Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Kondensatoren im Schwingkreis einsetzen


von Dennis (Gast)


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Hallo,

ich hab jetzt schon in mehreren Quellen gelesen, dass 
Keramikkondensatoren Klasse-II (z.B. x7r) nicht in Schwingkreisen 
eingesetzt werden. Warum ist das so?
Laut wikipedia ist der Verlustfaktor ESR bei 100 kHz immer noch deutlich 
unter denen von Kunststoff-Folienkondensatoren. Und MKP-Kondensatoren 
werden ja für Schwingkreise eingesetzt?

Bzw. welche Kondensatoren bieten sich den überhaupt an und warum? (in 
der Größenordnung 50-300nF)

von MaWin (Gast)


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> Warum ist das so?

Weil sie ihre Kapazität mit der Spannung ändern,
also zu Verzerrungen eines erhöhten Klirrfaktor führen
Schau halt einfach mal in so ein Datenblatt.

> welche Kondensatoren bieten sich den überhaupt an

Folie, ob MKS, Polypropylen oder Styroflex liegt dann
an deinen Anforderungen, meist tut es MKS.

von Dennis (Gast)


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alles klar, dass heißt bei Schwingkreisen ist eine Verschiebung der 
Resonanzfrequenz meist mit höheren Verlusten zu rechnen als durch die 
ohmschen Leitungs- und die dielektrischen Umpolungsverluste des 
Kondensators. Daher am besten ein guter Kompromiss zwischen Termperatur- 
Frequenz- Spannungsfestigkeit und ESR?!

ich geh mal davon aus, die beste Bauart/Bauform (für eine induktive 
kopplung mit zwei Schwingkreisen) gibt es nicht?

von Ddd D. (dds)


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Dennis schrieb:
> ich geh mal davon aus, die beste Bauart/Bauform (für eine induktive
> kopplung mit zwei Schwingkreisen) gibt es nicht?

Folie ist bei induktiven Anwendungen zur Leistungsübertragung natürlich 
naheliegend.
Keramik kann aber bei vielen Anwendungen auch eingesetzt werden.
Du solltest jedoch darauf achten, dass der Blindstrom bei solchen 
Systemen (besonders bei kleiner Kopplung) stark ansteigen kann und mit 
dem ESR der Kondensatoren Verluste/Wärme erzeugt, die zu einem Driften 
der Kapazität und damit auch der Übertragungsfunktion führen kann.
Es gibt hier wie so oft keine eindeutige Antwort, sondern es hängt stark 
von der Anwendung ab.
Ich habe solche Systeme auch mit Keramikkondensatoren schon aufgebaut, 
allerdings NP0/X8R.

von Wilhelm F. (Gast)


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Dennis schrieb:

> Bzw. welche Kondensatoren bieten sich den überhaupt an und warum?

Das ist so leicht nicht zu sagen, denn es gibt bestimmt 1000 
verschiedene Schwingkreisanwendungen.

Was hast du denn für einen Schwingkreis im Visier? Parallel- oder 
Serienschwingkreis?

Besonders beim Parallelschwingkreis mit höchster Güte entstehen sehr 
hohe Resonanzströme, beim Serienschwingkreis entstehen hohe Spannungen 
entsprechend der Güte. Bei ersterem müssen die Bauteile L und C also 
hohe Ströme verkraften, die sehr viel höher sein können, als der 
Betriebsstrom der Schaltung, bei zweiterem hohe Spannungen, unter 
Umständen sehr viel höher als die Betriebsspannung der Schaltung.

Die Bauteiltoleranz kannst du gerne auch beachten, viele Dinge wurden 
aber schon genannt. In manchen Anwendungen stören Piezo-Effekt und Klirr 
vom keramischen Kondensator aber nicht. Oft wird einfach nur eine 
Frequenz gebraucht, und der Rest filtert sich von selbst z.B. durch die 
schlechte Schaltung. Colpitts hat z.B. auch oft keinen sehr sauberen 
Sinus, was am Eintakt-Treiber liegt.

Die guten alten Drehkos aus Röhrenradios waren auch ganz brauchbar, und 
mechanisch robust. Aber das sind riesige Klötze, sie sind alleine 
deswegen nicht mehr ganz zeitgemäß, falls es sie überhaupt noch gibt.

Ich selbst hatte es mit einem Colpitts-Oszillator zu tun, wo Klirr 
überhaupt keine große Rolle spielte, aber aus Stabilitätsgründen ein 
Styroflex-Kondensator drin war. Auf den ESR kam es nicht so an, weil die 
Güte gar nicht so besonders hoch war (Telefonleitungen zwischen L und 
C). Es ging dort um die Verstimmung der Frequenz durch Dämpfung, die 
Frequenz mußte stabil sein. Zwar glich das Gerät mit µC sich von Zeit zu 
Zeit neu ab, die Frequenzdrift, aber nicht in Millisekundenabständen. 
Folienkondensatoren haben ein so genanntes "dielektrisches 
Denkvermögen", was auch die Kapazität verfälscht, da ist Styroflex am 
besten. Auch in Dual-Slope-ADCs wie z.B. ICL7106 & Co..

L ist in Sachen Qualität auch nicht unwichtig. Bei großen 
Senderendstufen hat man da schon mal größere Gebilde aus 
Wasserleitungsrohren, außen versilberte polierte Kupferrohrschlangen, 
die Spule so groß wie ein Schrank.

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