Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit Kondensator für Schwingkreis


von Klaus H. (kese)


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Guten Tag,
ich bin dabei einen Parallelschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz so 
nah wie möglich um 1 MHz zu entwerfen.

Der Schwingkreis muss eine möglichst hohe Impedanz bei 1 MHz haben 
(daher auch der Wert für die Resonanzfrequenz)

Bei dem Versuch Indutivität und Kapazität aufeinander abzustimmen stoße 
ich auf das Problem, dass ich einen Wert für die Kapazität (253,3 nF) 
bekomme bei dem es sich um keinen bestellbaren Standardwert für 
Kondensatoren handelt.

Trimmer-Kondensatoren kommen leider nicht in Frage, weil sie nur im 
pF-Bereich erhältlich sind.

Hat jemand einen Lösungsvorschlag bzw. hilfreiche Tipps?

Vielen Dank für ihre Hilfe

Mfg
Klaus

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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hmm..., bist du dir mit den _[nF]_ sicher? Bei 1 MHz gehören dazu 
Größenordnung 100 nH Induktivität, also ein dünner Draht von 10 cm Länge 
oder eine entsprechend kleine Spule (incl. der Kondensatorabmessungen). 
Viel Güte wirst du damit erst mal nicht erzielen.

Und per se hat die Güte auch nicht viel mit der Frequenz zu tun, denk an 
Quarze.

Erklär doch einfach mal deinen Rechengang und die Aufgabe.

Grüße

von Rene H. (Gast)


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Hmm... dünkt mich auch etwas gross. Das müsste sich eher im pF Bereich 
bewegen.

Grüsse,
René

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus Herbert schrieb:

> ich auf das Problem, dass ich einen Wert für die Kapazität (253,3 nF)
> bekomme bei dem es sich um keinen bestellbaren Standardwert für
> Kondensatoren handelt.

Dann miss diesen Wert aus einer grösseren bestellten Menge heraus
oder ändere die Induktivität.
Gruss
Harald
PS: Unabhängig davon wirst Du keine Kondensatoren bekommen, die nur
im Promillebereich schwanken. Präzise Frequenzen erzeugt man anders.

von M.N. (Gast)


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Also wenn es denn wirklich sein soll: 220 nF + 33 nF == 253 nF
Wirst du, wenn du es bezahlen möchtest auch in 1% Folie (Styroflex) 
bekommen.

von Udo S. (urschmitt)


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Die Kapazität ist viel zu hoch. Ich würde die über den Daumen gepeilt 
Faktor 50-100 kleiner machen.


Überlege dir auch wie hoch der Strom in L werden würde und wie hoch die 
Ohmschen Widerstände in L und C sind.

von Route_66 (Gast)


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Hallo!
Duirch die Verwendung von zwei oder mehr Kondensatoren kann nicht nur 
der genaue Kapazitätswert "abgeglichen" werden, man kann auch eine 
Temperaturkompensation erreichen. Kondensatoren gibts ja mit 
unterschiedlichen TK-Werten positiv aber auch negativ. Alle 
frequenzbestimmenden Bauteile werden dann in einem bestimmten 
Temeraturbereich gegeneinander auf nahe Null getrimmt (TCO - temperature 
compensated oscillator).

von Sascha W. (arno_nyhm)


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Wie schon erwähnt, schlechte Balance von C/L für die anvisierte 
Frequenz...

Allgemein: Wenn es um die Feineinstellung geht spricht dann aber auch 
nichts dagegen einen Trimmkondensator parallel zu einer festen Kapazität 
zu schalten, um so eine höhere Gesamtkapazität zu erzielen, die im 
interessanten Bereich justierbar ist.

von Kai K. (klaas)


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>Bei dem Versuch Indutivität und Kapazität aufeinander abzustimmen stoße
>ich auf das Problem, dass ich einen Wert für die Kapazität (253,3 nF)
>bekomme bei dem es sich um keinen bestellbaren Standardwert für
>Kondensatoren handelt.

Warum erwähnst du denn mit keinem einzigen Wort, wie groß die 
Induktivität ist?? So kann dir niemand helfen...

von Udo S. (urschmitt)


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Kai Klaas schrieb:
> Warum erwähnst du denn mit keinem einzigen Wort, wie groß die
> Induktivität ist?? So kann dir niemand helfen...

???
f = 1/(2*pi*sqrt(LC))

f = 1MHz
C = 250nF
L =

von Klaus R. (klara)


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Klaus Herbert schrieb:
> Der Schwingkreis muss eine möglichst hohe Impedanz bei 1 MHz haben
> (daher auch der Wert für die Resonanzfrequenz)

Kommt auch ein aktiver Filter in Frage? Der OP müsste nur hohe 
Grenzfrequenz haben. Hier ein Beispiel:
http://www.ti.com/product/lm7121

Gruss Klaus.

von Kai K. (klaas)


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>???
>f = 1/(2*pi*sqrt(LC))
>
>f = 1MHz
>C = 250nF
>L =

Ach Udo, wir nehmen doch gerade an, daß sich Klaus verrechnet hat und 
die von ihm ermittelte Kapazität falsch ist...

von Klaus H. (kese)


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vielen Dank erstmal für die vielen anregenden Ideen. ich habe mir jetzt 
folgendes überlegt (siehe Bild).

von ?? (Gast)


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Klaus Ra. schrieb:
> Klaus Herbert schrieb:
>> Der Schwingkreis muss eine möglichst hohe Impedanz bei 1 MHz haben
>> (daher auch der Wert für die Resonanzfrequenz)
>
> Kommt auch ein aktiver Filter in Frage? Der OP müsste nur hohe
> Grenzfrequenz haben. Hier ein Beispiel:
> http://www.ti.com/product/lm7121
>
> Gruss Klaus.

Kann man mit einem Operationsverstärker einen Schwingkreis ersetzen? 
(grübel)

von Udo S. (urschmitt)


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Kai Klaas schrieb:
> Ach Udo, wir nehmen doch gerade an, daß sich Klaus verrechnet hat und
> die von ihm ermittelte Kapazität falsch ist...

Ok, ich und andere haben angenommen, daß er eine miserable Balance 
zwischen Induktivität und Kapazität genommen hat. Zumal er keine 
Einwendung zu der Aussage gemacht hat:

Günter Richter schrieb:
> hmm..., bist du dir mit den _[nF]_ sicher? Bei 1 MHz gehören dazu
> Größenordnung 100 nH Induktivität, also ein dünner Draht von 10 cm Länge
> oder eine entsprechend kleine Spule (incl. der Kondensatorabmessungen).

Aber vieleicht hast du ja recht.
Hat mich eh irritiert daß du sowas gefragt hast, deswegen die '???'.

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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?? schrieb:
> Kann man mit einem Operationsverstärker einen Schwingkreis ersetzen?
> (grübel)

So lange wir den Gesamtzusammenhang nicht kennen kann man dazu nichts 
sagen.
Machbar ist einiges.
Gruss Klaus.

von Klaus H. (kese)


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Es geht darum die Steifigkeit eines Piezoelements mit Hilfe der äußeren 
Beschaltung zu steuern. Durch Zuschalten einer Kapazität soll ein 
Schwingkreis mit großer Impedanz (bei 1 MHz) entstehen wodurch die 
Steifigkeit des Piezoelementes erhöht wird.

Ich habe mir jetzt überlegt, zwei Induktivitäten in Reihe zu schalten 
(L1= 1,5 µH, L2= 1,06) um so auf die 2,56 µH bei einer Kapazität von 10 
nF zu kommen. Die Bauteile mit diesen Werten sind erhältlich.

Macht das Sinn?

Viele Grüße

von Klaus R. (klara)


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Klaus Herbert schrieb:
> Es geht darum die Steifigkeit eines Piezoelements mit Hilfe der äußeren
> Beschaltung zu steuern. Durch Zuschalten einer Kapazität soll ein
> Schwingkreis mit großer Impedanz (bei 1 MHz) entstehen wodurch die
> Steifigkeit des Piezoelementes erhöht wird.

Ich habe mal nach einem Ersatzschaltbild für ein Piezoelement gesucht.
http://de.wikipedia.org/wiki/Piezoelektrischer_Sensor

Anbei habe ich aus dem Wiki das Ersatzschaltbild für ein Piezoelement 
herausgezogen. Sind irgendwelche Werte bekannt?

Ce und Lm bilden einen Serienschwingkreis. Parallel dazu ist C0 und Ri. 
Ri dämpft das interne Gebilde. Ohne Berücksichtigung des 
Ersatzschaltbildes wirst Du mit einer äusseren Beschaltung lediglich nur 
nach Versuch und Irrtum testen können.

Nur so eine Idee. Wenn Dir ein Oszi zur Verfügung steht, dann könnte man 
in Reihe einen Wobbler oder Sinus schalten und die Schaltung hochohmig 
per Oszi sich anschauen. Der Phasengang müsste so ebenfalls zu messen 
sein.

Gruss Klaus.

von Messknecht (Gast)


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Nützliche Tools zur Schwingkreisberechnung (LC-Resonanzkreis) findest du 
z. B. hier:
http://www.electronicdeveloper.de

von Klaus R. (klara)


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Messknecht schrieb:
> Nützliche Tools zur Schwingkreisberechnung (LC-Resonanzkreis) findest du
> z. B. hier:
> http://www.electronicdeveloper.de

Eine wirklich gute Seite.
Gruss Klauis.

von Michael_ (Gast)


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Klaus Herbert schrieb:
> Trimmer-Kondensatoren kommen leider nicht in Frage, weil sie nur im
> pF-Bereich erhältlich sind.

Du hast dich vollkommen verrannt.
Deine 1MHz kommen in jedem klassischen MW-Radio vor.
Geschätzt liegt da der Wert bei 80pF.
Und für eine hohe Güte sollte die Induktivität hoch sein.
Der würde gehen:
http://www.reichelt.de/Trimmerkondensatoren/TZ03-60P/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=42415&GROUPID=3171&artnr=TZ03+60P
Am Ende, wie schon gesagt, durch Festkapazitäten ersetzen.
Dein C-Wert ist absolut unrealistisch.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael_ schrieb:

> Und für eine hohe Güte sollte die Induktivität hoch sein.

Hmm, ich hab mal gelernt: "Kleines L und grosses C, bringt
die Spannung in die Höh". Oder ist diese Faustformel, wie so
verschiedene andere aus der Röhrenzeit, auch nicht mehr gültig?
Gruss
Harald

von Michael_ (Gast)


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Es muß sicher ausgewogen sein.
Natürlich kann es theoretisch einen 1MHz Schwingkreis mit seinen 200nF 
oder umgekehrt mit 10pF und hoher Induktivität geben.
Gerade in der Röhrenzeit wurde da optimiert. Es kam da auf die Verluste 
von C und L an, die technisch machbar sind.
Ich hab das noch vom Detektor im Hinterkopf. Also besser für einen 
Mittelwellensender 100pF anstatt 500pF.

von Günter Lenz (Gast)


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Klaus Herbert schrieb:
>Der Schwingkreis muss eine möglichst hohe Impedanz bei 1 MHz haben
>(daher auch der Wert für die Resonanzfrequenz)

Für einen hohen Resonanzwiederstand sollte der Kondensator
möglichts klein, und die Spule eine große Induktivität
haben. Die Induktivität darf nun aber auch nicht zu groß sein.
Die Eigenresonanzfrequenz der Spule muß auf jeden Fall
noch über 1MHz liegen.
Wie groß ist Induktivität deiner Spule?
Für was soll der Schwingkreis verwendet werden?
Für ein Filter, oder soll das ein Oszillator werden?

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