Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturstabiler Sinusgenerator (Analog :-) )


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von Karsten K. (karsten42)


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Moin Moin Analog Fans!

Ich benötige zum messen der Verstärkung einer Verstärkerstufe einen 
guten Sinusgenerator mit 1Khz. Gut im Sinne von Rauscharm und vor allem 
eine stabile Ausgangsamplitude. Der Fokus liegt mehr in der stabilen 
Amplitude als im THD.
Klar, DDS geht auch ganz toll, ist mir aber für den Einsatzzweck etwas 
zu kompliziert ( Es sei denn es gibt keine gute Lösung in Analog.. )
Hört sich simpel an aber Wienbrücken basierende Oszillatoren benötigen 
immer spezielle Lämpchen und ob diese dann wirklich Amplitudenstabil 
sind ?? Also habe ich eine Wienebrückenschaltung mit Dioden aufgebaut 
(Siehe Bild ). Schöner Sinus, gute Frequenzstabilität aber hässliche 
10-20mv/Kelvin Amplitudendrift.
Jetzt wäre es möglich die beiden Dioden zu beheizen und so von der 
Umwelt ein wenig zu entkoppeln.. Aber soo tolle finde ich das nicht.

Hat jemand von euch vielleicht ein Schaltbild eines Stabilen nicht allzu 
aufwändigen Sinusozillator "zur Hand" ?

Vielen Dank für eure Hilfe.
Gruß Karsten

P.S. Für die Kolegen die gern Suchmaschinen zitieren als Hinweis man 
möge dort doch mal suchen: habe ich gemacht aber nichts adäquates 
gefunden.

von Lurchi (Gast)


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Neben der Stabilisierung mit der Lampe gibt es auch Schaltungen mit 
extra Regelschleife für die Amplitude und dann JFET oder 
Transconductance- Verstärker als Stellglied.

National Semiconductor Appl. Note 263 wäre da ggf. eine Gute quelle.

von Thomas B. (thombde)


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Soll ich was von Elektor scannen oder willst Du googeln ;)

Edit:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scsing.htm

: Bearbeitet durch User
von Karsten K. (karsten42)


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Thomas B. schrieb:
> Soll ich was von Elektor scannen oder willst Du googeln ;)
>
> Edit:
> http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scsing.htm

Moin Thomas,

Danke für den Link. Hatte ich gesehen aber verworfen, denn mir schien 
die Beschreibung rund um den JFET etwas "wackelig". In´s besondere der 
spätere Hinweiß auf Steckbrett und große Zeitkonstanten bei R5C5. Groß 
in Bezug auf die dimensionierte 110Khz sind 1kHz dann durchaus. Ob das 
ganze dann auch (temperatur)stabil in Bezug auf die Amplitude arbeitet?
Ok, ich probier´s aus aber mir wäre eben eine erprobte Schaltung lieber 
:-)

Danke für´s benutzen von Suchmaschienen....

Gruß
Karsten

von ArnoR (Gast)


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Karsten K. schrieb:
> Hat jemand von euch vielleicht ein Schaltbild eines Stabilen nicht allzu
> aufwändigen Sinusozillator "zur Hand" ?

Was ist hiermit:

Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"

Wenn man den Transistor durch einen OPV ersetzt, ist die Amplitude im 
Wesentlichen nur noch von der Versorgung und passiven Bauteilen 
abhängig. Die Filterordnung (je höher umso weniger Klirrfaktor) kann man 
auch leicht vergrößern.

von Thomas B. (thombde)


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Hier mal was altes von 1990.(Elektor)
Mal schauen was man noch so findet.
(Die 741 musst Du natürlich durch was neueres ersetzen)

Gruß
Thomas

von Neandertaler (Gast)


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Grosser Schaltungswettbewerb heute abend?

Habe zu bieten:
http://www.linear.com/solutions/1623

Die Ausgangsspannung wird mit einer Ref verglichen und geregelt.

Statt der teuren LT-Opamps darf man bei leichten Abstrichen bei den 
Daten auch güstigere nehmen.

von Arduinoquäler (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Hier mal was altes von 1990.(Elektor)

Na klasse, die Amplitude schwankt dann mit dem
Temperaturkoeffizienten der Zenerdioden ....

Ach so ich vergass, Zenerdioden haben keine Temperaturdrift.

von Sascha_ (Gast)


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Arduinoquäler schrieb:

> Ach so ich vergass, Zenerdioden haben keine Temperaturdrift.

Die Juden?

Der Trick ist vermutlich, dass die 3V9 in Sperrrichtung positiven 
Temperaturkoeff. hat und die andere 3V9 in Leitrichtung negativen.

von Possetitjel (Gast)


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Karsten K. schrieb:

> (Es sei denn es gibt keine gute Lösung in Analog.. )

Im Prinzip ist das so.
Es geht zwar, aber es ist unverhältnismäßig aufwendig.

> Hat jemand von euch vielleicht ein Schaltbild eines
> Stabilen nicht allzu aufwändigen Sinusozillator "zur
> Hand" ?

Nein, leider nicht.
Ich schließe mich aber der schon mehrfach erwähnten
teildigitalen Lösung an: Rechteck erzeugen und gut
filtern.

von Rochlaster (Gast)


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> Ich schließe mich aber der schon mehrfach erwähnten
> teildigitalen Lösung an: Rechteck erzeugen und gut
> filtern.

Ja, folgender Aufwand ist "mehr". Trotzdem:
1
Oszillator
2
   -->Teiler
3
      -->Binärzähler
4
         -->Amplitudenspeicher
5
            -->DAC
6
               -->Buffer/Filter/Treiber
Auf jeder Stufe ist knausern erlaubt: Quarz/(OC¦TC)XO, variabler Teiler, 
Anzahl Zählstufen 2^3...2^24, R2R, usw.
Selbstverständlich reduziert sich der Digitalaufwand maximal wenn 
Teiler/Zähler/Speicher(/DAC) in einen uC implementiert werden...
Ja, wir landen bei der DDS Variante.

von Rochlaster (Gast)


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...und fügen selbstverständlich SW-Bugs hinzu!
;-)

von ArnoR (Gast)


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Sascha_ schrieb:
> Der Trick ist vermutlich, dass die 3V9 in Sperrrichtung positiven
> Temperaturkoeff. hat und die andere 3V9 in Leitrichtung negativen.

3V9-Z-Dioden haben in beiden Richtungen negative TK. Mit der 
Kompensation wird es also nichts.

von ths (Gast)


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Empfehle einen Blick in die wunderbare AN-43 von Linear Technology.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Karsten K. schrieb:
> Klar, DDS geht auch ganz toll, ist mir aber für den Einsatzzweck etwas
> zu kompliziert ( Es sei denn es gibt keine gute Lösung in Analog.. )

DDS finde ich nicht kompliziert ... Sind hmm 20 Zeilen C-Code in einem 
14poligen ATTiny84 (zB ... Geht noch kleiner als 8-pinner). Am PWM 
Ausgang einfach ein Tiefpass dran und nochmal mit OP oder Transistor als 
Spannungsfolger puffern.

Ansonsten ist hier ein analoger Oszillator drauf, der recht guten Sinus 
mit 1kHz macht ..

https://github.com/SparkysWidgets/MinieCHW

von Karsten K. (karsten42)


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Hallo
Sorry für die Späte Antwort und MEGA vielen Dank für eure Tips!

Die Schaltung aus "Elektronik-Kompedium.." habe ich "erwartungsgemäß" 
nicht zum laufen bekommen. Zwar hatte ich im Fundus nur einen BF247 und 
keinen BF245 was aber grundsätzlich hier keine Bedeutung haben sollte. 
Letztlich habe ich die Schaltung nicht zum schwingen bringen können. Zu 
Vage waren die Angaben wie nun für 1kHz die Stabilisierung rund um den 
FET zu dimensionieren ist.

Ich werde also mal die Schaltung von Linear mit dem LT1028 probieren. 
Ein NE5532 sollte dafür ausreichen denke ich.

Humm: DDS.
Habe ich das letzte mal mit einem China Modul und dem AD9833 probiert. 
War ein echter Kampf die "richtige" init sequenz zu ermitteln und das 
FREQ Register sinnreich zu füllen ( Hierzu gibt es n+1 Meinungen und 
Beispielcode... ). Fokus hier war aber eher durchstimmbare und 
wiederholbare Frequenzen zwischen 16Hz und 20kHz erzeugen zu können.

Wäre schön eben eine Analoge Schaltung zu haben, die relativ einfach 
aber stabiel ist ohne viel SW "rungefrickel".Einschalten-> geht...

Ich bin aber sehr erfreut, daß es anscheinend dann doch nicht sooo eine 
triviale Sache ist einen stabilen analogen Sinusgenerator zu bauen... 
ich dachte schon ich bin einfach echt zu dusselig :-)

Also ich probiere jetzt mal den Vorschlag vom "Neandertaler" und melde 
mich dann mit dem Ergebnis.

Herzlichen "vielen vielen Danke" wie wir hier im Norden sagen...

gruß
Karsten

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


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Karsten K. schrieb:
> DDS.
> Habe ich das letzte mal mit einem China Modul und dem AD9833 probiert.
> War ein echter Kampf die "richtige" init sequenz zu ermitteln und das
> FREQ Register sinnreich zu füllen

Du bist daran gescheitert, das Datenblatt des DDS-IC zu lesen?

> Fokus hier war aber eher durchstimmbare und
> wiederholbare Frequenzen zwischen 16Hz und 20kHz erzeugen zu können.

Eben. DDS ist Overkill, wenn es dir nur darum geht, eine feste Frequenz 
zu erzeugen. Allerdings ist die DDS Methode durchaus ein guter 
Ansatzpunkt. Ob man die Sinus-Tabelle dann in einen (E)(EP)ROM packt und 
einen Zähler davorpackt, oder ob man das mal fix in einen AVR packt 
(Stichwort: Jesper DDS), sei dahingestellt.

> Wäre schön eben eine Analoge Schaltung zu haben, die relativ einfach
> aber stabiel ist ohne viel SW "rungefrickel".Einschalten-> geht...

Einfach. Amplitudenstabil. Niedriger Klirrfaktor.
Du kannst dir zwei davon aussuchen.

von Karsten K. (karsten42)


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Moin Axel,

Nun, ich denke ich kann lesen und deine Anspielung auf meine sicher 
nicht begnadete Fähigkeit C zu programmieren ist auch nicht gerade 
hilfreich. Schön, das du anscheinend ein Held darin bist.
In diversen vorhandenden code-schnipseln und Libraries zu diesem netten 
IC hast du natürlcih all die dummen Benutzer schon längst durchschaut: 
Alle können nicht lesen!
Mach was draus und veröffentliche doch deinen genialen Code hier. Ich 
glaube alle hier würden sich wirklich sehr freuen.


Hummmpf: das erste mal das ich mich hinreißen lasse auf solche Posts 
einzugehen. Aber es schein eine wirklich einzigartig Deutsche "Tugend" 
zu sein so "konstruktiv" an einem Thread teil zu nehmen. Es ist einfach 
ein Jammer und all den unglaublich aktiven und zuvorkommenden 
Kollegen(In) hier, die Ihre Zeit und Ihr Wissen in großartiger Weise 
weitergeben, gegenüber sooo unwürdig.

Gruß Karsten

von Sascha_ (Gast)


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Und dein Gejammer ist inwiefern konstruktiv?

von Neandertaler (Gast)


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Es gibt hier Leute, die es offensichtlich nötig haben, immer wieder 
anderen einen vor den Latz zu knallen.
Am Besten einfach ignorieren.


Zur einfachen, super klirrarmen und sehr amplitudenstabilen Schaltung:

NE5532 kannst du natürlich nehmen.

BF24x kannst du auch nehmen.
Falls es nicht schwingen sollte, den 2k4 minimal kleiner machen.

Als 1,2V-Ref kannst du auch z.B. den LM 385 nehmen oder für doppelten 
Output den TL 431.

Bei single supply brauchst du natürlich noch den voltage splitter aus 
deiner Ursprungsschaltung.

Diese Schaltung (und deren noch bessere) ist auch in der hier schon von 
"ths" empfohlenen AN-43 von Linear Technology enthalten
(Seite AN43-31, Fig 45)
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an43f.pdf

Viele Details sind dort sehr gut erklärt.

Wenn du die beiden Dioden direkt nebeneinander plazierst und noch ein 
Band Alu oder Kupfer um beide wickelst, hast du eine mindestens 100 mal 
bessere Amplituden-Stabilität als in deiner Ursprungsschaltung.


Grüße aus dem Neandertal :-)

von Karsten42 (Gast)


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Guten Morgen an das Neandertal ( Moin Moin in Kurzform :-) )

Herzlichsten Dank für deine Tips. Ich werde das heute Abend starten! 
Leider geht Bier noch nicht durch mail zu versenden... aber du hättest 
auf jeden Fall schon mal ein paar Gut bei mir :-)

Gruß aus dem Norden

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


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Karsten K. schrieb:

> Nun, ich denke ich kann lesen und deine Anspielung auf meine sicher
> nicht begnadete Fähigkeit C zu programmieren ist auch nicht gerade
> hilfreich. Schön, das du anscheinend ein Held darin bist.

Ich habe nichts dergleichen gesagt.

Aber wenn es ein IC gibt, das ganz offensichtlich geeignet ist, dein 
Problem zu lösen. Und wenn das dein Problem darauf reduziert, das 
besagte IC passend zu beschalten/zu programmieren. Dann ist doch das 
Lesen des Datenblatts die einzig verbliebene Aufgabe.

Wenn du hingegen schreibst:

> Hierzu gibt es n+1 Meinungen und Beispielcode...

Dann kann ich nur schlußfolgern, daß du dir die "Mühe" des Datenblatt- 
Lesens nicht machen wolltest (ob wegen Faulheit oder Unfähigkeit mag ich 
nicht beurteilen) sondern lediglich fremden Code dazu ausprobiert hast 
und dabei auf die Nase gefallen bist.

Der Rest deines Posts ist im wesentlichen:

> Mimimi

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Aber wenn es ein IC gibt, das ganz offensichtlich geeignet ist, dein
> Problem zu lösen.

Sorry, aber das IC ist BS ... Für einen popligen 1kHz Oszillator willst 
du ein IC für 8EUR kaufen, wofür du dann zusätzlich immer noch einen µC 
brauchst? Also dümmer geht's nimmer ...

Wenn DDS dann mit einem ATTiny für 60ct ... Oder halt analog für ein 
paar Cent ... Aber so auf den AD9833 zu beharren hat etwas akademisches 
...

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


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Mampf F. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Aber wenn es ein IC gibt, das ganz offensichtlich geeignet ist, dein
>> Problem zu lösen.
>
> Sorry, aber das IC ist BS ... Für einen popligen 1kHz Oszillator willst
> du ein IC für 8EUR kaufen, wofür du dann zusätzlich immer noch einen µC
> brauchst? Also dümmer geht's nimmer ...

Auch du mußt das mit dem Lesen noch üben. Ich habe nirgendwo gesagt, daß 
ein DDS-IC a'la AD9833 eine sonderlich gute Lösung für das Problem wäre. 
In der Tat habe ich ein paar Posts weiter oben genau das Gegenteil 
gesagt - ein DDS ist Overkill.

Andererseits ist das IC durchaus geeignet, um einen 1kHz Sinus- 
Generator zu bauen. Wenn der TE daran gescheitert ist, dann liegt es 
jedenfalls nicht am DDS-IC.

von john (Gast)


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Schon einen LC-Oszillator probiert? Bei 1kHz sollte das noch gehen.

Ansonsten DDS.

Mein Messgenerator hat 0Hz bis ca. 65MHz (gut brauchbar bis 20MHz).

http://www.ebay.de/itm/DDS-AD9850-Signal-Generator-Module-HC-SR08-Signal-Sine-Square-Wave-0-40MHz-/172165516493?hash=item2815dd4ccd:g:7OsAAOSw-RRXDLry

So ein AD9850-Modul benötigt nur noch einen Arduino zur Ansteuerung.

Damit hast du einen flexiblen und T-stabilen f-Generator.

von Rainer D. (raineranfaenger)


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Hallo Karsten42,
ich habe mir diesen 1KHz Sinusgenerator beim Chinamann 
gehohlt.http://www.ebay.de/itm/182178969461?_trksid=p2057872.m2749.l2648&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

Mit ARTA dann mal geschaut wies so ausschaut.
Ist ganz praktisch zum Kalibrieren vom AudioMeter.
Den 50Hz Peak fange ich mir durch meinen Messaufbau ein.
Wenn mein Eingang zum EMU0202 kurzgeschlossen,ist kein 50Hz Peak da.
Gruß Rainer

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