Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wien-Robinson-Oszillator


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 Maxim M. (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Tag.

Im Anhang habe ich eine komplette Schaltung angehängt und ich wollte 
einfach mal schauen, ob ich die Schaltung richtig verstanden habe.

Ich habe mit N4.1 einen Wien-Robinson-Oszillator, welcher durch R37, 
C31, sowie durch R40, R41 (Frequenzeinstellung) und C32 seine Frequenz 
(1kHz) erlangt auf der er schwingt.
Er schwingt weil die Wienbrücke eine Phasenverschiebung von 0° aufweist 
und der OP keine Phasendrehung besitzt. Somit kann durch die Mitkopplung 
das Ausgangssignal wieder auf den Eingang zurückgeführt werden.
Da das Aus- und Eingangssignal die gleiche Phasenlage haben, kommt es zu 
einer sinusförmigen Schwingung.
R38 in Kombination mit R39 bestimmen meinen Verstärkungsfaktor.

Der Impedanzwandler ist dafür da, dass er mir den Wien-Robinson 
entlastet.
Der Spannungsteiler halbiert mir meine Spannung, die an MP8 anliegt.
V2 schaltet mir meine positiven Halbwellen gegen Masse kurz und die 
negativen Halbwellen durchqueren V3.

Wofür ist C33 und C34, sowie C35 da?
Bei der Funktion von V4 bin ich mir unsicher, erbitte hier ein wenig 
Hilfe, warum er da ist und was er macht.

Mit R46 kann ich die Amplitude meines 1kHz Sinussignals einstellen, 
welches dann am Ausgang X7 anliegt.

Ich hoffe ich konnte alles recht durchleuchtend erklären ^^
Falls es einfacher geht könnt ihr mir das gerne schreiben. Falls etwas 
falsch oder fehlerhaft ist, bitte auch korrigieren.

Mit freundlichen Grüßen,
Maxim

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Maxim M. schrieb:

> Da das Aus- und Eingangssignal die gleiche Phasenlage haben, kommt es zu
> einer sinusförmigen Schwingung.

Nö, gleiche Phasenlage ist Schwingbedingung schlechthin.  Ohne
Verstärkungsbegrenzung würden die Verstärker in den Anschlag
fahren, und es entsteht ein (einigermaßen) Rechteck.

> R38 in Kombination mit R39 bestimmen meinen Verstärkungsfaktor.

Das ist nur ein Teil der Miete.

Der zweite Teil besteht aus R45 und V4.  Diese bilden eine
Verstärkungregelung (über den vorgeschalteten Spannungsverdoppler),
und erst durch diese schafft man es, dass da auch wirklich ein
sauberer Sinus rauskommt, da man den Verstärker immer genau an
dem Punkt hält, wo die Schwingbedingung gerade noch so erfüllt
wird.

> V2 schaltet mir meine positiven Halbwellen gegen Masse kurz und die
> negativen Halbwellen durchqueren V3.
>
> Wofür ist C33 und C34, sowie C35 da?

https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsverdoppler#Greinacher-Schaltung

von Maxim M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jörg W. schrieb:
> Der zweite Teil besteht aus R45 und V4.  Diese bilden eine
> Verstärkungregelung (über den vorgeschalteten Spannungsverdoppler),
> und erst durch diese schafft man es, dass da auch wirklich ein
> sauberer Sinus rauskommt, da man den Verstärker immer genau an
> dem Punkt hält, wo die Schwingbedingung gerade noch so erfüllt
> wird.

Das heißt, dass mein Kondensator C33 sich auf die Spitzenspannung meines 
halbierten Signals auflädt?
Nach der Diode V3 habe ich dann nur noch die negative Halbwelle, 
allerdings mit der doppelten Halbwellenspannung, welche dann auch am 
Gate anliegt?

Aber das würde ja heißen, dass wenn ich beispielsweise 5V am MP8 
anliegen habe diese auf 2,5V herunterbreche und die dann wieder auf 5V 
anhebe?
Warum macht man sich solch einen Aufwand?

LG

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


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Maxim M. schrieb:
> Jörg W. schrieb:
>> Der zweite Teil besteht aus R45 und V4.  Diese bilden eine
>> Verstärkungregelung (über den vorgeschalteten Spannungsverdoppler),
>> und erst durch diese schafft man es, dass da auch wirklich ein
>> sauberer Sinus rauskommt
>
> Das heißt, dass mein Kondensator C33 sich auf die Spitzenspannung meines
> halbierten Signals auflädt?
> Nach der Diode V3 habe ich dann nur noch die negative Halbwelle,
> allerdings mit der doppelten Halbwellenspannung, welche dann auch am
> Gate anliegt?

Betrachte nicht die einzelnen Bauteile, sondern die Gesamtschaltung ab 
R42 bis R44. Dann siehst du da einen Gleichrichter, der die Ausgangs- 
spannung (und zwar nur den Wechselspannungsanteil) von N4.1 in eine 
Gleichspannung umwandelt. Diese Gleichspannung steuert nun wiederum den 
FET V4. Und V4 wiederum bestimmt die Verstärkung von N4.1.

Das Gesamtkunstwerk aus dem OPV N4.1, dem Gleichrichter und V4 ergibt 
eine Amplitudenstabilisierung. Wenn die Amplitude am Ausgang von N4.1 
ansteigt, kriegt V4 eine größere Gatespannung - und zwar, weil V4 ein 
Sperrschicht-FET ist, eine größere negative Gatespannung - woraufhin 
V4 stärker leitet und die Verstärkung des OPV verringert. Als Folge 
bleibt die Amplitude auf einem relativ stabilen Wert, der u.A. von der 
Steilheit des FET V4 abhängt.

> Aber das würde ja heißen, dass wenn ich beispielsweise 5V am MP8
> anliegen habe diese auf 2,5V herunterbreche und die dann wieder auf 5V
> anhebe?
> Warum macht man sich solch einen Aufwand?

Die Ansprechspannung der Regelung wird im wesentlichen von den Eigen- 
schaften des FET V4 bestimmt. Ohne den Spannungsteiler R42/R43 wäre wohl 
die Amplitude am Ausgang von N4.1 zu gering. Daß der Gleichrichter die 
Spannung verdoppelt, ist hier nur ein Nebeneffekt. Daß man diese 
Gleichrichterschaltung verwendet und keine Einweggleichrichtung, dürfte 
darin begründet sein, daß man so die Amplitude beider Polaritäten erfaßt 
und nicht nur einer.

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Axel S. schrieb:

> Daß man diese
> Gleichrichterschaltung verwendet und keine Einweggleichrichtung, dürfte
> darin begründet sein, daß man so die Amplitude beider Polaritäten erfaßt
> und nicht nur einer.

Ausserdem ist die Frequenz der "Brummspannung" doppelt so hoch,
was die Regelung insbesondere bei niedrigen Frequenzen verbessert.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> Regelung insbesondere bei niedrigen Frequenzen

Naja, 's ist ja eher ein Festfrequenz-Generator. ;-)

von ArnoR (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> Ausserdem ist die Frequenz der "Brummspannung" doppelt so hoch

Nein, ist sie nicht. Der Spannungsverdoppler lädt nur einmal je Periode 
am Ausgang nach, aber nicht einmal je Halbwelle. In der positiven 
Halbwelle wird nur C33 über V2 aufgeladen (nachgeladen) und in der 
negativen Halbwelle wird die Spannung an C33 zur Eingangsspannung 
addiert und über V3 dann C34 nachgeladen.

von Maxim M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nachtrag:
Der R44 bestimmt im wesentlichen meinen Eingangswiderstand des FET.
Der Widerstand R1 sorgt ebenfalls dafür, dass das Gate bei fehlendem 
Eingangssignal auf einem definierten Wert sprich Masse liegt.

von Maxim M. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Maxim M. schrieb:
> Der Widerstand R1 sorgt ebenfalls dafür, dass das Gate bei fehlendem
> Eingangssignal auf einem definierten Wert sprich Masse liegt.

R44 natürlich.

von ArnoR (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Maxim M. schrieb:
> Der R44 bestimmt im wesentlichen meinen Eingangswiderstand des FET.
...

R44 bestimmt mit C34 die Aufregelzeitkonstante der Amplitudenregelung 
und den Klirrfaktor. Die Spannung an ihm ändert sich nämlich auch 
innerhalb einer Schwingung ein wenig und verändert dadurch die 
Verstärkung (Signalamplitude) innerhalb einer Schwingung (--> 
Klirrfaktor).

Bei fehlendem Signal liegt das Gate auf Masse, der JFET ist voll 
aufgesteuert (D-S niederohmig) und die Verstärkung maximal (größer als 
für konstante Schwingung nötig) --> die Schaltung kann anschwingen.

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]
  • [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.