Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Phasenschieberoszillator


von Peter Z. (Gast)


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Hallo allerseits,

ich habe diese schöne Schaltung in einer alten Elektronikzeitschrift 
gefunden.
Über den 2N3608 habe ich nur dieses gefunden:
http://www.americanmicrosemi.com/information/spec/?ss_pn=2N3608
Also ein  MOSFETs; P-Ch; Enhancement Typ.

Meine LTspice-Simulation überzeugt nicht wirklich, ich habe für den 
P-MOSFET verschiedene, der bei LTspice dazugehörigen Modelle 
ausprobiert,
entweder es schwingt gar nicht, oder es ist eine hässliche 
Sägezahnschwingung.

Hat noch jemand eine Idee?

von Stefan M. (derwisch)


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Fehlt da nicht ein ( hochohmiger ) Widerstand am Gate gegen Masse?
Wohin soll sich die Phasenschieberkette denn sonst entladen?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wobei ein Phasenschieberoszillator keinesfalls so aufwändig mit 2
Transistoren gebaut werden muss.  Im Gegenteil, der Punkt ist ja,
dass man durch den Phasenschieber auch mit einem einzigen Transistor
in Emitterschaltung arbeiten kann, denn die Schiebekette dreht die
Phase um weitere 180 °, wenn sie in „Resonanz“ ist.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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von mse2 (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:
> ... der Punkt ist ja, dass man durch den Phasenschieber auch mit einem
> einzigen Transistor in Emitterschaltung arbeiten kann, denn die
> Schiebekette dreht die Phase um weitere 180 °, wenn sie in „Resonanz“ ist.

Diese hübsche Schaltung kam in den 70er Jahren oft in den 
Anleitungsbüchern der Philips-Elektronik Experimentierkästen vor, mit 
denen ich aufgewachsen bin. Ich hatte damals als Kind/Jugendlicher große 
Schwierigkeiten, diese Schaltung zu verstehen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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mse2 schrieb:
> Diese hübsche Schaltung kam in den 70er Jahren oft in den
> Anleitungsbüchern der Philips-Elektronik Experimentierkästen vor, mit
> denen ich aufgewachsen bin.

Wie du aus dem von Christoph verlinkten Thread sehen kannst, nicht
nur bei Philips. ;-)

In meinem „piko“-Elektronikkasten war sie auch drin.

von Peter Z. (Gast)


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Hallo allerseits,

mir geht es nicht darum irgendeinen Sinusgenerator zu bauen, sondern die 
Schaltung die jetzt immerhin 46 Jahre alt ist so wie sie ist zum 
Laufen zu bringen.
Dazu suche ich einen Ersatz für den 2N3608.

Diese Schaltung unterscheidet sich zu ähnlichen 
Phasenschieberschaltungen dardurch, das die einzelnen RC-Glieder 
Tiefpässe und keine Hochpässe sind.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Peter Zz schrieb:
> mir geht es nicht darum irgendeinen Sinusgenerator zu bauen, sondern die
> Schaltung die jetzt immerhin 46 Jahre alt ist so wie sie ist zum Laufen
> zu bringen.

Dann sag das doch gleich … aus derart alter Zeit habe ich leider nur
n-Kanal-FETs in der Kiste liegen, fürchte ich.

von Wilhelm F. (Gast)


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Depletion-Mode-P-Kanal-FETs dürften auch nicht so leicht im Handel zu 
bekommen sein.

Unter Umständen die Schaltung mal spiegelverkehrt (Betriebsspannung) im 
Simulator aufbauen, und einen bekannten n-FET mit ähnlichen Daten 
verwenden, wo es bestimmt mehr Auswahl gibt. Das ist, was mir so auf die 
Schnelle einfällt.

von Peter Z. (Gast)


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Wilhelm F. schrieb:
> Unter Umständen die Schaltung mal spiegelverkehrt (Betriebsspannung) im
> Simulator aufbauen, und einen bekannten n-FET mit ähnlichen Daten
> verwenden, wo es bestimmt mehr Auswahl gibt.

Habe das mal mit dem 2N7002 probiert, die Ausgangsspannung ist genau so 
hässlich.

von Schiebschieeeb (Gast)


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Peter Zz schrieb:
> Wilhelm F. schrieb:
>> Unter Umständen die Schaltung mal spiegelverkehrt (Betriebsspannung) im
>> Simulator aufbauen, und einen bekannten n-FET mit ähnlichen Daten
>> verwenden, wo es bestimmt mehr Auswahl gibt.
>
> Habe das mal mit dem 2N7002 probiert, die Ausgangsspannung ist genau so
> hässlich.



Probiere mal den 2N5460, LTspice sollte den kennen und es gibt ihn noch 
fuer wenige Cent bei musikding.de

von Ulrich (Gast)


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Der MOSFET ist ein "normaler" p-Kanal enhancement MOSFET, also 
eigentlich kein Problem das was ähnliches zu finden. Mein erster Versuch 
wäre eine BS250.

Je nach MOSFET ist die Versorgungsspannung anzupassen - darüber sollte 
auch ein anderer FET kein so großes Problem sein. Ist halt nur schwer zu 
sagen ob da besser 4 V oder 12 V gehen.

von Reinhard #. (gruebler)


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Peter Zz schrieb:
> Habe das mal mit dem 2N7002 probiert, die Ausgangsspannung ist genau so
> hässlich.

Ohne Amplitudenregeleung wird das auch nie
etwas mit dem sauberen Sinus.
Entweder die Verstärkung ist zu schwach,
dann schwingt nix oder der Verstärker
übersteuert.
Die "schönste" Spannung müsste
an C3 entstehn.

von Schiebschieeeb (Gast)


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Mmh, jo MOSFet. tschuldigung.

Aber mit 4mA ID_on?! Da hatte ich irgendwie auf Jfet umgeschaltet ....

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Die Schleifenverstärkung im Arbeitspunkt muss auf knapp über 1 
eingestellt werde, um die Verzerrungen zu minimieren.

In der Beschreibung wird empfohlen, dies mit dem Lastwiderstand RL zu 
tun. Ein kleinerer RL lässt aber den Stromverbrauch ansteigen.

Alternativ kann man einen Mosfet mit geringerer Steilheit im 
Arbeitspunkt verwenden. Da der BSS84 von allen P-Mosfets in der 
LTspice-Bibliothek den größten RDSon hat, hat er vermutlich auch die 
geringste Steilheit.

Den Bipolartransistor kann man weglassen, da er die Gesamtsteilheit des 
Transistorpaars unnötigerweise erhöht.

Der DC-Arbeitspunkt am Gate des Mosfets liegt etwas unterhalb von 
VCC-UGSth. Um diesen Arbeitspunkt schwingt auch das Ausgangssignal. Um 
zu erreichen, dass die Schwingung einen möglichst großen Bereich der 
Versorgungsspannung abdeckt, sollte der Arbeitspunkt etwa bei der halben 
Versorgungsspannung liegen. Bei 15V müsste die Threshold-Spannung des 
Mosfets bei etwa 7V liegen. Da die Threshold-Spannung des BSS84 nur etwa 
2V beträgt, passt man am besten die Versorgungsspannung dem Mosfet an.

Im Anhang sind zwei Beispiele zu sehen, in die diese Überlegungen 
eingeflossen sind. Beide erzeugen eine passable Sinusschwingung. Will 
man die Schaltungen real aufbauen, muss man den Lastwiderstand etwas 
größer wählen, um ein sicheres Schwingen auch bei etwas abweichenden 
Bauteil-Parametern zu gewährleisten. Dadurch muss man allerdings auch 
mit stärkeren Verzerrungen rechnen. Aber als Präzisionssinusgenerator 
ist die Schaltung sowieso nicht gedacht.

von Wilhelm F. (Gast)


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Yalu X. schrieb:

> Da die Threshold-Spannung des BSS84 nur etwa
> 2V beträgt

Streuen die Threshold-Spannungen nicht auch noch sehr stark, so daß man 
immer ein Einzelstück abgleichen müßte?

In meinen alten Buchschaltungen z.B. aus der Ausbildung vor fast 40 
Jahren ist immer ein Poti mit drinne, eben zur Justierung. Es sind aber 
dort die Schaltungen nur mit einem einzelnen NPN-Transistor (z.B. 
BC107B, der war damals (TM) als Universaltransistor üblich) gezeigt. 
Einmal ganz einfach, und einmal mit Emittergegenkopplung zur 
Stabilisierung.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Wilhelm F. schrieb:
> Streuen die Threshold-Spannungen nicht auch noch sehr stark, so daß man
> immer ein Einzelstück abgleichen müßte?

Wenn einem grobe Verzerrungen nicht völlig egal sind, ja.

> In meinen alten Buchschaltungen z.B. aus der Ausbildung vor fast 40
> Jahren ist immer ein Poti mit drinne, eben zur Justierung.

Und schon ist die Einfachheit der Schaltung größtenteils dahin.

Man wird sie auch kaum als Teil einer professionellen Schaltung finden.

von Wilhelm F. (Gast)


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Yalu X. schrieb:

> Und schon ist die Einfachheit der Schaltung größtenteils dahin.
>
> Man wird sie auch kaum als Teil einer professionellen Schaltung finden.

Meine Buchschaltung war mit dem Poti dennnoch einfach geblieben.

Aber es stimmt: Ein Phasenketten- und auch Wiengenerator haben außen rum 
zur Stabilisierung noch viel mehr Schaltung.

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