Morgen, ich probiere grade mit dem folgenden Beispielen einen Oszillator mit dem CD4069 aufzubauen, der über eine Antenne in seiner Frequenz regulierbar ist. http://www.talkingelectronics.com/ChipDataEbook-1d/html/4069.html Genauer gesagt: http://www.talkingelectronics.com/ChipDataEbook-1d/html/images/4069-fig3b.gif Im Moment nutze ich 5V, 270k, 47k und 150pF. Als Antenne habe ich ein Stück Allufolie über einen Stück Draht dort angeschlossen, wo sich die drei Bauteile treffen. Ich sehe auf dem Oszilloskop nun eine Kurve, die sich ganz minimal um wenige kHz ändert, jedoch nur in unmittelbarer Nähe der Antenne. Das Ziel wäre, dass sich die Ausgangsfrequenz im Bereich von ca. 10kHz befindet und sich um 5kHz bewegt, also 10-15kHz - natürlich nicht nur 1,2cm von der Antenne entfernt. Ein Nullpunkt soll nicht erreicht werden, da die Frequenz danach von einem µC gemessen wird. Kann mir jemand Tips geben, wie ich vielleicht in die Nähe meiner Werte komme? Danke!
Als Stichwort fällt mir ein: Theremin. Das ist ein Musikinstrument, welches auf der Verstimmung von Oszillatoren (im 100 kHz- Bereich) beruht. Um es in den hörbaren Bereich umzusetzen, braucht man noch einen Mischer und einen Oszillator mit fester Frequenz. Die Differenz der beiden Frequenzen wird ausgesiebt und verstärkt.
Georg schrieb: > ich probiere grade mit dem folgenden Beispielen einen Oszillator mit dem > CD4069 aufzubauen, der über eine Antenne in seiner Frequenz regulierbar > ist. An denen ist aber gar keine Antenne dran! ;-) In einem anderen Thread ( Beitrag "Sinus zu Rechteck und Dreieck" ) Geht es um diese Schaltung: http://www.theremin.us/145/145schematic.gif Gruß Jobst
Ja, das ganz soll ähnlich wirken, jedoch kein Theremin sein. Hörbar brauch ich den Bereich gar nicht, es soll lediglich eine Steuerfrequenz sein. Wenn ich letztendlich noch ein zweiten Signal zum Mischen benutze, dann habe ich doch im Endeffekt den selben Frequenzbereich den ich bedienen kann, nur eben einige kHz niedriger - oder sehe ich das falsch? Kann ich die Kapazität der Antenne irgendwie verstärken? Oder muss ich in meinem Schwingkreis eine Kapazität nehmen, die der der Antenne ähnlich ist? Ich kann auch mit einem bunten Mix aus anderen Werten bisher kein zufriedenstellendes Verhalten erzielen. Es ändert sich immer nur auf 1,2cm der Antenne nennenswert etwas. Oder ist das ganze so logarithmisch, dass ich davon kaum etwas sehe und ich diese Logarithmik in Software rausrechnen muss? Wie gesagt ist die Grundfrequenz zweitrangig.
Georg schrieb: > Das Ziel wäre, dass sich die Ausgangsfrequenz im Bereich von ca. 10kHz > befindet und sich um 5kHz bewegt, also 10-15kHz - natürlich nicht nur > 1,2cm von der Antenne entfernt. Ein Nullpunkt soll nicht erreicht > werden, da die Frequenz danach von einem µC gemessen wird. Das baut man üblicherweise für weit höhere Frequenzen und mischt dann die Frequenz des verstimmbaren Oszillators mit einer Festfrequenz herunter. Das Stichwort "Theremin" fiel ja bereits. Wobei der µC eine Frequenz von 200..205kHz auch gleich direkt erfassen kann. Wenn es darum geht, mit einem µC einen berührungslosen Annäherungs- detektor zu bauen, dann gibt es auch andere Funktionsprinzipien. Je nach gewünschter Empfindlichkeit/Auflösung könnte ein Ladungs- Ausgleichsverfahren wie Qtouch-ADC bereits passen.
Georg schrieb: > Im Moment nutze ich 5V, 270k, 47k und 150pF. Als Antenne habe ich ein > Stück Allufolie über einen Stück Draht dort angeschlossen, wo sich die > drei Bauteile treffen. Die Schaltung ist ungeeignet. Die Antenne stellt eine Kapazität zur Erde (Masse) dar und das Annähern mit der Hand vergrößert die kapazitive Kopplung (Ableitung) zur Erde. Du brauchst also einen Generator, dessen frequenzbestimmende Kapazität nach Masse geht, z.B. einen astabilen Multivibrator mit TLC555. Damit die Empfindlichkeit hoch ist, muss die frequenzbestimmende Kapazität im Oszillator möglichst klein sein, also im pF-Bereich.
Georg schrieb: > Kann ich die Kapazität der Antenne irgendwie verstärken? Du hast hier keinen Schwingkreis, sondern einen RC- Oszillator. Dessen Frequenz ist umgekehrt proportional zur Kapazität F ~ 1/R*C. Deshalb solltest Du die Grundkapazität so klein wie möglich machen, eine große Massefläche verwenden und die Elektrode ebenfalls möglichst groß ausführen.
ArnoR schrieb: > Georg schrieb: >> Im Moment nutze ich 5V, 270k, 47k und 150pF. Als Antenne habe ich ein >> Stück Allufolie über einen Stück Draht dort angeschlossen, wo sich die >> drei Bauteile treffen. > > Die Schaltung ist ungeeignet. Die Antenne stellt eine Kapazität zur Erde > (Masse) dar und das Annähern mit der Hand vergrößert die kapazitive > Kopplung (Ableitung) zur Erde. Du brauchst also einen Generator, dessen > frequenzbestimmende Kapazität nach Masse geht, z.B. einen astabilen > Multivibrator mit TLC555. Damit die Empfindlichkeit hoch ist, muss die > frequenzbestimmende Kapazität im Oszillator möglichst klein sein, also > im pF-Bereich. Also von der Idee her folgende Schaltung? Wo müsste ich dort die Antenne anschließen? https://de.wikipedia.org/wiki/Multivibrator#/media/File:Oszi_555.GIF
Georg schrieb: > Also von der Idee her folgende Schaltung? Ja. > Wo müsste ich dort die Antenne anschließen? Pin2/6
In dem Datenblatt vom TLC555 ist auf Seite 17 ein etwas anderer Schaltplan eingezeichnet. Ich denke ich sollte diesen bevorzugen. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc555.pdf In dem Beispiel sind 150nF verwendet. Ich denke ich muss für 5kHz + Antenne einen niedrigen C nehmen, damit die Antenne eine starke Auswirkung hat und große Rs, damit die Ladeströme klein genug sind (weil ich sonst beim niedrigen C eine ziemlich hohe Frequenz erhalte bei großen Ladeströmen oder?). Danke!
Ich nochmal: Ich habe mal etwas gerechnet. Wenn ich 2kHz ohne Antenne haben möchte, habe ich folgende Werte genommen: F = 1,44/((RA+2*RB)*C) Wenn ich C = 150pf, dann muss RA+2RB = 4,8M sein. Wenn jetzt ca. 40pF von der Antenne dazu (oder weniger) komm, dann schwankt die Frequenz zwischen 2k und 1,5k bzw. 2,7k. Damit kann ich leben. Wird das funktionieren mit den Bauteilwerten? Dann würde ich mir probeweiser nacher mal einen TLC555 besorgen. Danke.
Georg schrieb: > In dem Datenblatt vom TLC555 ist auf Seite 17 ein etwas anderer > Schaltplan eingezeichnet. Ich denke ich sollte diesen bevorzugen. Warum? Weil der aufwändiger ist und kein Tastverhältnis von 50% liefern kann? Der oben verlinkte Plan von Wikipedia ist gut. Georg schrieb: > Ich habe mal etwas gerechnet. Wenn ich 2kHz ohne Antenne haben möchte, > habe ich folgende Werte genommen: > > F = 1,44/((RA+2*RB)*C) > > Wenn ich C = 150pf Oben war von 10kHz die Rede, jetzt 2kHz? Die Frequenz nimmt bei Annäherung ab. 150pF finde ich zuviel. Vermutlich ist das aber keine gute Lösung, weil dir die allgegenwärtigen 50Hz und andere Sauereien wohl in die Suppe spucken werden. Georg schrieb: > Dann würde ich mir probeweiser nacher mal einen TLC555 besorgen. Du kannst auch irgendein CMOS-Gatter mit Hysterese-Eingang nehmen, z.B. CD40106, 74HC14 oder so. Gleiche Schaltung wie oben genannt.
Die 50% Tastverhältnis sind nicht entscheident. Bei 2kHz kann ich mit dem µC feiner messen, sprich bei 32Mhz Clock liegen zwischen 2k und 1.5k größere Werte, als zwischen 20k und 15k. Welcher Kondensator Wert wäre denn empfehlenswert bzw. wieso sind 150p noch zu groß deiner Meinung nach?
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Ich habe mal eine Schaltung mit 150pF und zwei mal 2,7M aufgebaut. Die Frequenz stimmt fast mit der Formel überein. Sobald ich jetzt die provisorische Antenne anschließe, sehe ich ein rasches Wechseln der Frequenz. Ist der Lösungsansatz vielleicht doch nicht so gut? Der TLC555 ist mit einem 100uF und 100nF parallel zur Versorgungsspannung geschaltet.
Georg schrieb: > Sobald ich jetzt die provisorische Antenne anschließe, sehe ich ein > rasches Wechseln der Frequenz. Ist der Lösungsansatz vielleicht doch > nicht so gut? Du wirst dir irgendwelchen Dreck aus der Umgebung einfangen. 50Hz Netzfrequenz. Oder einen Umrichter, einen Induktionsofen oder $SONSTWAS aus der Umgebung. Vielleicht auch den Staubsauger der Nachbarin. Es hat schon seinen Grund, warum man die Antenne nur lose ankoppelt. Als Nebeneffekt kriegt man dann halt auch nur eine geringe relative Frequenzänderung. Deswegen auch die Mimik mit höherer Frequenz und heruntermischen. Aber wenn du nicht zuhören willst, hat es keinen Zweck, dir das wieder und wieder zu erklären.
Learning by doing, man wird ja wohl nochmal experimentieren dürfen :)? Also würde ich jetzt zwei astabile Multivibratoren aufbauen, die so ausgelegt sind, dass deren Mixfrequenz ca. bei ein paar kHz liegt UND die R/C Paare so ausgelegt sind, dass ich mir wenigerStörungen einfange. Ich könnte jwtzt experimentieren, aber in welchem Bereich sollte ich dann mein C wählen?
Georg schrieb: > Learning by doing, man wird ja wohl nochmal experimentieren dürfen :)? Niemand hat dir irgendwas verboten. Aber wenn du experimentieren willst, dann gehört das selber Denken und Interpretieren der Ergebnisse mit dazu. Da kannst du nicht jedes Mal weinend angelaufen kommen, wenn irgendwas nicht gleich auf Anhieb funktioniert. > Also würde ich jetzt zwei astabile Multivibratoren aufbauen, die so > ausgelegt sind, dass deren Mixfrequenz ca. bei ein paar kHz liegt UND > die R/C Paare so ausgelegt sind, dass ich mir wenigerStörungen einfange. Das kann man so machen. Kommt halt drauf an, was man eigentlich erreichen will. Für einen per Antenne im Hörbereich verstimmbaren Oszillator kenne ich jetzt erstmal nur eine Anwendung: als Musik- instrument. Gibt es seit fast 100 Jahren unter dem Namen Theremin. > Ich könnte jwtzt experimentieren, aber in welchem Bereich sollte ich > dann mein C wählen? Auch das wurde dir bereits erklärt. Die zusätzliche Kapazität die du zwischen Antenne und (z.B.) Hand einbringen kannst, ist relativ klein. Je kleiner du die parallel geschaltete Festkapazität wählst, desto größer ist die erreichbare (relative) Kapazitätsänderung und desto größer ist dann auch der Frequenzhub. Andererseits steigt dadurch aber auch die Empfindlichkeit für eingefangene Störsignale. Der Kompromiß den du finden mußt, ist also einer aus dem benötigten Frequenzhub auf der einen Seite. Und aus der Antennengeometrie und dem Verseuchungsgrad der Umgebung auf der anderen Seite.
Axel S. schrieb: > Du wirst dir irgendwelchen Dreck aus der Umgebung einfangen. 50Hz Auch dies ist der Grund, warum man eigentlich einen Schwingkreis benutzt. Der hat nichts für 50Hz übrig. Georg schrieb: > Also würde ich jetzt zwei astabile Multivibratoren aufbauen Falscher Weg. Oszillatoren. Gruß Jobst
Hier das Projekt OpenTheremin, Kapitel Oszillatoren: http://www.gaudi.ch/OpenTheremin/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=68 Zuerst suchen und recherchieren, dann fragen. www.mikrocontroller.net/topic/367875
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