Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung -> VCO


von Klang (Gast)


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Liebe Elektronik-Freunde,

ich suche eine Schaltung für einen VCO - Frequenzbereich 20 Hz - 20000 
Hz Sinuskurfe.

Kann mir da bitte jemand weiterhelfen ?

Danke...

Kosmische Grüße

von Ulrich (Gast)


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Schon etwas antik das IC, aber noch zu bekommen, wäre ein XR2206 mit 
entsprechender Beschaltung.

So klassisch mit Kapazitätsdioden und als LC Oszillator sind 20 Hz schon 
sehr niedrig und auch ein Bereich von mehr als etwa 1 Oktave schwierig.

von Norbert Veith (Gast)


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3 Dekaden dürften ohne stufenweise Bandumschaltung analog nicht so 
einfach umsetzbar sein. Einfach wäre aber:
1 Mikrocontroller mit integriertem DAC
2 Sinustabelle im Flash ablegen, z.B. 64 Stützstellen
3 Mit zyklischem Pointer die Tabelle auslesen und an den DAC senden
4 Takt des Pointers=20*64Hz...20.000*64Hz z.B. über ADC in den 
Controller einlesen oder diesen Takt analog erzeugen und als Interrupt 
zum Auslesen der Tabelle verwenden.

von MiWi (Gast)


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Norbert Veith schrieb:
> 3 Dekaden dürften ohne stufenweise Bandumschaltung analog nicht so
> einfach umsetzbar sein.

Dann gibt Dir einmal die entsprechend AN14 von Linear Technology. Du 
wirst staunen...

http://www.linear.com/docs/4110

> Einfach wäre aber:

Nö.

> 1 Mikrocontroller mit integriertem DAC
> 2 Sinustabelle im Flash ablegen, z.B. 64 Stützstellen
> 3 Mit zyklischem Pointer die Tabelle auslesen und an den DAC senden
> 4 Takt des Pointers=20*64Hz...20.000*64Hz z.B. über ADC in den
> Controller einlesen oder diesen Takt analog erzeugen und als Interrupt
> zum Auslesen der Tabelle verwenden.

Was ist daran einfacher als ein paar geschickt ausgewählte Opamps, 
Widerstände und Kondensatoren a la AN14 Fig.14?

Grüße

MiWi

von Günter Lenz (Gast)


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Es gibt noch eine einfache Möglichkeit,
einen sogenannten Schwebungssummer.
Man konstruiert zwei Oszillatoren mit
hoher Frequenz, einen mit fester Frequenz,
(Quarzoszillator) und einen abstimmbaren
mit Kapazitätsdiode, wobei die Frequenzen
nicht weit auseinanderliegen. Dann werden
beide Frequenzen gemischt, vielleicht mit
einem Diodenringmischer. Das Ergebnis ist
dann eine Abstimmbare NF. Die Differenz der
beiden HF-Frequenzen ist dann die NF-Frequenz.

von Christian L. (cyan)


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MiWi schrieb:
> Was ist daran einfacher als ein paar geschickt ausgewählte Opamps,
> Widerstände und Kondensatoren a la AN14 Fig.14?

Vielleicht, dass die Bauteile verfügbar sind, im Gegensatz zum obsoleten 
AD639?

von Ulrich (Gast)


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Der XR2206 ist noch einigermaßen verfügbar, wenn auch nicht mehr für 
neue Designs empfohlen. Sonst ist das so etwas wie der VCO aus der AN14 
mit Sinusformung in einem IC. Nicht ganz die Qualität des AD639, aber 
halt noch zu bekommen.

Es gibt aber auch andere Möglichkeiten vom Dreieck auf einen Sinus zu 
kommen - notfalls auch diskret aufgebaut.

von Andrew T. (marsufant)


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Günter Lenz schrieb:
> Es gibt noch eine einfache Möglichkeit,
> einen sogenannten Schwebungssummer.
> Man konstruiert zwei Oszillatoren mit
> hoher Frequenz, einen mit fester Frequenz,
> (Quarzoszillator) und einen abstimmbaren
> mit Kapazitätsdiode, wobei die Frequenzen
> nicht weit auseinanderliegen. Dann werden
> beide Frequenzen gemischt, vielleicht mit
> einem Diodenringmischer. Das Ergebnis ist
> dann eine Abstimmbare NF. Die Differenz der
> beiden HF-Frequenzen ist dann die NF-Frequenz.


So ist es denn ein Oszillator der zw. 100 und 120 kHz abstimmbar ist, 
ist reltiv leicht zu konzipieren als VCO (== 20% durchstimmbar).

Mischt man dies mit einem Festfrequenz -Oszillator (LC oder Quarz)
so erhält man nach Mischung als unteres Seitenband 0...20kHz.

Also locker 3 Dekaden .-)

von m.n. (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> So ist es denn ein Oszillator der zw. 100 und 120 kHz abstimmbar ist,
> ist reltiv leicht zu konzipieren als VCO (== 20% durchstimmbar).

Fraglich ist nur, wer die Ausgangsfrequenz bestimmt: der Benutzer oder 
die Temperatur? :-)

XR2206 ist in diesem Fall schon die 1. Wahl.

von npn (Gast)


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m.n. schrieb:
> Fraglich ist nur, wer die Ausgangsfrequenz bestimmt: der Benutzer oder
> die Temperatur? :-)

Ich denke, wenn beide Oszillatoren gleich aufgebaut sind und auch im 
gleichen Gehäuse sind, dann würde sich ja ein Temperatureinfluß auf 
beide gleichzeitig auswirken und damit die Differenzfrequenz (das heißt 
die NF) auch gleich bleiben.
Ich habe schon viele NF-Generatoren gesehen, die so aufgebaut waren.

von m.n. (Gast)


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npn schrieb:
> Ich denke, wenn ...

Schon klar, wenn man Alles richtig macht, funktioniert es immer bestens!

Bezüglich des Aufwandes, würde ich aber keine Sinuskurven schweben 
lassen, sondern gleich einen DDS-Generator aufbauen, dessen Frequenz mit 
einem Schrittmotor als Drehgeber eingestellt werden kann. Ein ATtiny2313 
könnte dafür schon reichen :-)

Damit hätte man dann eine sehr stabile Frequenzerzeugung.

von MiWi (Gast)


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Christian L. schrieb:
> MiWi schrieb:
>> Was ist daran einfacher als ein paar geschickt ausgewählte Opamps,
>> Widerstände und Kondensatoren a la AN14 Fig.14?
>
> Vielleicht, dass die Bauteile verfügbar sind, im Gegensatz zum obsoleten
> AD639?

Mir ging es nur darum zu zeigen, daß ein VCO über mehr als 2 Dekanden 
nun wirklich kein Hexenwerk ist wie Norbert Veith gemeint hat

Und den Dreieck > Sinuskonverter läßt sich auch recht kommod aus 2 (oder 
mehr) Dioden mit einem Opamp bauen.

Der Übergang bei Dioden von leitend zu nichtleitend ist netterweise 
relativ einfach für sowas verwendbar.

Grüße

MiWi

von npn (Gast)


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m.n. schrieb:
> Damit hätte man dann eine sehr stabile Frequenzerzeugung.

Das wäre natürlich das beste, das stimmt.

von Missklang (Gast)


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TI Application Note AN-263.

MAX292 (von einem Rechtecksignal die Harmonischen rausfiltern ergibt 
einen Sinus)

von Christian L. (cyan)


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MiWi schrieb:
> Mir ging es nur darum zu zeigen, daß ein VCO über mehr als 2 Dekanden
> nun wirklich kein Hexenwerk ist wie Norbert Veith gemeint hat

Ja, wenn es nur um die Erzeugung einer Frequenz über mehrere Dekaden 
geht ok. Das kann man aber auch schon mit einem einfachen 4046 
erreichen.

Missklang schrieb:
> MAX292 (von einem Rechtecksignal die Harmonischen rausfiltern ergibt
> einen Sinus)

Der Clock muss dann aber synchron zur gewünschten Frequenz mitgeführt 
werden - was aber auch kein großes Problem ist. Man kann ja das 
Clocksignal herunter teilen zur gewünschten Frequenz. Allerdings kriegt 
man bei einem solchen Filter Artefakte des Clocks mit in das 
Ausgangssignal. Wie gut der Sinus sein muss (THD-Messung?) wissen wir 
aber nicht.

von Ralph B. (rberres)


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Es gibt noch eine weitere Möglichkeit. Das ist der Variostate Oszillator

Bestehend aus 2 Integrierer und einen Invertierer. Der erzeugt sogar 
direkt Sinus und Cosinus gleichzeitig. Mit den Widerständen des 
Integrierers kann man in einem Bereich über mehrere Dekaden die Frequenz 
einstellen.

Ralph Berres

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Andrew Taylor schrieb:
> Günter Lenz schrieb:
>> Es gibt noch eine einfache Möglichkeit,
>> einen sogenannten Schwebungssummer.
>> Man konstruiert zwei Oszillatoren mit
>> hoher Frequenz, einen mit fester Frequenz,
>> (Quarzoszillator) und einen abstimmbaren
>> mit Kapazitätsdiode, wobei die Frequenzen
>> nicht weit auseinanderliegen. Dann werden
>> beide Frequenzen gemischt, vielleicht mit
>> einem Diodenringmischer. Das Ergebnis ist
>> dann eine Abstimmbare NF. Die Differenz der
>> beiden HF-Frequenzen ist dann die NF-Frequenz.
>
> So ist es denn ein Oszillator der zw. 100 und 120 kHz abstimmbar ist,
> ist reltiv leicht zu konzipieren als VCO (== 20% durchstimmbar).
>
> Mischt man dies mit einem Festfrequenz -Oszillator (LC oder Quarz)
> so erhält man nach Mischung als unteres Seitenband 0...20kHz.
>
> Also locker 3 Dekaden .-)

Siehe HP Audio-Speks, die machen das exakt so, L.O. mit 1-1.5 MHz, durch 
zehn teilen, mischen, Produkt bei 100 kHz messen.

Ralph Berres schrieb:
> Es gibt noch eine weitere Möglichkeit. Das ist der Variostate
> Oszillator
>
> Bestehend aus 2 Integrierer und einen Invertierer. Der erzeugt sogar
> direkt Sinus und Cosinus gleichzeitig. Mit den Widerständen des
> Integrierers kann man in einem Bereich über mehrere Dekaden die Frequenz
> einstellen.
>
> Ralph Berres

Siehe den state-variable oscillator vom HP 8903, die verstellen per 
FET-Schalter unterschiedliche Sachen in beiden Stufen, kommen damit auf 
insgesamt 18 Bit "Tuning-Word".

Hier noch eine state-variable Implementierung neueren Datums: 
http://www.users.on.net/~glenk/uldo/uldo.htm

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Klang schrieb:
> ich suche eine Schaltung für einen VCO - Frequenzbereich 20 Hz - 20000
> Hz Sinuskurfe.

Für welche Anwendung? Mit welcher Steuerkennlinie?

Ich rate mal (ausgehend von deinem Nick) daß das was mit Audio und 
Tonerzeugung zu tun hat. Wahrscheinlich wirst du bei Schaltungen für 
Analogsynthesizer das gewünschte finden.


XL

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Wenn die Anforderungen an spektrale Reinheit nicht sehr hoch sind, geht 
natürlich immer auch DDS. Eine gute 14-Bit DDS (vollintegriert z.B. 
AD9102(*) und viele andere) erreicht ein SFDR >70 dB. Natürlich geht DDS 
auch für hohere Anforderungen, dann aber eher nicht mehr vollintegriert. 
Das wäre dann eher eine Sache für einen guten Audio-DAC und FPGA/DSP 
oder MCU, je nach belieben.

(*) Eignung fürs Audioband nicht geprüft, bitte selber Datenblatt lesen

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