Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wienbrückenoszillator - Amplitudenregelung frequenzabhängig?


von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo allerseits,


ich experimentiere zur Zeit mit dem Aufbau von Sinusgeneratoren mit 
Wien-Brücke, die zur Amplitudenstabilisierung eine Glühbirne verwenden. 
Bevorzugt benutze ich Fahrradbirnen mit 6V 2,4W oder 6V 0,6W. Die 
favorisierten 20mA-Birnen habe ich nicht da.

Die Oszillatoren sind nach dem hier abgebildeten Prinzip aufgebaut:
http://sound.whsites.net/project22.htm
Figure2

Die Schaltung habe ich abgewandelt und mit stärkeren Transistoren 
ausgestattet, damit sie in der Lage ist, die Leistung für die stärkeren 
Glühbirnen aufzubringen. (nein, die Schaltbilder habe ich noch nicht 
parat)
Was hier mit R3, R4, L1 und C5 gemacht wird, funktioniert in meinen 
Schaltungen genauso, nur mit geringeren Widerstandswerten, z.B. 10...22 
Ohm für R4 mit einem 25 Ohm-Poti in Reihe und 0...5 Ohm als R3. 1000uF 
habe ich auch drin. Am Ausgang ist noch ein Lautsprecher über 470 Ohm 
angeschlossen. Der Ton ist nur ganz leise zu hören, so daß ich einen 
Einfluß seiner Resonanz ausschließe.

Nun habe ich beim Verändern der Frequenz mittels Doppelpoti 
festgestellt, daß zwischen 2 kHz und 4 kHz die Amplitude geringfügig 
ansteigt, so daß man nachregeln muß, um sie wieder kleiner zu bekommen. 
Oberhalb nimmt sie ab und die Lampe wird dunkler. Man kann bis runter 
unter ca 100 Hz ohne daß die Amplitude sich ändert. Auf dem Oszi sieht 
der Sinus die ganze Zeit sauber aus und die 2,4 W - Lampe glimmt bei 
Tageslicht deutlich sichtbar.

Ist schon mal jemandem so eine Frequenzabhängigkeit der 
Amplitudenregelung aufgefallen oder habe ich da unabsichtlich einen 
stark gedämpften Schwingkreis eingebaut? Ich könnte mir vorstellen, daß 
die Lampe sowie der 1000uF - Elko aufgrund seiner Induktivität so eine 
Frequenzabhängigkeit aufweisen könnten. Den Elko habe ich bisher noch 
nicht mit einem Folienkondensator überbrückt.


schon mal danke fürs Antworten

mit freundlichem Gruß

von Joe F. (easylife)


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Christian S. schrieb:
> daß zwischen 2 kHz und 4 kHz die Amplitude geringfügig
> ansteigt

Wie viel denn? Auf dem Oszi sieht eine Pegeländerung immer recht 
spektakulär aus, wenn man es in dB umrechnet ergibt sich oft ein 
vernachlässigbares Bild.
Ich gebe zu bedenken:
ein Doppelpoti hat selten an beiden Schleifern 100%-ig den gleichen 
Wert....

von Günter Lenz (Gast)


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Christian S. schrieb:
>Bevorzugt benutze ich Fahrradbirnen mit 6V 2,4W oder 6V 0,6W. Die
>favorisierten 20mA-Birnen habe ich nicht da.

Die 6V 2,4W Fahradbirnen sind etwas zu niederohmig. Versuch mal
Glühbirnen mit höherer Spannung zu verwenden, 24V oder 60V
Kontrolllämpchen, die sind hochohmiger. Oder 220V 15W Kühlschrankbirnen.

>Die Schaltung habe ich abgewandelt und mit stärkeren Transistoren
>ausgestattet, damit sie in der Lage ist, die Leistung für die stärkeren
>Glühbirnen aufzubringen.

Die Leistung der Glühbirnen spielt keine Rolle, die müssen nicht
leuchten oder glimmen. Die haben ihre PTC-Eigenschaften trotzdem,
auch wenn nichts zusehen ist. Wichtig ist nur, daß der Rückkopplungs-
spannungsteiler nicht zu niederohmig ist.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Ich hätte noch 55V Birnchen da...

von R. M. (Gast)


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Tippe auf Gleichlauffehler vom Poti, oder Unterschiede zwischen den 
Begrenzungswiderständen R1A und R1B.
mfG

von Lurchi (Gast)


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Die einfache Amplitudenregelung mit den Glühbirnen hat einen begrenzten 
Regelbereich und nicht so viel Feedback. Entsprechend führen 
Gleichlauffehler beim Poti zu Änderungen der Amplitude.

Für eine besser stabile Amplitude sollte man die Regelung per JFET 
vorziehen.

von Helmut S. (helmuts)


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R. M. schrieb:
> Tippe auf Gleichlauffehler vom Poti, oder Unterschiede zwischen den
> Begrenzungswiderständen R1A und R1B.
> mfG

Genau das ist der Grund. Sobald sich das Verhältnis der Zeitkonstanten 
R1*C1 und R2*C2 ändert, benötigt der Oszillator mehr oder weniger 
Verstärkung. Das bedeutet, dass sich die Amplitude ändert da die 
Glühbirne dann in einem anderen Arbeitspunkt betrieben werden muss um 
die Oszillation aufrecht zu erhalten.

von Günter Lenz (Gast)


Angehängte Dateien:

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Lurchi schrieb:
>Für eine besser stabile Amplitude sollte man die Regelung per JFET
>vorziehen.

Ja, stimmt, aber vielleicht will er ein wenig experimentieren
und Erfahrungen sammeln. Den Bausatz im Anhang habe ich schon mal
aufgebaut, er funktioniert ganz gut. Die Schaltung werde ich
auch nochmal aufbauen. Ich muß nur mal sehen, was ich als Ersatz
für den russischen KP303D verwende.

von R. M. (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> ch muß nur mal sehen, was ich als Ersatz
> für den russischen KP303D verwende.

Sollte der BF245 für passen. Wobei immer empfohlen wird, die 
Gate-Spannung mit einem Spannungsteiler zu symmetrieren, z.B:
Beitrag "Re: Kondensatorenauswahl für Wien-Brücken-Oszillator"
Hier werden 33k/33k empfohlen, oft hab ich 100k/100k gesehen, um die 
Verzerrungen am FET zu verringern. Hier liegt auch der Charme der 
Glühlampenvariante: so lange der OPV weit genug von der 
Aussteuerungsgrenze entfernt ist, dann ist das Signal auch seeeehr 
verzerrungsarm.

Zurück zum Originalthema: ich würde empfehlen, einen der beiden 
Begrenzungswidersände durch einen Einstellregler zu ersetzen, den dann 
so einstellen, das die Amplitude bei höchster Frequenz, so ist, wie bei 
niedrigster Frequenz. Der Abgleich sollte bei höchster Frequenz 
erfolgen.
Der Fehler der dann noch übrig bleibt, ist der nichtlineare 
Gleichlauffehler des Potis.
mfG

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

schon mal danke für die Hinweise und das PDF.

Verbesserungswürdig ist also (unter anderem) das unscheinbare 
Doppelpotentiometer. Dann müßte mit ausgemessenen festen 
RC-Kombinationen, die den bisherigen Einstellbereich des Potis umfassen, 
eigentlich keine Änderung der Amplitude auftreten.

So eine ähnliche Schaltung wie im Pdf habe ich mal gebaut. Sie benutzt 
zur Steuerung des FETs einen eigenen OPV als PI-Regler. Beim 
Durchstimmen zappelte das Signal schon ordentlich. Da gab es mal den 
Sinusgenerator Mieslinger von Elektor mit Allpässen, glaube ich mich zu 
erinnern.

mit freundlichem Gruß

von Helmut S. (helmuts)


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>  Dann müßte mit ausgemessenen festen
RC-Kombinationen, die den bisherigen Einstellbereich des Potis umfassen,
eigentlich keine Änderung der Amplitude auftreten.

Dafür "zappelt" das Ausgangssignal beim Umschalten der Widerstände da 
die Schalter der beiden Widerstände ja nicht exakt  gleichzeitig 
schalten.

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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Christian S. schrieb:

> Verbesserungswürdig ist also (unter anderem) das unscheinbare
> Doppelpotentiometer.

Fanatiker verwenden einen Doppeldreko :)
Der GF21 (Clamann&Grahnert/Praecitronik) ist nach meiner
Erinnerung so gebaut.

> Beim Durchstimmen zappelte das Signal schon ordentlich.

Das ist beim GF21 auch so.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

ich konnte feststellen, daß das Poti der Übeltäter war. Ein Poti mit 
geringerem Widerstandswert ermöglicht die gewünschte gleichmäßige 
Amplitude unabhängig von der Frequenz. 10 kOhm ist der neue Favorit.

Durch den zusätzlichen probeweisen Einbau eines einzelnen kleinen Potis 
konnte ich das unerwünschte Verhalten provozieren oder Vermindern je 
nach Einstellung. Es liegt nun daran, die beste Einstellung zu finden, 
wie rm bereits angedeutet hat. Die Erhöhung ging z.B. von 4V ss auf 4,5 
Vss, so daß deutlich sichtbare Verzerrungen entstanden.

Alles in Allem entsteht eine durchaus brauchbare Selbstbau-Lösung.

Mit freundlichem Gruß

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Christian S. schrieb:

> Verbesserungswürdig ist also (unter anderem) das unscheinbare
> Doppelpotentiometer.

M.E. wäre ein Doppeldrehko vielleicht besser geeignet. Bei alten
Luftdrehkos konnte man den Gleichlauf teilweise einstellen.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen

> Fanatiker verwenden einen Doppeldreko :)
> M.E. wäre ein Doppeldrehko vielleicht besser geeignet.

Im Prinzip ja, aber...
Ich erinnere mich noch an eine Schaltung aus dem 'Ham Radio Magazin'
von vor rund 40 Jahren, die ich damals auch aufgebaut habe.
Dümpelt noch irgendwo in meinen Schatullen.
Das war die Zeit, als MOS-OPs auf den Markt kamen.
Besagte Schaltung arbeitete mit einem CA3140, für die
Amplitudenstabilisierung wurde ein NTC eingesetzt.
Zu den 500pf eines Drehkos waren die Rs natürlich ziemlich
gross.

Jetzt kommt das 'aber':
Drehko liegt nicht an Schaltungsmasse.
Handempfindlich, bei entsprechendem Aufbau wohl in den Griff
zu bekommen.
Stabilisierung der Amplitude war nicht so toll; kann aber auch
am ungeeigneten NTC gelegen haben. Ich nahm damals, was die
Schatullen hergaben.
Fragt mich nicht nach der Schaltung, ich müsste etliche Jahrgänge
durchforsten, diese zu finden.
Das grösste Manko war nach meiner Erinnerung die
Handempfindlichkeit.

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Wilhelm

: Bearbeitet durch User
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