Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschwingkreis extremer Drift


von Patrick B. (p51d)


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Hallo miteinander

Ich stehe momentan auf dem Schlauch:
Bei einem Parallelschwinkreis welcher von einem Oszillator über einen 
Vorwiderstand von 3k3 angetrieben wird, habe ich massive Änderungen in 
der Amplitude und Phasenverschiebung.

Wenn ich nun ein Sweep mache, ermittle ich so die Resonanzfrequenz. Der 
Schwingkreis wird anschliessen bei dieser betrieben (mit einer leichten 
+ Tolleranz). Schaltungsbedingt habe ich eine kleine Phasenverschiebung 
zwischen Amplitude und Phase, wodurch sich beide Signale ähnlich 
verhalten können (siehe Bild log.jpg).
Was ich mir aber nicht erklähren kann, ist dass meine Schwelle (Am 
Trigger) welche bei 102% von dem Amplitudenmaximum beim Sweep ist, nach 
unterschiedlicher Zeit überschritten wird. Dazu müsste doch massiv 
Leistung in den Schwinkreis kommen, aber hier ist ein 3k3 Vorwiderstand. 
Oder die Güte müsste sich ändern. Aber der ganze Aufbau liegt bei mir 
auf dem Tisch in einem normalen Zimmer, ist also nicht grossen 
Temperatur- Feuchtigkeitsschwankungen ausgesetzt.

Die Log-Messung habe ich über 8h gemacht, wobei alle 1s eine neue 
Messung ausgegeben wurde.
Die ADC-Werte habe ich mit einem Multimeter überprüft und der Drift 
stimmt wirklich. Den Oszillator habe ich mit dem KO und einem 
Frequenzzähler getestet, und dieser ist im ns Bereich stabil. 
Speisspannung ebenfalls geprüft (wobei hier sich auch die ADC-Ref ändern 
würde, was dem "Drift-Resultat" entgegenwirkt).

Hat jemand einen Rat?

von ArnoR (Gast)


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Naja, gut 1% Drift würde ich jetzt nicht als extrem bezeichnen. Evtl. 
sieht man auf log.jpg die Temperaturänderung im Zimmer 
(Sonneneinstrahlung, Türöffnung mit Luftaustausch...). Sag doch mal was 
zu den verwendeten Bauelementen.

von Kai K. (klaas)


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>Was ich mir aber nicht erklähren kann, ist dass meine Schwelle (Am
>Trigger) welche bei 102% von dem Amplitudenmaximum beim Sweep ist, nach
>unterschiedlicher Zeit überschritten wird.

Die Triggerschwellen von Oszis driften teilweise ganz erheblich. 
Wahrscheinlich ist mit deinem Schwingkreis alles in Ordnung.

von Patrick B. (p51d)


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Naja, die Temperatur ist in etwa (+- 2° konstant), Luftfeuchtigkeit 
denke ich auch (habe ich aber nicht gemessen).

Schema habe ich im Anhang. Es geht bei der Schaltung darum, Kapazitäten 
messen und definieren zu können. Deswegen werden über J1 Kondensatoren 
mit einem Koaxkabel angeschlossen.
Die erwähnte Phasenverschiebung ist von R14 und D1 (RC Filter) 
nachfolziebahr.

Kai Klaas schrieb:
> Die Triggerschwellen von Oszis driften teilweise ganz erheblich.
> Wahrscheinlich ist mit deinem Schwingkreis alles in Ordnung.

Die Triggerschwelle ist nicht vom KO, sondern die vom uC errechnete nach 
einem Sweep.

von Kai K. (klaas)


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Hhm, D2 und D3 gefallen mir nicht so gut. Und die Koaxkabelgeschichte
macht die Resonanz empfindlich gegen Streukapazitäten.

Parallelschwingkreise haben ihre Tücken und werden oft völlig 
unterschätzt. Bei stark unterschiedlichen Dämpfungen muß in der Regel 
die Quellimpedanz des Treibers angepaßt werden, sonst bleibt vom 
Impedanzmaximum nichts übrig. Es kann sich derart stark verbreitern, daß 
es nicht mehr detektiert werden kann. Manchmal kann man sich mit einer 
zusätzlichen Phasenmessung helfen. Oder man schaltet der Induktivität 
eine Grundkapazität parallel, zu der sich die Meßkapazität hinzuaddiert. 
Auch das kann in bestimmten Fällen hilfreich sein, aber nicht immer...

von der alte Hanns (Gast)


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"nachfolziebahr"  ?

von Patrick B. (p51d)


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Kai Klaas schrieb:
> Hhm, D2 und D3 gefallen mir nicht so gut. Und die Koaxkabelgeschichte
> macht die Resonanz empfindlich gegen Streukapazitäten.

Die Dioden sind als ESD Schutz gedacht (habe ich getestet und die können 
die 16kV mit Kondensator (weiss nicht mehr welcher es war) aushalten).

Die Anpassung habe ich über den 3k3 Widerstand vorgenommen. Dieser Wert 
habe ich mithilfe eines Spektrumanalyzers herausgefunden.

Was meinst du mit Streukapazitäten?

der alte Hanns schrieb:
> "nachfolziebahr"  ?

UPS, peinlich: 3 Fehler in einem Wort. Sollte natürlich nachvollziehbar 
heissen.

von holger (Gast)


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>Die Dioden sind als ESD Schutz gedacht (habe ich getestet und die können
>die 16kV mit Kondensator (weiss nicht mehr welcher es war) aushalten).

Und arbeiten dann als spannungsabhängige Kapazitätsdioden;)

von Patrick B. (p51d)


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Wie kann ich dann einen ESD Schutz einbauen, der fast keine Kapazität 
hat und ebenfalls stabil ist und 16kV aushält?
Die "normalen" TVS und ESD Dioden habe ja eine viel grössere Kapazität 
und sind ev. noch instabiler.

von Kai K. (klaas)


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>Wie kann ich dann einen ESD Schutz einbauen, der fast keine Kapazität
>hat und ebenfalls stabil ist und 16kV aushält?

Indem du gegen höhere Hilfspannungen klemmst, wodurch sich im 
Normalbetrieb die Sperrspannung an den Schutzdioden nur wenig ändert.

Übrigens lassen sich nicht alle Schaltungen zuverlässig gegen ESD 
schützen. Dann schreibt die CE vor, daß man das ausdrücklich in der 
Gerätebeschreibung erwähnt und den Bediener dazu anhält, vor der 
Berührung der Schaltung Potentialausgleichsmaßnahmen zu ergreifen.

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