6nH

macht fg=1(2pi sqrt(193,6nH*15pF))=93,4MHz ->T=10,7ns
ních ganz das was die beschreibung der schaltungsentwickler hergibt, 
aber ich/wir wissen auch nich genau was die da gerechnet haben. support 
gibts leider keinen...

also danke für die antwort!!! die frage ist soweit geklärt :)

von Helmut L. (helmi1)


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Nun ja du hast ja auch noch Streuinduktivitaeten die sich schwer 
berechen lassen. Dann noch die parasitaeren Kapazitaeten des Aufbaus 
etc.

Das kommt bei mir je hoeher die Frequenz wird auch nicht so hin. Da 
werden die gerechneten Werte als Startwerte genommen und in der 
richtigen Schaltung etwas angepasst. Wer weiss ob deine AL Werte Angabe 
auch so genau ist.

von B e r n d W. (smiley46)


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Möglicherweise hat die nachfolgende Schaltung eine Eingangskapazität von 
12 pF. Damit würde sich die Resonanz von 93 auf 69 MHz reduzieren.

von arno (Gast)


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also die folgeschaltung ist ein ecl line driver 100314 (obolete). 
eingangskapazität ist nicht aus dem datenblatt entnehmbar.
ich werde mir das aber nocheinmal anschauen! guter hinweis danke!

andere frage, sprichwort dämpfung. die ist ja wie ihr in den verläufen 
sehen könnt bei einem stärker als beim anderen.
der faktor der dämpfung k ist R/(2L)
im falle von RLC_1 ist das ganze kein problem soweit. für RLC_2 hapert 
es, da der 3.32ohm und 46.2ohm widerstand jeweils auf seiten von L1 bzw 
L2 ist?!

von B e r n d W. (smiley46)


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Soll der R3 mit 3,32 Ohm den Drahtwiderstand der beiden Spulen 
darstellen? Dann müsste er auch zur Simulation auf beide Spulen verteilt 
werden.

Soll er den Schwingkreis dämpfen würde ich ihn eher oben reinschalten, 
da sonst ein Teil des Eingangssignals ungefiltert zum Ausgang gelangt.

von arno (Gast)


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nein der R ist nicht der drahtwiderstand.
die schaltung liegt so vor und tut soweit was sie soll.
->LRC_1 schwingung mit 2 nulldurchgängen
->LRC_2 schwingung mit einem nulldurchgang

es geht darum zu beschreiben was die gesamte schaltung macht. und dabei 
ist die berechnung von fres und K das wo ich mit der "erläuterung" von 
den machern nicht konform bin bzw es nicht nachvollziehen kann.

von B e r n d W. (smiley46)


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Induktivität:
Kernmaterial T20-10
AL = 1.6 nH/N^2
7 + 4  = 11 Wdg -> 193 nH

Dies gilt bei gleichmäßiger Ausnutzung des Wickelraums durch die 
Windungen auf dem Kern. Werden die Windungen bifilar gewickelt und 
einseitig konzentriert, kann die Induktivität schon 20% größer werden. 
Durch den niedrigen AL-Wert ist der Effekt evtl. noch deutlich grösser.

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