mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfache Klirrfaktormessung


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich möchte den Klirrfaktor von selbstgebauten Audioverstärkern messen.

Dazu habe ich folgende Idee im Kopf:

Ich nehme einen klirrarmen Wienbrückenoszillator mit der Frequenz 1kHz 
(eventuell mit Tiefpass dahinter), schicke dieses Signal durch den zu 
testenden Verstärker, messe dann mit schaltbaren Bandpässen die 
Amplituden der ersten 5 Harmonischen und trage die Werte in diese 
Gleichung ein, um den ungefähren Wert des Klirrfaktors zu berechnen:

http://www.amplifier.cd/Tutorial/Klirrfaktor/Klirrfaktor.htm
(Bild 4)

Die Bandpässe sollten wahrscheinlich von höherer Ordnung sein. Schalte 
ich hier einfach einen aktiven Tiefpass n-ter Ordnung hinter einen 
aktiven Hochpass n-ter Ordnung um einen Bandpass n-ter Ordnung zu 
erhalten?

Wäre diese Idee so machbar oder bin ich hier auf dem Holzweg?
Es gibt zwar Software zum Messen des Klirrfaktors, ich möchte es jedoch 
zuerst Analog versuchen.

Danke im Voraus!

von Thomas T. (runout)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nee du, nee du...

Arta + gute Soundkarte, das ist alles...



runout

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:

> messe dann mit schaltbaren Bandpässen die
> Amplituden der ersten 5 Harmonischen

Es reicht eigentlich ein Bandpass, um die Grundwelle auszufiltern
und dann den Rest mit einem echt-Effektivwert-Multimeter zu messen.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald Wilhelms schrieb:
> Luca E. schrieb:
>
>> messe dann mit schaltbaren Bandpässen die
>> Amplituden der ersten 5 Harmonischen
>
> Es reicht eigentlich ein Bandpass, um die Grundwelle auszufiltern
> und dann den Rest mit einem echt-Effektivwert-Multimeter zu messen.

Das ist allerdings nicht THD, sondern THD+N.

Gut, der Unterschied ist etwas akademisch bei der heutigen 
Rauscharmut...

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald Wilhelms schrieb:
> Es reicht eigentlich ein Bandpass, um die Grundwelle auszufiltern
> und dann den Rest mit einem echt-Effektivwert-Multimeter zu messen.

TrueRMS Multimeter wäre vorhanden. Aber müsste der Filter dann nicht ein 
Kerbfilter sein?
Diese Idee hatte ich davor, ich dachte aber, die Messung der einzelnen 
Harmonischen wäre genauer. So genau wird es aber so oder so nicht.

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Auch wenn man die einzelnen Oberwellen mit Bandpassfiltern bestimmen 
will, wäre der Kerbfilter für die Grundwelle eine gute Idee: Ohne die 
Grundwelle abzuschwächen müssten auch die Bandpassfilter sehr klirrarm 
ausgelegt werden, was bei einem aktiven Filter gar nicht so einfach ist. 
Zumindest der 1. OP sieht dabei immer noch eine deutlich Amplitude der 
Grundwellen.
Der Aufwand mit 3-5 Bandpassfitler ist auch recht groß - mit Kerbfilter 
können die Filter ggf. einfacher werden.

Die Methode der Wahl ist eigentlich Kerbfitler und Soundkarte. Dann 
kommt es auch nicht so auf die Qualität de Soundkarte an.

Als Standalone Gerät geht auch ein Wienbrückengenerator, Kerbfilter und 
dann das Oszilloskop.

Die Messung einzelner Harmonischer wird nicht unbedingt genauer, aber 
man kriegt hinweise darauf wo die Quelle liegen könnte. Das geht aber 
auch schon ganz gut aus der Wellenform hinter dem Kerbfilter.

von Ralph B. (rberres)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Kerbfilter wird in der Regel als Wien-Brückenschaltung aufgebaut, 
bei automatisch abgleichende Messgeräte auch als Variostatefilter.

Kerbfilter mit Wienbrückenschaltung sind relativ simpel und man kann je 
nach Aufbau Klirrfaktoren bis 0,01% erfassen.

Schaue mal nach

http://www.rainers-elektronikpage.de/RADIO-RIM-Baumappen/Baumappe_NFM2000.pdf

Das Gerät ist schon recht brauchbar. Mit ICs aufgebaut geht das Gerät 
noch besser.

Ralph Berres

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> 0,01%

Also wenn man sich schon die Mühe macht es analog zu tun, kann man ja 
wenigstens klotzen nicht kleckern.

http://www.users.on.net/~glenk/thd/thd.htm

> at or below 0.0001% (-120dB)

von Ralph B. (rberres)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marian B. schrieb:
> http://www.users.on.net/~glenk/thd/thd.htm

Interessanter Link.

Ob das dem TE zu aufwendig ist?

Ralph

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die einfache, klassische Form des Kerbfilters ist das doppel-T Glied. 
Das geht auch rein passiv, bzw. mit dem OP am Ausgang. Gerade wenn man 
mit der Soundkarte misst muss das Filter auch nicht perfekt sein. Es 
geht vor allem darum die Grundwelle so weit zu unterdrücken, das der 
Rest dahinter nicht mehr so kritisch ist.

Begrenzt ist man dann in aller Regel durch die Qualität des Oszillators.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für die Antworten.

Ralph Berres schrieb:
> Schaue mal nach
>
> http://www.rainers-elektronikpage.de/RADIO-RIM-Baumappen/Baumappe_NFM2000.pdf
>
> Das Gerät ist schon recht brauchbar. Mit ICs aufgebaut geht das Gerät
> noch besser.

Danke, den Schaltplan schaue ich mir mal genauer an.

Marian B. schrieb:
> Also wenn man sich schon die Mühe macht es analog zu tun, kann man ja
> wenigstens klotzen nicht kleckern.
>
> http://www.users.on.net/~glenk/thd/thd.htm

Das ist dann doch ein Stück zu aufwändig. Man muss es ja auch nicht 
gleich übertreiben. ;-)

Lurchi schrieb:
> Die einfache, klassische Form des Kerbfilters ist das doppel-T Glied.

Wie sieht es mit dem Kerbfilter aus dieser TI Appnote aus?
http://www.ti.com/lit/an/sloa093/sloa093.pdf (S. 8)

Lurchi schrieb:
> Begrenzt ist man dann in aller Regel durch die Qualität des Oszillators.

Lässt sich die Qualität durch Tiefpassfilterung verbessern?

Edit: Den Wienbrückenoszillator habe ich bereits aufgebaut. Klassisch 
mit einer Glühlampe in der Rückkopplung.

: Bearbeitet durch User
von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Lässt sich die Qualität durch Tiefpassfilterung verbessern?

Ne, was hilft ist ein guter Aufbau und eine vernünftige Gain-Regelung ; 
letztere ist der begrenzende Faktor in Sachen THD.

von Ralph B. (rberres)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Lässt sich die Qualität durch Tiefpassfilterung verbessern?

Ja schon. Aber man beraubt sich der Freiheit verschiedene Frequenzen 
über einen großen Bereich zu erzeugen, weil man den Tiefpass mitlaufen 
lassen muss, oder zumindest viele Tiefpässe für verschiedene 
Teilbereiche verwenden muss.

0,01% geht noch ganz gut mit einen Wienbrückenoszillator und der 
üblichen Amplitudenregelung mit Kaltleiter ( Glühlämpchen ).

0,01& ist etwa das , was man mit relativ geringen Aufwand noch erreichen 
kann.


 Will man noch besser werden, würde ich dann schon eher zu einen 
Vario-State Oszillator greifen.

Tektronix macht das z.B. im SG5010 so.

Alternativ wäre auch die Möglichkeit einen DDS Synthesizer zu Fuß 
aufzubauen, weil man dann mehrere Eproms ( wegen der Datenwortbreite 
)für den Sínusspeicher und einen 16Bit oder gar 24Bit DA Wandler nehmen 
könnte.

Damit sind dann Klirrfaktoren um 0,001% oder noch kleiner möglich.

Ralph Berres

von ./. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So ganz falsch ist der der Ansatz mit den Bandpaessen nicht.

Der "Klirrfaktormesszusatz KLMZ-1" von Wandel&Goltermann besteht
aus genau einem (passiven) Bandpass fuer 1600 Hz.

Zur Messung des THD (Third Harmonic Distortion) fuehrt man dem
Messobjekt einfach (1600 / 3) 533 Hz zu.

Fuer den "echten" Klirrfaktor muss alle relevanten Frequenzen
messen (1600/2, 1600/3, 1600/4 ...) und wie im TO-Beitrag
refenziert, zusammenrechnen.

Eine sehr einfache Technik, die einen klirrarmen Generator
vorausgesetzt, durchaus brauchbare Resultate liefert.


Ich begnuege mich meisst mit dem THD :-)

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> Tektronix macht das z.B. im SG5010 so.

SG505 Schaltplan ist einfacher zu lesen und das gleiche. State-variable 
und phase-shift (mit Integratoren) ist das gleiche, nur andere 
Namen/Betrachtungsweisen. Unabhängig von der Realisierung ist der 
Knackpunkt bei den analogen Oszillatoren immer die AGC.

./. schrieb:
> Eine sehr einfache Technik, die einen klirrarmen Generator
> vorausgesetzt, durchaus brauchbare Resultate liefert.

Setzt natürlich voraus, dass die harmonische Verzerrung nicht stark mit 
der Frequenz variiert, was bei den von dir angesprochenen niedrigeren 
Testfrequenzen aber unkritisch sein wird.

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> Ja schon. Aber man beraubt sich der Freiheit verschiedene Frequenzen
> über einen großen Bereich zu erzeugen, weil man den Tiefpass mitlaufen
> lassen muss, oder zumindest viele Tiefpässe für verschiedene
> Teilbereiche verwenden muss.

Vorerst reicht mir der Klirrfaktor bei 1kHz.

Ralph Berres schrieb:
> 0,01% geht noch ganz gut mit einen Wienbrückenoszillator und der
> üblichen Amplitudenregelung mit Kaltleiter ( Glühlämpchen ).

Ich habe hier aktuell nur 7V/300mA Lämpchen. Damit funktioniert der 
Oszillator zwar, lässt sich aber nicht wirklich gut einstellen. Erreiche 
ich den Punkt an dem der Sinus nicht gekappt wird, bricht die 
Oszillation zusammen.

Ralph Berres schrieb:
> 0,01% geht noch ganz gut mit einen Wienbrückenoszillator und der
> üblichen Amplitudenregelung mit Kaltleiter ( Glühlämpchen ).

0,01% sind absolut ausreichend.

Marian B. schrieb:
> SG505 Schaltplan

Schaue ich mir auch mal an.

Edit: Anbei die aktuelle Schaltung des Wienbrückenoszillators.

: Bearbeitet durch User
von Jupp (Gast)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
./. schrieb:
> THD (Third Harmonic Distortion)

Aua.
Total Harmonic Distortion!

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe gerade den Notchfilter (der aus der TI-Appnote) aufgebaut. 
Allerdings funktionierte er nicht. Der Ausgang bleibt bei jeder Frequenz 
auf 0V. Möglicherweise liegt es daran, dass ich keine passenden 
Widerstandswerte da habe und auch durch Parallel- oder Reihenschaltung 
auf etwa 2% Abweichung der Werte komme. Oder es ist ein schlechter 
Kontakt auf meinem ziemlich abgenutzten Steckbrett...

Damit werde ich mich Morgen nochmal befassen und sollte der Notchfilter 
trotzdem nicht funktionieren, versuche ich mal einen Aktiven Hochpass 4. 
Ordnung. Damit sollte sich die Grundwelle ja auch schon recht gut 
dämpfen lassen.

von J. A. (gajk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:

> Ich nehme einen klirrarmen Wienbrückenoszillator mit der Frequenz 1kHz
> (eventuell mit Tiefpass dahinter), schicke dieses Signal...

Kann man da auch so vorgehen, dass man den Klirr vom Oszillator bestimmt 
und dann vom amp, wenn das Oszillatorsignal da durchgegangen ist und 
dann subtrahiert man die Werte?

Dann könnte man sich das Geld für einen klirrarmen Oszillator sparen.

von Ralph B. (rberres)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
J. Ad. schrieb:
> Kann man da auch so vorgehen, dass man den Klirr vom Oszillator bestimmt
> und dann vom amp, wenn das Oszillatorsignal da durchgegangen ist und
> dann subtrahiert man die Werte?

Die Klirrfaktorspannungen  werden geometrisch addiert subtrahiert.

Spätestens dann wenn der Klirrfaktor des Generators höher ist als das 
Messobjekt, kommt kaum verwertbares dabei raus.

Außerdem weist du ja nicht welche Oberwellen der Generator und welcher 
das Messobjekt produziert.

Ich halte dieses Verfahren für nicht zielführend.

Ralph Berres

von Honk (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Ich habe gerade den Notchfilter (der aus der TI-Appnote) aufgebaut.
> Allerdings funktionierte er nicht. Der Ausgang bleibt bei jeder Frequenz
> auf 0V. Möglicherweise liegt es daran, dass ich keine passenden
> Widerstandswerte da habe und auch durch Parallel- oder Reihenschaltung
> auf etwa 2% Abweichung der Werte komme. Oder es ist ein schlechter
> Kontakt auf meinem ziemlich abgenutzten Steckbrett...

Kann mir nicht vorstellen das die Toleranzen die Ursache sind. Die 
sollten sich eher so auswirken, das die Sperrfrequenz sich etwas 
verschiebt und auch nicht so stark gedämpft wird wie im Idealfall. Weit 
weg von der Sperrfrequenz kein Signal, das kann nicht sein. Deine 
Vermutung mit dem schlechten Kontakt passt eher zu 0V Signal.

von ./. (Gast)


Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
>> ./. schrieb:
>> THD (Third Harmonic Distortion)

> Aua.
> Total Harmonic Distortion!

Selber Aua!

http://www.sweetwater.com/insync/third-harmonic-distortion/

This test was commonly abbreviated and listed on the specification sheet 
as “THD“, which, of course, was mistaken to mean “total harmonic 
distortion” instead of “third harmonic distortion.”

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
./. schrieb:
>>> ./. schrieb:
>>> THD (Third Harmonic Distortion)
>
>> Aua.
>> Total Harmonic Distortion!
>
> Selber Aua!
>
> http://www.sweetwater.com/insync/third-harmonic-distortion/

Da handelt es sich aber vermulich nur um ein sehr spezielles
Messverfahren für Tonbandgeräte.

von Achim H. (anymouse)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald Wilhelms schrieb:
> Da handelt es sich aber vermulich nur um ein sehr spezielles
> Messverfahren für Tonbandgeräte.

Third Harmonic Distortion gibt es natürlich.
Man sollte sich aber hüten, dies mit THD abzukürzen aufgrund der 
Verwechslung mit Total Harmonic Distortion. 3rd H.D. ist besser.

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Verzerrungen des Oszillators wieder raus zu rechnen geht nicht so 
einfach: Die Signal addieren sich mit Phase und Amplitude. Um das zu 
korrigieren müsste man schon die Phasenverschiebung der zu testende 
Schaltung kennen, bzw. besser durchmessen. Das Abziehen wird auch nicht 
perfekt funktionieren - viel größer als die Verzerrungen der Schaltung 
dürfen also die des Oszillators nicht sein.

Normal wird es einfacher sein einen guten Oszillator aufzubauen. Nur 
wenn man da an die Grenzen stößt und extrem klirrarme Schaltungen hat, 
dürfte sich das Korrigieren lohnen - normal macht man das auch noch 
ohne. Wenn man die Messung mit der Soundkarte macht, könnte man ggf. in 
Grenzen korrigieren. Das wäre halt vor allem zusätzliche Software und 
ggf. ein paar Schalter und Teiler.

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe den Notchfilter nun nochmal neu berechnet und auf Lochraster 
aufgebaut. Leider schwingt die Schaltung auf 500kHz.

von Andrew T. (marsufant)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Ich habe hier aktuell nur 7V/300mA Lämpchen. Damit funktioniert der
> Oszillator zwar, lässt sich aber nicht wirklich gut einstellen. Erreiche
> ich den Punkt an dem der Sinus nicht gekappt wird, bricht die
> Oszillation zusammen.

Das ist praktisch unbrauchbar, da derartig starke Lampen nur eine 
geringe Wärmeträgheit haben.

6V/50mA sind leicht in ebay erhältlich, und schon ganz passabel;
6V 100 mA leicht im Fahrradladen (== Rücklichtbirne). Sofern der Laden 
nicht nur LED führt .-))


Generell: Großer Glaskolben, Vakuum (keine Gasfüllung!!) ist hier die 
Variante die man suchen muß.

von Peter R. (pnu)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
J. Ad. schrieb:
> Kann man da auch so vorgehen, dass man den Klirr vom Oszillator bestimmt
> und dann vom amp, wenn das Oszillatorsignal da durchgegangen ist und
> dann subtrahiert man die Werte?

Das geht einfach nicht.

Im extremfall kann das Messobjekt die Verzerrungen des Oszillators sogar 
kompensieren.

Beispiel: Oszillator hat Verzerrungen nach quadratischer Kennlinine und 
Messobjekt welche nach Wurzel-Kennlinie

Ich erinnere mich zum Beispiel an eine veröffentliche Röhrenschaltung, 
wo eine Leistungsröhre mit einer Steuertriode angesteuert wurde und das 
Signal am Gitter der Leistungsröhre größeren Klirrfaktor hatte als das 
an der Anode. (weil die Verzerrungen des Treibers (7%) von der Endstufe 
auf 5% reduziert wurden).

Anzunehmen ist, bei verzerrtem Oszillatorsignal:  Der Klirrfaktor k' des 
Generators erzeugt ein Messungenauigkeit von plusminus k'

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Leider schwingt die Schaltung auf 500kHz.

Die Schwingung konnte ich nun beheben. Grund war eine kalte Lötstelle.
Allerdings ist das Problem noch dasselbe. Der Ausgang bleibt auf 0V und 
ab etwa 100kHz am Eingang ist am Ausgang ein Signal zu erahnen.

: Bearbeitet durch User
von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nachdem ich die Schaltung aus der TI-Appnote einfach nicht zum laufen 
bekommen habe, habe ich mal eine Schaltung mit einem Doppel-T-Glied 
gesucht und aufgebaut.

Das schlug Lurchi ja auch weiter oben schon vor:
> Die einfache, klassische Form des Kerbfilters ist das doppel-T Glied.

Nun ja, was soll ich sagen, sie funktioniert. Allerdings weiß ich nicht, 
ob die Werte brauchbar sind.
Hier die Messwerte:

Ausgangsspannung des Funktionsgenarators: 3Vpp
Am Filterausgang:
 1kHz: 0Vpp
 2kHz: 440mVpp
 3kHz: 680mVpp
 4kHz: 800mVpp
 5kHz: 880mVpp
 6kHz: 940mVpp
>7kHz: 960mVpp

Schaltung ist diese: http://www.circuitstoday.com/band-stop-filter
C=330nF; R=480R (Werte nicht selektiert)

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Schaltung ist mit 100 Ohm Impedanz recht niederohmig - für den NF 
Bereich ist das nicht so praktisch. Auch sieht zumindest der untere OP 
noch grob die Hälfte der Grundwellen. Man misst entsprechend immer noch 
die Verzerrungen des OPs mit.

Da ist das passive doppel T Glied einfacher und besser: Der Verstärker 
kommt erst hinter dem Filter sieht also kaum noch Amplitude der 
Grundwelle. Die Notch Breite ist auch gering genug um die 
Klirrfaktor-messung kaum zu beeinflussen.

Die Rechnerische Korrektur geht mit der einfachen Messung noch nicht - 
man muss schon die einzelnen Oberwellen mit Phase messen. Dann kann man 
auch Abziehen, selbst wenn sich Verzerrungen von Generator und 
Testobjekt teilweise auslöschen.

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die gemessene Übertragungsfunktion passt irgendwie nicht. Auch wenn die 
Werte nicht ganz stimmen, sollte bei hohen / niedrigen Frequenzen das 
Signal unverändert raus kommen. Toleranzen verringern vor allem die 
Sperrwirkung, bzw. verschiebend die Frequenz etwas.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Die gemessene Übertragungsfunktion passt irgendwie nicht.

Ich habe den Fehler. Der Filter hat den Ausgang meines 
Funktionsgenerators zu stark belastet. Vor den Filter habe ich nun einen 
Impedanzwandler gesetzt.
Bei den oben angegebenen Werten muss die Einheit Vp sein, nicht Vpp.

Hier die neuen Werte:

Ausgangsspannung des Funktionsgenerators: 3Vpp (1,5Vp)
1kHz: 0Vp
2kHz: 540mVp
3kHz: 820mVp
4kHz: 1Vp
5kHz: 1,2Vp
6kHz: 1,3Vp
7kHz - 12kHz: 1,3Vp
>12kHz: 1,5Vp

: Bearbeitet durch User
von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen.

Was mich wundert:

Warum sinken die Oberwellenpegel  bei zunehmender Ordnungszahl
nicht ab? Bei Lucas Tabelle nehmen sie zu??
Interpretiere ich hier etwas falsch?

Mit Wien Oszillatoren mit OPs und Glühlämpchen als Stabilisator
habe ich mich vor Jahren auch mal beschäftigt.
Mit z.B. 12V/50mA o. Ä. Minilämpchen (Reichelt) geht das durchaus.
An den verwendeten OP kann ich mich nicht mehr erinnern, es war jedoch
bestimmt kein 741. Die Rückkopplung wurde über ein Poti geregelt.

Das sollte ein Doppeltongenerator zum Vermessen von SSB Sendern werden.
Eine ähnliche Beschreibung hat es mal in einem alten ARRL Handbook
gegeben. Ich erinnere mich auch noch an einen Artikel in der ELECTRONIC,
wo auch so etwas beschrieben wurde. Links habe ich leider nicht.

Ergebnis: enttäuschend!

Gewünscht hatte ich mir ein fast oberwellenfreies Signal; nach dem
Motto 'Was Hewlett und Packard mit Birnchen und Röhren auf die
Beine gestellt haben, wird man doch wohl mit modernen Bauelementen
zumindest erreichen können'.
Dann kam die Stunde der Wahrheit. Ich besitze von W&G einen
'Selektiver Pegelmesser SPM-9'. Der geht runter bis 8mV Vollausschlag.
Oberwellen waren deutlich! vorhanden. An genaue Messwerte kann
ich nicht mrht erinnern. Ich habe dann weitere Bemühungen aufgegeben.
Für klare Verhältnisse wird es wohl ein Tiefpassfilter hinter dem
Oszillator brauchen.
Den Schaltplan zum Posten habe ich nicht wiedergefunden.

73
Wilhelm

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wilhelm Schürings schrieb:
> Warum sinken die Oberwellenpegel  bei zunehmender Ordnungszahl
> nicht ab? Bei Lucas Tabelle nehmen sie zu??
> Interpretiere ich hier etwas falsch?

Das wird eher an der Dämpfung des "Kerbfilters" im Bereich der ersten 
1-2 harmonischen liegen.

Bei den üblichen Dreieck-Sine-Shaper-Funktionsgeneratoren ist das 
Spektrum auch ziemlich breit und nimmt nur langsam ab.

von Reinier Z. (mcnetuser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marian B. schrieb:

> Wilhelm Schürings schrieb:
>> Warum sinken die Oberwellenpegel  bei zunehmender Ordnungszahl
>> nicht ab? Bei Lucas Tabelle nehmen sie zu??
>> Interpretiere ich hier etwas falsch?

Ja.
Das sind nicht die Harmonischen des Generatorsignals, sondern
er hat erstmal das Filter vermessen: Generator auf die jeweilige
Frequenz eingestellt, 3Vpp angelegt und das Ausgangssignal des
Filters gemessen und in die Tabelle eingetragen.

> Das wird eher an der Dämpfung des "Kerbfilters" im Bereich der
> ersten 1-2 harmonischen liegen.

Ja.

> Bei den üblichen Dreieck-Sine-Shaper-Funktionsgeneratoren ist
> das Spektrum auch ziemlich breit und nimmt nur langsam ab.

Nee, das nun nicht. Beim Dreieck nehmen die Harmonischen
mit 1/n^2 ab; die geraden Harmonischen fallen ganz aus:
1; 1/9 (=11%); 1/25 (=4%); 1/49 (=2%).

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Reinier Z. schrieb:
> Das sind nicht die Harmonischen des Generatorsignals, sondern
> er hat erstmal das Filter vermessen:

Genau.

Der Übergangsbereich des Filters ist ja noch ziemlich weit. Kann ich 
diesen durch selektierte Werte noch weiter verringern?
Oder zwei doppel-T-Filter kaskadieren um einen Kerbfilter zweiter 
Ordnung zu erhalten (=höhere Flankensteilheit)?

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Für eine schmaleren Kerbfilter gibt es die Möglichkeit die Güte zu 
vergrößern: Dazu wird an den Punkt der in der Einfachen Version an Masse 
geht das leicht abgeschwächte Ausgangssignal gelegt, also z.B. 90% des 
Ausgangssignals - in der einfachen Version geht das ggf. sogar einfach 
nur mit einem Spannungsteiler, sonst mit Spannungsteiler und 
Impedanzwandler.

Ein genauer Abgleich bestimmt vor allem wie weit man runter kommt. Im 
Idealfall gibt es eine perfekte Dämpfung, praktisch schafft man 
vielleicht einen Faktor 10-100. 2 Kerbfilter hintereinander helfen dabei 
die Grundfrequenz noch stärker zu dämpfen - der gedämpfte Bereich wird 
dabei etwas breiter. Wirklich sinnvoll ist es wohl nur mit reduzierter 
Breite, d.h. höherer Güte. Ob man die 2. Stufe braucht, hängt auch davon 
ab, wie man das Signal danach auswerten will.

In der Späteren Anwendung sollte man keinen Impedanzwandler mehr vor dem 
1. Filter haben, sondern den Filter einfach hochohmiger auslegen. Also 
keine 300 nF und 480 Ohm, sondern eher 3,x nF und 47 K.

von Reinier Z. (mcnetuser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:

> Der Übergangsbereich des Filters ist ja noch ziemlich
> weit. Kann ich diesen durch selektierte Werte noch weiter
> verringern?

Nein, meines Wissens nicht.

Durch Feinabgleich der Bauteile kannst Du die Sperrdämpfung
erhöhen, 60dB bis 80dB sind machbar. Das ist aber praktisch
Schwachsinn, weil das zu empfindlich wird auf Temperatur-
schwankungen, Frequenzdrift usw.

> Oder zwei doppel-T-Filter kaskadieren um einen Kerbfilter
> zweiter Ordnung zu erhalten (=höhere Flankensteilheit)?

Aktives Sperrfilter aufbauen. Im T/S (zumindest in meiner
Ausgabe) stehen Beispiele; man kann sehr schmale Sperrbereiche
erzielen. Passive RC-Filter haben immer relativ geringe Güte.
Passives Sperrfilter auf LC-Basis ginge vielleicht noch, aber
das will man vermutlich wegen der riesigen Spulen nicht.

von Reinier Z. (mcnetuser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:

> Ein genauer Abgleich bestimmt vor allem wie weit man runter
> kommt.

Genau.

> Im Idealfall gibt es eine perfekte Dämpfung,

Ja; das Doppel-T-Filter hat eine Nullstelle.


> praktisch schafft man vielleicht einen Faktor 10-100.

Nee, das geht schon noch besser. Allerdings ist das
übelste Fummelei, man braucht wirklich viel Geduld, und
praktisch ist das auch Blödsinn, weil der Abgleich nicht
ausreichend stabil ist. Möglich ist es aber.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Für eine schmaleren Kerbfilter gibt es die Möglichkeit die Güte zu
> vergrößern: Dazu wird an den Punkt der in der Einfachen Version an Masse
> geht das leicht abgeschwächte Ausgangssignal gelegt,

Das werde ich Morgen mal testen.

> In der Späteren Anwendung sollte man keinen Impedanzwandler mehr vor dem
> 1. Filter haben, sondern den Filter einfach hochohmiger auslegen. Also
> keine 300 nF und 480 Ohm, sondern eher 3,x nF und 47 K.

Das ist machbar.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Reinier Z. schrieb:
>> Bei den üblichen Dreieck-Sine-Shaper-Funktionsgeneratoren ist
>> das Spektrum auch ziemlich breit und nimmt nur langsam ab.
>
> Nee, das nun nicht. Beim Dreieck nehmen die Harmonischen
> mit 1/n^2 ab; die geraden Harmonischen fallen ganz aus:
> 1; 1/9 (=11%); 1/25 (=4%); 1/49 (=2%).

"ziemlich breit" in Relation zu einem (guten) harmonischen Oszillator, 
bei dem man idR nur die ersten zwei harmonischen nachweisen kann.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dazu gabs eine Appnote von Jim Williams

Wien Bridge Oscillator ... Achieves 3ppm Distortion
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/AN132f.pdf
Fidelity Testing for A/D Converters

oder auch hier
http://cds.linear.com/docs/en/article/ubm_edn_20110811%2018Bit%20ADCs%20Ad%20Free.pdf
Test 18-bit ADCs with an ultrapure sine-wave oscillator

: Bearbeitet durch User
von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Linear AN67-62: THD << .1 ppm (-140 dB)

: Bearbeitet durch User
von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> sogar einfach
> nur mit einem Spannungsteiler, sonst mit Spannungsteiler und
> Impedanzwandler.

Ja, so funktioniert es nun. Steht das Poti auf Linksanschlag, wird alles 
ab 2kHz nicht mehr abgeschwächt. 1kHz werden vollständig unterdrückt.


Andrew Taylor schrieb:
> 6V/50mA sind leicht in ebay erhältlich, und schon ganz passabel;

Wilhelm Schürings schrieb:
> Mit z.B. 12V/50mA o. Ä. Minilämpchen (Reichelt) geht das durchaus.

TI verwendet in dieser Appnote eine #327-Lamp (28V/40mA) für einen 
Klirrfaktor von 0,1%
https://www.calvin.edu/~pribeiro/courses/engr332/Handouts/oscillators.pdf 
(S. 12)
Ich werde mir mal ein paar Lämpchen besorgen und ausprobieren. Mit den 
7V Lämpchen funktioniert es im Prinzip auch, sobald eine Schwingung da 
ist, darf man nur das Poti nicht mehr berühren...

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Im Anhang mal der vorläufige Schaltplan des Klirrfaktormessgerätes.
Welche Opamps soll ich verwenden? Reicht hier ein NE5532 (THD = 
0,0005%)?

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Für den einfachen Generator mit Glühlämpchen dürft der NE5532 schon ganz 
gut gehen. Vermutlich wird ein besserer OP da auch nicht so viel mehr 
besser.

Bei der Schaltung sollte man aber eher die Amplitudenregelung zwischen 
den Oszillator und Filter bauen - sonst wird der Ausgangswiederstand 
stark von der Amplitude abhängig. Die Oszillatorschaltung sollte auch 
eine geregelte Spannung haben.

Die Erzeugung der Virtuellen Masse müsste man auch noch mal überdenken. 
Direkt mit 2 mal 100 nF am Ausgang ist das nicht so toll für den OP - 
oft schwingt es damit. Besser ist da ein Widerstand am Ausgang des OPs 
und Getrennte Rückkopplung für AC und DC von vor bzw. hinter dem 
Widerstand.

DC/DC konverter erzeugen ggf. recht viel Störungen. LC Filter oder 
ähnliches wären da ganz gut. Die gibt es auch als 12 V / 12 V - man muss 
also nicht erst auf 5 V runter.


Den Abschwächer könnte man ggf. auch noch etwas überdenken - so feine 
Schritte braucht man da eher nicht. Grobe Schritte wie 1:1 oder 1 :10 
und ggf. noch 1:3 sollte ausreichen. Beim Notch wird man vermutlich den 
einen oder anderen Widerstand abgleichbar machen müssen.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Für den einfachen Generator mit Glühlämpchen dürft der NE5532
> schon ganz
> gut gehen. Vermutlich wird ein besserer OP da auch nicht so viel mehr
> besser.

Die Birnengeneratoren sind deutlich schlechter als der NE5532, also 
ergibt ein besserer Op keinen Sinn.

> Die Erzeugung der Virtuellen Masse müsste man auch noch mal überdenken.
> Direkt mit 2 mal 100 nF am Ausgang ist das nicht so toll für den OP -
> oft schwingt es damit. Besser ist da ein Widerstand am Ausgang des OPs
> und Getrennte Rückkopplung für AC und DC von vor bzw. hinter dem
> Widerstand.

ArnoR postete eine sehr interessante diskrete Schaltung für genau diesen 
Zweck, die mit beliebigen kapazitiven Lasten stabil ist. Muss man nur 
suchen.

Lurchi schrieb:
> Den Abschwächer könnte man ggf. auch noch etwas überdenken - so feine
> Schritte braucht man da eher nicht. Grobe Schritte wie 1:1 oder 1 :10
> und ggf. noch 1:3 sollte ausreichen. Beim Notch wird man vermutlich den
> einen oder anderen Widerstand abgleichbar machen müssen.

1, 10 Schrittfolge und ein Poti reichen.

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Bei der Schaltung sollte man aber eher die Amplitudenregelung zwischen
> den Oszillator und Filter bauen - sonst wird der Ausgangswiederstand
> stark von der Amplitude abhängig. Die Oszillatorschaltung sollte auch
> eine geregelte Spannung haben.

Also den Filter mit in die Rückkopplung (Amplitudenregelung am Ausgang 
des Filters)?

Lurchi schrieb:
> Getrennte Rückkopplung für AC und DC von vor bzw. hinter dem
> Widerstand.

Was meinst du mit getrennter Rückkopplung für AC und DC?

Lurchi schrieb:
> Die gibt es auch als 12 V / 12 V - man muss
> also nicht erst auf 5 V runter.

Den DC/DC-Wandler habe ich noch hier. Den möchte ich erst verbauen, 
bevor ich einen Anderen kaufe.

Edit: Verbesserter Schaltplan angehängt.

: Bearbeitet durch User
von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe gerade mal versucht mit dem Notchfilter den (bekannten) 
Klirrfaktor meines Funktionsgenerators zu messen. Ich komme immer auf 
etwa 2%. Der Klirrfaktor des DG1022 liegt bei 0,2%.
Wird die Grundwelle noch nicht stark genug gedämpft?

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Wird die Grundwelle noch nicht stark genug gedämpft?

Das lässt sich bei 2 % ja leicht mit dem Oszilloskop nachweisen.

Ich glaub' ich habe es weiter oben schonmal gesagt, aber mit einem 
manuell abgestimmten Notch-Filter und nur einem RMS-Voltmeter dahinter 
wirst du eh große Probleme haben mit dem Drift von Generator, Filter und 
Kerbtiefe.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ob die Grundwelle noch zu stark durch kommt kann man gut mit dem 
Oszilloskop sehen. Einfach mal das Signal hinter dem Filter anschauen.

Mit einem einfachen Filter ohne genuen Abgleich kann es schon mal 
passieren, dass noch 2 % durchkommen. Vermutlich braucht man schon 2 
oder gar 3 Filterstufen, damit man trotz Drift und nicht perfektem 
Abgleich nur mit dem RMS Multimeter zu Messung auskommt.

Für den Abgleich reichen normal auch 2 Potis aus, man muss nicht 
unbedingt alle 3 Widerstände abgleichen.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marian B. schrieb:
> Das lässt sich bei 2 % ja leicht mit dem Oszilloskop nachweisen.

Ja, sie nicht noch leicht sichtbar. Steht das 100k Poti auf 
Rechtsanschlag (also gegen GND), ist die Grundwelle auch auf dem Oszi 
nicht mehr sichtbar. Dann wäre allerdings wieder das Problem, dass die 
Filtergüte zu klein ist.

Lurchi schrieb:
> Vermutlich braucht man schon 2
> oder gar 3 Filterstufen

Ich werde mal einen weiteren Filter aufbauen und weiter testen.

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

so funktioniert es nun.

1kHz werden vollständig unterdrückt, es ist nur eine 50Hz Einstreuung 
von etwa 60mVpp zu messen. Der Opamp am Ausgang ist nötig, weil sonst 
über die Messleitung noch mehr Dreck eingekoppelt wird. Mit dem 
Multimeter messe ich also hauptsächlich die 50Hz Spannung. Trotzdem 
komme ich auf einen Klirrfaktor von 0,3%.
Durch einen ordentlichen und geschirmten Aufbau sollte sich die 
Einkopplung ja noch verringern lassen.

Edit: C3 und C6 sind natürlich 6,6nF.
Edit2: Jetzt wo ich mir den Schaltplan gerade noch mal anschaue: Den 
Opamp am Ausgang kann ich mir sparen, wenn ich einfach am Ausgang von 
IC1B messe...

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Beim OP am Ausgang sollte man einen Widerstand von z.B. 100 Ohm zum 
Ausgang vorsehen. Damit wird der OP von einer ggf. kapazitiven Last 
isoliert. Sonst können je nach OP schon 100 pF (ggf. 1 m Kabel) 
ausreichen um die Schaltung zum schwingen zu bringen.

Die Anhebung der Güte sollte bei der 1. Stufe nicht zu 100% erfolgen. 
Damit wird die Schaltung sehr abhängig vom Abgleich. So etwa 95-99 % 
könnten OK sein.

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Die Anhebung der Güte sollte bei der 1. Stufe nicht zu 100% erfolgen.
> Damit wird die Schaltung sehr abhängig vom Abgleich. So etwa 95-99 %
> könnten OK sein.

Habe ich mit eingebaut.

Im Anhang die überarbeitete Schaltung.
Den Tiefpass am Ausgang des Oszillators habe ich mit FilterPro 
berechnet. Auf dem Steckbrett funktioniert er.
Um die 50Hz am Ausgang zu dämpfen, habe ich einen Hochpass am Ausgang 
hinzugefügt. Mit diesem beträgt der errechnete Klirrfaktor 0,1%.
Sollte der Brumm dann später bei einem sauberen Aufbau verschwinden, 
werde ich den Hochpass nicht bestücken.

Ich bitte auch nochmal darum drüber zu schauen, ob ich das:

Lurchi schrieb:
> Bei der Schaltung sollte man aber eher die Amplitudenregelung zwischen
> den Oszillator und Filter bauen

richtig verstanden bzw. eingezeichnet habe.

von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die virtuelle Masse funktioniert so immer noch nicht. Die Rückkopplung 
gehört zumindest AC maßig vor den Widerstand. Wenn man will könnte man 
DC mäßig von der Masse gehen - mit den Extra Reglern muss man das aber 
nicht. Etwas mehr Kapazität an der Virtuellen Masse wäre vermutlich 
hilfreich, dann muss der OP nur die Abweichungen ausgleichen, der 
normale Wechselstrom kann über die Kondensatoren fließen.

Den 7805 würde ich eher direkt von den 24 V betreiben, damit die +-9 V 
nicht gestört werden. +-9 V mit 7809 und 7909 sind auch schon reichlich 
viel für nur 24 V am Eingang. Das sind nur je 3 V Reserve für die 
Regler. Im Prinzip würde auch schon ein Regler ausreichen. Je nachdem 
wie stabil die externen 24 V sind ginge es ggf. auch ohne Regler. So 
kritisch ist die Versorgung der OPs nicht.

Ob das mit dem Generator so geht, müsste man noch sehen (z.B. 
simulieren) : die extra Tiefpassfilter in der schleife können auch den 
Generator durcheinander bringen. Damit ist man außerdem auf den Poti am 
Ausgang festgelegt und hat dann je nach Stellung 100 Ohm - 2600 Ohm 
Ausgangswiderstand. Ob der Aufwand mit den extra Filtern lohnt ist 
sowieso die Frage - die Alternative wäre eine Wienbrücke mit 
Amplitudenregelung per JFET, mit etwa dem gleichen Aufwand.

Bei R13 und R20 braucht man eigentlich keine Potis - feste 
Spannungsteiler mit z.B. 1 K und ca. 10-100 Ohm sollten ausreichen. Was 
passt könnte man einmal probieren oder simulieren. So kritisch ist der 
Wert nicht.
Die Potis an den Filtern sollte man dagegen eher nur für den 
feinabgleich vorsehen also etwa 22 K bzw. 47 K fest plus 5 K als 
Trimmer.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Je nachdem
> wie stabil die externen 24 V sind ginge es ggf. auch ohne Regler. So
> kritisch ist die Versorgung der OPs nicht.

Oben schriebst du noch:

Lurchi schrieb:
> Die Oszillatorschaltung sollte auch
> eine geregelte Spannung haben.

Marian B. schrieb:
> habe ich mal die Posts von ArnoR dazu
> ausgegraben.

Danke dafür.

Ich habe noch ein Steckernetzteil mit getrennten 9V/150mA AC und 
9V/350mA DC gefunden. Mit Delongleichrichter hätte ich etwa +-10V bei 
etwa 50mA für den Oszillator, aus den separaten 9V DC kann ich den 
Notchfilter speisen. Die symmetrische Spannung käme dann von dem DC/DC 
Wandler.
Der Oszillator zieht etwa +/- 10mA, das sollte also passen.

Lurchi schrieb:
> Ob der Aufwand mit den extra Filtern lohnt ist
> sowieso die Frage

Genau. Am besten baue ich mal den Oszillator mit passender Glühlampe 
oder JFET auf und prüfe, ob ich ihn benötige.
Ich habe nur leider keine JFETs da, die müsste ich erst bestellen.

von Matthias K. (kannichauch)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

Wie sieht es aus, das Eingangssignal am Verstärker mit dem 
Ausgangssignal zu vergleichen?
Man bräuchte keine so hochwertige Sinusquelle.
Man müsste die Ausgangsspannung an eine Last anschließen und die 
Spannung auf den Eingangswert teilen und beides vergleichen.
Eine Schaltung bestände dann nur aus einem Sinusoszillator, einem Poti 
oder Spannungsteiler für eine kleine Eingangsspannung, einem Poti oder 
Spannungsteiler für die Ausgangsspannung, ein Regler oder Poti um die 
Phase anzupassen, eine Vergleicherschaltung mit Op-Amp und 
Messgleichrichter.

Ansonsten finde ich die Methode mit Soundkarte mit Software dafür als 
Analysator am Verstärkerausgang ganz gut.
Anstatt mit einer Glühlampe kann man den Wienbrückenoszillator mit 
spannungsgeregelter Rück- oder Gegenkopplung mit Fet nehmen.

MfG
Matthias

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> Wie sieht es aus, das Eingangssignal am Verstärker mit dem
> Ausgangssignal zu vergleichen?

Nicht nur deswegen unpraktikabel:

Lurchi schrieb:
> Die Verzerrungen des Oszillators wieder raus zu rechnen geht nicht so
> einfach: Die Signal addieren sich mit Phase und Amplitude. Um das zu
> korrigieren müsste man schon die Phasenverschiebung der zu testende
> Schaltung kennen, bzw. besser durchmessen. Das Abziehen wird auch nicht
> perfekt funktionieren - viel größer als die Verzerrungen der Schaltung
> dürfen also die des Oszillators nicht sein.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Ich habe nur leider keine JFETs da

In einer meiner Bauteilkisten habe ich noch 3 2SK30A gefunden. Mit 
diesem habe ich mal diese Schaltung aufgebaut:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scsing.htm
Die Daten des 2SK30A unterscheiden sich zwar recht deutlich vom BF245B, 
dennoch hat der Oszillator funktioniert. Ohne Tiefpass habe ich einen 
Klirrfaktor von 0,7% gemessen, mit 0,07%.
Allerdings hat der Oszillator ein sehr großes Problem:
Man muss die Versorgungsspannung von +/- 0V linear auf +/-15V 
hochdrehen, sonst erzeugt der Oszillator nur kurze Bursts. Ist er einmal 
eingeschwungen, bleibt er stabil.
Dennoch bestelle ich jetzt mal Glühlampen und ein paar BF245B um weiter 
zu testen.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Probier mal einen richtigen PI-Regler, die Schaltungen, die nur 
Gleichrichten und das direkt als Gatespannung verwenden haben bei mir 
auch nur mit einem von zehn JFETs richtig funktioniert.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marian B. schrieb:
> Probier mal einen richtigen PI-Regler, die Schaltungen, die nur
> Gleichrichten und das direkt als Gatespannung verwenden haben bei mir
> auch nur mit einem von zehn JFETs richtig funktioniert.

So wie hier? 
https://books.google.de/books?id=j8GdBgAAQBAJ&pg=PA184&lpg=PA184&dq=pi+regler+wien+br%C3%BCcken+oszillator&source=bl&ots=AjRXOnC0fy&sig=XM5udrRbPsWuQp-LBzT-gbcpH20&hl=de&sa=X&ei=lTFjVbO2LYW0UYGrgZAE&ved=0CCEQ6AEwAA#v=onepage&q=pi%20regler%20wien%20br%C3%BCcken%20oszillator&f=false
(S. 184/185 Bild 3)
Werde ich mal testen.

: Bearbeitet durch User
von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jo, so in der Art.

Wenn man den Generator gleichzeitig zum Messen von Verstärkungen 
benutzen möchte (also halbwegs genaue absolute Amplitude am Ausgang 
sehen will), sollte man die Gleichrichtdiode noch temperaturkompensieren 
(ganz einfach z.B. per identischer Diode im Vorwärtsbetrieb am 
Referenzeingang (+) des PI-Reglers).

von Luca E. (derlucae98)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

die Birnchen und die BF245B kamen heute an.

Zuerst habe ich den Oszillator mit dem BF245 und dem PI-Regler 
aufgebaut.
Im Bemessungsbeispiel ist für R3 56kΩ angegeben. Eine Oszillation ohne 
Clipping erreiche ich erst mit etwa 100kΩ. Allerdings ist dieser Zustand 
total instabil. Leider ist im Bemessungsbeispiel kein Suffix für den 
JFET angegeben, wäre hier ein BF245A oder BF245C besser?

Danach habe ich einen Oszillator mit einer 28V/40mA Lampe aufgebaut. Bei 
diesem schwankt die Ausgangsspannung um etwa +/- 40mV (gemessen über 
einen Zeitraum von 30 min).
Der errechnete Klirrfaktor beträgt 0,06%. Mit einem Tiefpass sollte sich 
dieser dann noch auf 0,01% drücken lassen.

Die Versorgungsspannung kommt jetzt aus einem Printtrafo, das erspart 
den DC/DC-Wandler + Filterung.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Oszillatorschalung mit dem JFET seiht irgendwie komisch aus. Der 
JFET ist ein brauchbarer Widerstand im Bereich von einige 10-100 Ohm. 
Das passt igendwie nichts so recht zu der Schaltung. Auch der Regelteil 
sieht mir komisch aus. Eine passende Schaltung findet sich z.B. im 
Datenblatt zum LT1028 - die OPs dürfen da auch einfachere sein, wie 
Ne5534 und TL082.

Für den Oszillator darf die Brücke auch niederohmiger sein also eher 33 
nF und 4,7 K.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lurchi schrieb:
> Eine passende Schaltung findet sich z.B. im
> Datenblatt zum LT1028

Wie schaut es da mit dem JFET aus? Der 2N4338 scheint auf den ersten 
Blick andere Daten zu haben als der BF245.
In der LT Appnote 43 findet sich neben dieser Schaltung auch die 
Standardschaltung mit Lampe, dort mit 0,0025% Klirrfaktor beworben.
Ich teste diese Morgen nochmal (mit und ohne Tiefpass), vielleicht ist 
sie ja schon ausreichend.

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Luca E. schrieb:
> Wäre diese Idee so machbar oder bin ich hier auf dem Holzweg?

So eine Schaltung hatte ich mal als Schaltplan von einem Japaner aus dem 
Web, wichtig wird so was wenn man besser wird als die Soundkarte, so 120 
bis 140 dB kann man dann ja nur so messen.

Leider ging der Schaltplan verloren.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Abgesehen von ein paar Bauteilwerten würde ich noch ein kleines Netzwerk 
um das Gate vom JFET empfehlen, dass die halbe AC-Drain-Source-Amplitude 
ans Gate legt. Das verringert die Nichtlinearität und damit Verzerrung 
recht beträchtlich.

von Luca E. (derlucae98)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marian B. schrieb:
> kleines Netzwerk
> um das Gate vom JFET

Du meinst eine RC-Reihenschaltung zwischen D und G?
Wie sind R und C zu dimensionieren? Ich habe verschiedene Werte 
probiert, nichts hat funktioniert.

Ich glaube ich belasse es erstmal bei dem Birnenoszillator, der scheint 
ja recht gut zu funktionieren. Sollte ich dann irgendwann nochmal das 
Bedürfnis haben, diesen gegen einen Oszillator mit JFET zu ersetzen, 
kann ich das ja immer noch tun.

von Ralph B. (rberres)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Man muss den Regelbereich des Fets begrenzen.

Und zwar so das , wenn er nicht angesteuert wird der 
Operationsverstärker sagen wie mal eine Verstärkung von Faktor 4 hat, 
und wen  er voll ausgesteuert wird von Faktor 2 hat. Dann ist die 
Kennlinie des Fets auch nicht mehr so krumm.

Wenn man es dann noch schafft die Gegenkopplungswiderstände des 
Operationsverstärker so zu dimensionieren, das der Arbeitspunkt des Fets 
bei einer Vertärkung von Faktor 3 im etwa in der Mitte der 
FET-Übertragungskennlinie liegt, dann wird das ganze auch stabil.

Dazu müsste man die Gegenkopplungswiderstände aber so dimensionieren, 
das ein Strom von etwa 2mA durch den Fet fließt. Also niederohmiger 
dimensionieren.

Ralph Berres

von W.S. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> Man bräuchte keine so hochwertige Sinusquelle.

Geht es denn nicht um den Klirrfaktor?

also, ich erinnere mich an ein kommerzielles Gerät, was etwa so 
funktioniert:

- Sinusgenerator per Wien-Robinson, dessen Ausgang an den Eingang des 
Prüflings UND an eine vigilantische Phasenverschiebungs-Schaltung
- Ausgang des Prüflings über Pegelregler sowie Ausgang der 
Phasenverschiebungs-Schaltung an einen Differenzverstärker
- Pegelregler mußte von Hand auf minimale Amplitude am Ausgang des 
Differenzverstärkers gestellt werden
- Gleiches mit dem Phasenschieber, für den Phasenfehler gab's ne 
separate Anzeige, die mußte auf Null gebracht werden, dann nochmal fein 
auf minimalen Pegel am Ausgang des Diff-V.

Was dann am Ausgang des Differenzverstärkers übrigblieb, wurde 
gleichgerichtet und per Zeigerinstrument dem staunenden benutzer als 
Klirrfaktor dargeboten. Ein bissel fummelig, hat aber funktioniert.

W.S.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.