Hallo, mir fällt es im moment schwer allgemein Oszillatorschaltungen, ob mit Transistoren oder mit Operationsverstärkern mathematisch zu beschreiben. Ich weiß nicht, wie man da rezeptmäßig vorgehen kann. Ich spreche von Schaltungen wie diese z.B. Beitrag "Clapp-Oszillator funktioniert icht gut" oder Beitrag "Colpitts Oszillator Schaltung - Verständnisprobleme" oder https://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator#/media/File:Wien_Bridge_Oscillator.png Wie eine Schwingung zustande kommt, ist mir bereits klar. Und zwar, wenn die Schleifenverstärkung 1 und die Phase 0°C bzw. 360° ist. Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle Oszillatorschaltungen anwenden kann. Allgemein Schaltungsberechnungen mit Transistoren, OPVs stellen keine Probleme dar. Aber wenn C und L mit enthalten sind und mit einem OPV oder Transistoren mitgekoppelt werden, dann stehe ich erstmal da.
> Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Ich kann mir vorstellen, dass es dazu Software gibt, die Formeln generiert. Aber es wird wohl kaum eine allgemeine (sinnvolle) Formel geben, die alle völlig unterscheidlichen Oszillatoren beschreibt.
Teddy schrieb: > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Das haben Mechaniker auch mal versucht. Nannte sich "Engländer". Was denkst du warum in jeder Autowerkstatt trotzdem ganze Kosten voll verschiedener Werkzeuge rumliegen? Und ELektronik ist nicht einfacher als Automechaniker.
Teddy schrieb: > Ich weiß nicht, wie man da rezeptmäßig vorgehen kann. Überhaupt nicht. Du siehst doch, wie nach mathematischen Regeln simulierte Schaltungen praktisch funktionieren, nämlich NICHT so, wie sie simuliert wurden. Teddy schrieb: > Ich spreche von Schaltungen wie diese z.B. > Beitrag "Clapp-Oszillator funktioniert icht gut"
Teddy schrieb: > Hallo, > > mir fällt es im moment schwer allgemein Oszillatorschaltungen, ob mit > Transistoren oder mit Operationsverstärkern mathematisch zu beschreiben. > Ich weiß nicht, wie man da rezeptmäßig vorgehen kann. > > > Wie eine Schwingung zustande kommt, ist mir bereits klar. Und zwar, wenn > die Schleifenverstärkung 1 und die Phase 0°C bzw. 360° ist. > > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Wenn Du auf EIN Werkzeug bestehst, dann ist das Nyquist (oder etwas laxer Barkhausen Kriterium) bei Oszillatoren. Hilft dir aber nicht direkt weiter. du kannst daraus aber die Formeln entwickeln, ein Ansatz ist hier beschrieben: https://www.youtube.com/watch?v=I4bAfDu6F1k ab ca. 8:23 > > Aber wenn C und L mit enthalten sind und mit einem OPV oder Transistoren > mitgekoppelt werden, dann stehe ich erstmal da. Ja. Eben da hilft die Darstellung im komplexen Zahlenraum, der aber anfangs auch nicht gerade leicht zu verstehen ist. Wenn man aber a bisserl damit gearbeitet hat, ist das "besser als der engländer in der Werkstattwerkzeugkiste" .-)
Teddy schrieb: > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Das geht schon. Du musst für die Schaltungen die Übertragungsfunktion berechnen und dann prüfen, ob die die Schwingbedingung erfüllt. Das kann man erfahrungsgemäß am einfachsten an Verstärkerschaltungen lernen, die schwingen fast immer ;-)
> Das kann man erfahrungsgemäß am einfachsten an Verstärkerschaltungen > lernen, die schwingen fast immer ;-) Ich hatte mal einen Mikrofo-Vorverstärker konstruiert, der laut und deutlich einen UKW Radiokanal empfangen hatte. Da war ich schon verblüfft, wie einfach so ein Radio aufgebaut sein kann - aber eigentlich wollte ist das Mikrofon verstärken.
Teddy schrieb: > Wie eine Schwingung zustande kommt, ist mir bereits klar. Und zwar, wenn > die Schleifenverstärkung 1 und die Phase 0°C bzw. 360° ist. > > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Allgemeingültige Werkzeuge, um die Schleifenverstärkung und die Phasenverschiebung für den linearen Fall zu bestimmen, sind die Kirchhoffschen Regeln und die komplexe Wechselstromrechnung. Damit ermittelst du, ob die Schaltung überhaupt schwingfähig ist und mit welcher Frequenz sie schwingt. Enthält die Schaltung nichtlineare Bauteile wie bspw. Transistoren¹ und Dioden, muss unter Zuhilfenahme der Kennlinien zuvor der Arbeitspunkt bestimmt werden. Danach kann in guter Näherung meist linear weitergerechnet werden. Was mit der linearen Methode nicht bestimmt werden kann, ist die Amplitude der Schwingung, denn diese ist bei perfekt linearen Systemen unbestimmt. Aus diesem Grund hat jeder reale Oszillator absichtlich Nichtlinearitäten eigebaut, bspw. in Form einer Gleichrichter-FET- Kombination oder einer Glühlampe in der Amplitudenregelung des Wienbrückenoszillators. Da aber diese Nichtlinearitäten je nach Oszillatortyp sehr unterschiedlich ausfallen können, ist hier meist etwas Nachdenken gefragt. Ähnliches gilt für die Frage, ob die Schaltung überhaupt sicher anschwingt, da sie direkt nach dem Einschalten noch nicht im normalen Arbeitspunkt arbeitet. Eine Schwierigkeit bei nichtlinearen Elementen liegt oft auch darin, dass ihr genaues Verhalten nicht immer aus Datenblättern entnommen werden kann². In diesem Fall muss ihr Verhalten messtechnisch bestimmt und die Schaltung so ausgelegt werden, dass sie auch große Abweichungen davon problemlos toleriert. Noch etwas: Wenn Elektronik so einfach wäre, dass man alles nach Schema F berechnen kann, bräuchte es keinen Studiengang Elektrotechnik ;-) ————————————— ¹) Auch ein Opamp ist aus Transistoren aufgebaut, kann aber, in Gegenkopplung betrieben, meist als linear betrachtet werden. ²) Ich habe bspw. noch keine Herstellerinformationen zur I(U)-Kennlinie einer Glühlampe gesehen.
ArnoR schrieb: > Teddy schrieb: >> Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle >> Oszillatorschaltungen anwenden kann. > > Das geht schon. Du musst für die Schaltungen die Übertragungsfunktion > berechnen und dann prüfen, ob die die Schwingbedingung erfüllt. Das kann > man erfahrungsgemäß am einfachsten an Verstärkerschaltungen lernen, die > schwingen fast immer ;-) Genau das ist mein Ziel hier. Ich werde mal anhand eines Beispiels mal eine Schaltung vorrechnen.
Teddy schrieb: > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. LUT mit AntiAliasing-Tiefpass, damit sollten sich die klassischen Oszilalltoren und DDS erschlagen lassen. Schwierig wird's mit nichtlinearen Oszillatoren wie Van-der-Pol.
Teddy schrieb: > Problem ist, Ich brauche ein Werkzeug wie ich das rezeptartig auf alle > Oszillatorschaltungen anwenden kann. Kirchhoffsche Maschengleichungen und DGLs.
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