Hallo, ich habe eine Frage zur Dimensionierung eines Sinusgenerators für 100kHz. Die folgende Schaltung von Ti ist für 1MHz berechnet. Wenn ich das auf 100kHz umrechne, bekomme ich hier ganz seltsame Werte: http://www.ti.com/lit/wp/snoa839/snoa839.pdf Kann mir da bitte jemand behilflich sein?
m. g. schrieb: > bekomme ich hier ganz seltsame Werte: Hallo, schreibe bitte welche Werte Du nach der Formel berechnet hast. Dann kann man auch sagen ob es falsch oder richtig ist. Gruss
Also... Wenn ich mit C1 = 1nF starte, erhalte ich für R1 = (100000/2)/(0,693*0,000000001) einen Wert von 72150072150072 Ohm? R1 = (1/2*f) / (0,693 * C1)
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Hallo M.G. es sieht so aus, als müsste man die Werte für die Kapazität in µF eintragen. Siehe 3.Seite in der Mitte: "The other component will be calculated with the resistance in Ohms and the capacitance in μfd." An den Formel kann man auch sehen, dass man für ein zehntel der Frequenz (bei gleichem C1) auch nur ein zehntel von R1 benötigt. BG
Das liegt nur daran, dass die Appnote Zahlenwertgleichungen benutzt, und man sich die verwendeten Einheiten mühsam aus dem Text zusammenklamüsern muss. Setze die Frequenz in MHz und die Kapazität in µF ein, dann erhältst Du R1 in Ohm. Gruß, Bernhard
>An den Formel kann man auch sehen, dass man für ein zehntel der Frequenz >(bei gleichem C1) auch nur ein zehntel von R1 benötigt. Eher: das Zehnfache von R.. oder auch C..
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Ich habe die Schaltung nun simuliert und aufgebaut. Das Ergebnis ist sehr ernüchternd. In der Simulation sieht das Signal zwar gut aus, aber die 100kHz stimmen überhaut nicht! Die Messung zeigt ein verzerrtes Signal mit einer Frequenz von ca. 21kHz anstatt 100kHz. Der LM358 hat eine Bandbreite von 1MHz, das sollte eigentlich genügen. Kann mir jemand weiterhelfen?
Moin, Fuer Nicht-TI-Superspezial-OpAmps kommen mir die ganzen Widerstaende ziemlich niederohmig vor. Gruss WK
Alles genau so wie im application note von ti beschrieben: http://www.ti.com/lit/wp/snoa839/snoa839.pdf
M. G. schrieb: > Alles genau so wie im application note von ti beschrieben: > http://www.ti.com/lit/wp/snoa839/snoa839.pdf Nein, da steht nirends was von dem LM358. :-(
M. G. schrieb: > Der LM358 hat eine Bandbreite von 1MHz Falsch, er hat ein Verstärkungs-Bandbreite Produkt (GBW) von 1MHz. Das bedeutet er hat bei 100kHz gerade mal noch eine Verstärkung von etwa 10. Prima Ausgangslage für einen klirrarmen Verstärker dessen Schaltung unter der Annahme berechnet wurde der (ideale) Verstärker hätte eine Verstärkung von unendlich. Auch im von dir verlinkten Beitrag wird dazu gesagt: "The bandwidth of the amplifier should be at least 10 times the frequency of oscillation." Du bist also an der absolut unteren Grenze. Weiter kommt es hier schon auf das Layout an und auf die Versorgungspufferung direkt am IC. Und selbst dann sieht man im verlinkten Beispiel ist der Sinus bestenfalls mittelmäßig. Dazu kommt, dass der OP unsymmetrisch betrieben wird und dass TI Notes für einen schnellen OP gedacht sind, der einen viel geringeren Ausgangswiderstand hat wie der olle LM358. Besser aber auch aufwändiger gehts mit Wien-Robinson-Brückenoszillator.
Harald W. schrieb: > Nein, da steht nirends was von dem LM358. :-( Und hier steht nirgends was von 1MHz. Der LM358 ist für 100kHz als Oszillator in diesem Fall geeignet, weil er auf Grund der langsamen Flanken weniger Oberwellen liefert, als ein sehr schneller OPV. Für die Filterung ist er dagegen gar nicht geeignet, weil zu langsam. Das geht besser mit einem einfachen Transistor: Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"
C3 muß 2nF haben. So hat der Kollege das jedenfalls berechnet. In der .pdf-Datei ist ein Link zu einer Excel Datei, der natürlich nicht funktioniert. Zum Dank habe ich eine eigene Openoffice-Datei angefertigt und angehangen. Berichte mal, wie es in Natura funktioniert, einer Simulation traue ich nicht. MfG Paul (Für die obligatorischen Nölärsche: Wer sich nicht traut, die Datei zu laden, der läßt es sein. Mitteilungen über das Nicht-Laden sind mir völlig Brust)
ArnoR schrieb: > Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator" Danke Arno für die "Erdung", dass man sieht was man mit einem einfachen Transistor alles sogar besser machen kann. :-)
> Der LM358 ist für 100kHz als Oszillator in diesem Fall geeignet, weil er > auf Grund der langsamen Flanken weniger Oberwellen liefert, als ein sehr > schneller OPV. Für die Filterung ist er dagegen gar nicht geeignet, weil > zu langsam. Das geht besser mit einem einfachen Transistor: > > Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator" Wie dimensioniere ich die Schaltung für 100kHz? Die 100kHz Taktfrequenz am Ausgang des 555 sind mir klar. Wie berechne ich aber die folgenden R und C ?
M. G. schrieb: > Wie berechne ich aber die folgenden R und C ? Ist nicht ganz trivial. Herleitung gibts im Tietze Schenk. Hier ist eine Seite in der es auch steht (Tiefpass 2. Grades): http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Filter/Berechnung/Filter3.html#1.3.2 Du musst erst die Charakteristik auswählen (Bessel, Butterworth oder Tschebyscheff) und dann mittels der Koeffizienten die restlichen Werte bestimmen. Für Sinusformung würde ich eine Besselcharakteristik geben, aber das ist für mich alles schon lange her, vieleicht sagt Arno oder jemand anderes ders besser weiss noch was dazu. Die Grenzfrequenz bestimmt dann die Ausgangsamplitude und den Klirrfaktor. Auch hier aus dem Bauch raus würde ich mal anfangen mit Grenzfrequenz = Sollfrequenz und dann ggf. niedriger gehen und das mal simulieren.
M. G. schrieb: > Wie berechne ich aber die folgenden R und C ? Am einfachsten durch Ausprobieren mit einem Simulator. (siehe unten) Der Andere schrieb: > Für Sinusformung würde ich eine Besselcharakteristik geben Das würde ich gerade nicht machen, weil der Dämpfungsverlauf beim Übergang vom Durchlass- in den Sperrbereich ziemlich flach verläuft und daher das resultierende Verhältnis aus Grundwelle zu Oberwellen schlecht ist (großer Klirrfaktor). Filter mit steilem Übergang in den Sperrbereich sind hier besser.
ArnoR schrieb: > Filter mit steilem Übergang in den Sperrbereich sind hier besser. Das sieht man im Anhang sehr gut. Die untere Schaltung ist in Richtung Tschebyscheff dimensioniert, die obere Richtung Bessel/Butterworth. Die untere Schaltung liefert nicht nur mehr Pegel (rote Kurven), sondern auch weniger Klirrfaktor, nämlich etwa 3% gegenüber 5% oben. Im Simulator kann man auch prima jede beliebige Filtercharakteristik überprüfen, nicht nur Bessel, Butterworth usw. (für die kluge Leute die Koeffizienten ermittelt haben) sondern auch alles "dazwischen".
ArnoR schrieb: > M. G. schrieb: >> Wie berechne ich aber die folgenden R und C ? > > Am einfachsten durch Ausprobieren mit einem Simulator. (siehe unten) Wenn man das Filter nicht komplett neu designen will, kann man RC-Filter auch einfach linear extrapolieren. OK, man muß dazu wenigstens erkennen können, welche der Widerstände und Kondensatoren Einfluß auf den Frequenzgang haben. Aber immer noch leichter als erstmal das Design aktiver Filter zu lernen. > Der Andere schrieb: >> Für Sinusformung würde ich eine Besselcharakteristik geben > > Das würde ich gerade nicht machen ... > Filter mit steilem Übergang in den Sperrbereich sind hier besser. ACK. Die negativen Eigenschaften dieser Filter wie die nichtkonstante Gruppenlaufzeit, Welligkeit im Durchlaßbereich etc. spielen in dieser Anwendung ja keine Rolle.
Axel S. schrieb: > Wenn man das Filter nicht komplett neu designen will, kann man RC-Filter > auch einfach linear extrapolieren. Ja, wobei das aber auch relativ enge Grenzen hat. Wenn man nämlich die Widerstände niederohmig macht, kommt es zu einer merklichen Durchkopplung der Schaltflanken an den Ausgang.
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Hallo! Ich habe die Schaltung nun aufgebaut. Hier der Schaltplan mit den geänderten Bauteilwerten, die Messung und der Aufbau. Warum ist die Frequenz so instabil? Nach dem Einschalten rund 92kHz, ein paar Minuten später sind es 95kHz?
M. G. schrieb: > Warum ist die Frequenz so instabil? Weil du keinen Quarzoszillaor gebaut hast. Alles unterliegt Temperaturschwankungen, auch der 555. Und die Spannung deiner Batterie sinkt auch allmählich mit der Betriebsdauer, was auch die Frequenz beeinflusst. Besser wird es erst wenn man einen Keramik-Resonator verwendet.
Versorgungsspannungsschwankung, Temperaturdrift. (+-3 % ist bei dem Aufbau und dem NE555 doch nicht viel.)
Hast Du die erste Schaltung mit dem OPV noch aufgebaut bei Dir? Mich ineteressiert, ob die Frequenz und Kurvenform dort stimmt, wenn man das Filter richtig dimensioniert, in dem man den Kondensator C3 doppelt so groß wie C1 dimensioniert. MfG Paul
Ok verstehe! Ich suche eine Schaltung, die bei 105khz stabil (+-500Hz) schwingt. Dabei möchte ich die Frequenz in diesem Bereich mit einem Spindeltrimmer etwas verändern können(so um +-5kHz). Was wäre hier am besten geeignet?
Paul B. schrieb: > Hast Du die erste Schaltung mit dem OPV noch aufgebaut bei Dir? Mich > ineteressiert, ob die Frequenz und Kurvenform dort stimmt, wenn man das > Filter richtig dimensioniert, in dem man den Kondensator C3 doppelt so > groß wie C1 dimensioniert. > > MfG Paul Ich benötige hier einen schnellen OPV. Die slew rate beim LM358 ist hier zu gering. Da muss ich erst warten, bis ich die Teile habe.
M. G. schrieb: > Ich benötige hier einen schnellen OPV. Die slew rate beim LM358 ist hier > zu gering. Da muss ich erst warten, bis ich die Teile habe. Mit einem TL 072 müßte es für 100KHz auch dicke reichen. Du kannst R1 als Einstellregler auslegen und damit dann auch noch die Frequenz (geringfügig) so verändern, daß die Kurvenform hinter dem Filter so "si-nussig", wie es am Besten geht wird. MfG Paul
M. G. schrieb: > Ich habe die Schaltung nun aufgebaut. Hier der Schaltplan mit den > geänderten Bauteilwerten, die Messung und der Aufbau. Die Kurvenform sieht schlecht aus, weil die Amplitude zu groß ist (natürlich keine Skalierung angegeben!, vermutlich 2V/div), der Emitterfolger unten anschlägt und nicht mehr aktiv ist und daher die Schaltflanke vom Eingang zum Ausgang durchschlägt. Du solltest die Filtergrenzfrequenz niedriger ansetzen (die 5k1 vergrößern). Dein Aufbaubild sehe ich mir nicht an (zu groß, weil Foto als png und nicht jpg). Hast du den TLC555 oder einen bipolaren verbaut?
M. G. schrieb: > Warum ist die Frequenz so instabil? Das liegt vermutlich an der Drift Deiner frequenzbestimmenden Bauelemente.
Harald W. schrieb: > Das liegt vermutlich an der Drift Deiner > frequenzbestimmenden Bauelemente. Bruuuuhahahahah.
Arduinoquäler schrieb: > Harald W. schrieb: >> Das liegt vermutlich an der Drift Deiner >> frequenzbestimmenden Bauelemente. > > Bruuuuhahahahah. Die Genauigkeit des 555 selbst ist besser als 1%, wenn er mit der Schaltung aus dem Datenblatt betrieben wird. Besonders hohe Drift haben z.B. Potis und Kerkos.
Arduinoquäler schrieb: > M. G. schrieb: >> Warum ist die Frequenz so instabil? > > Weil du keinen Quarzoszillaor gebaut hast. > > Alles unterliegt Temperaturschwankungen, auch der 555.
M. G. schrieb: > Einen bipolaren... War ja klar... Und dann wunderst du dich über die miesen Eigenschaften? Die Ausgangsstufe liefert einen H-Pegel irgendwo ~1,5V...3V unter Vcc. Die Spannung geht direkt in die Frequenz ein. Der CMOS dagegen geht sehr dicht an Vcc und Masse, entsprechend stabiler ist die Frequenz. Schmeiß die bipolaren 555 in die Tonne.
M. G. schrieb: > Hast du den TLC555 oder einen bipolaren verbaut? > > Einen bipolaren... Blöde Idee. Der ist ja laut Datenblatt bei 100kHz schon am Ende. Kein Wunder daß der die Frequenz nicht stabil hält.
Quarzstabil und veränderbar!? Entweder PLL oder DDS. z.B.: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=112110 Ansonsten reicht Dir evtl. auch ein Schwingkreis mit Drehko oder veränderbarem Kern. Vorteil sowohl bei Schwingkreis und DDS: Es kommt direkt ein Sinus raus. Gruß Jobst
Warum am 555 den Rechteckausgang verwenden? Über einen "Imbendanz"wandler kann man direkt an den C gehen, was aber wieder in die Frequenz mit eingeht. So macht aus nem (naja fast)Dreieck einen Sinus.
AxelR. schrieb: > Warum am 555 den Rechteckausgang verwenden? Weil in dem verlinkten Thread, aus dem die Schaltung stammt, eine Amplitude von 6Vss aus 9V Versorgung gewünscht war. Das geht nicht ohne zusätzliche Verstärkung, wenn man das Signal am C abnimmt. In der Summe ist es aber praktisch egal, ob man das Rechteck nimmt und besser filtert, oder weniger stark filtert und dafür verstärkt.
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