Hallo zusammen,
ich will mit einem Piezo-Sensor Schwingungen um 2^15 Hz messen. Die
Frequenz variiert dabei um maximal 100 Hz.
Dazu habe ich einen Ladungsverstärker aufgebaut. Die untere
Grenzfrequenz sollte (bei angenommenen 5 pF Kapazität des Piezos (Kabel,
der Piezo selbst, Leiterbahnen) dann bei 1/(2*pi*5pF*1 MOHM) = 31.83 kHz
und die obere Frequenz bei 1/(2*pi*1pF*4.7 MOHM) = 33.9 kHz liegen. Ich
meine tatsächlich ein Signal im mV-Bereich mit dem Skop zu erkennen,
jedoch schwingt das Ding wie verrückt mit 4-5 mV und einer Frequenz im
kHz Bereich... Ich habe schon alles nach außen abgeschirmt, aber die
Schwingung bleibt trotzdem vorhanden.
Eine Idee von mir ist nun, eine zweite Verstärkerstufe mit einem 100
Hz-Bandpass dahinter zu setzen.
Ist dies sinnvoll oder kann mir jemand einen besseren Rat geben?
Ich wäre sehr dankbar.
Beste Grüße
Versuche mal den Verstärker nicht-invertierend zu verwenden (piezo an +
eingang, 1Meg von - eingang nach GND).
Symmetrische Versorgung und Abblockkondensatoren setze ich mal voraus.
Keine Ahnung, was dein Sensor so liefert (Piezo ist ein WEITES
Feld), wundere ich mich aber über den hochohmigen Aufwand für
eine Verstärkung von gerade mal etwa 5.
Ein Doppel-FET-OP könnte mit OPV-A den hochohmigen Eingang
mit einem Spannungsfolger bieten - diese Schaltung ist recht
unanfällig für Schwingneigungen. Und eine Folgestufe (OPV-B)
mit einer Verstärkung von +/- 5 ist auch kein Hexenwerk
bezüglich Schwing-Unterdrückung.
Da du nichts von der Speisung erzählst, (wie schon Cerberus
angesprochen hat):
Unsymmetrisch funtioniert nicht!
Es sei denn, man koppelt den "PIEZO" über ein passendes C
mit Spannungsteiler 2 x >= 2,2 MOhm nach U+ und GND an den
+Eingang des Spannungsfolgers.
Wenn dir das nichts sagt: Frag nach, oder vergiss dein Projekt.
Vielen Dank für die Antworten!
@ Cerberus
Die Spannungsversorgung ist symmetrisch mit 2 9V-Blocks und 100 nF
Abblockkondensatoren.
@ Joe F.
Ich versuchs mal nicht-invertierend.
@ Jacko
Der Sensor ist ein Schwingquarz. Ich dachte, die Verstärkung hat mit den
Widerständen beim Ladungsverstärker nichts zu tun? Bestimmen sie nicht
die Bandpass-Eigenschaften?
Wieso ein Spannungsfolger? Ich brauche doch eine hohe Verstärkung...
Warum der 1M im Eingang?
ein idealer Ladungsverstärker hat eine (gut isolierte!) Eingangsimpedanz
von 0-Ohm! Mit dem 1M baust Du wieder einen Spannungsverstärker!
1pF in der Rückkopplung -> 1V/pC .. ist schon nicht ganz ohne ..
versuche es mal mit 10pF oder besser 100pF und dann einen
Spannungsverstärker.
Wer meint den Eingang auf den + des OPs verschieben zu können, hat das
Prinzip des Ladungsverstärkers nicht verstanden.
Wilhelm schrieb:> Der Sensor ist ein Schwingquarz.
Das ist aber was anderes als ein Piezo.
https://de.wikipedia.org/wiki/Piezoelektrizit%C3%A4t
Wenn das ganze ein Quarzoszillator werden soll, wird die
Schaltung wohl eine andere sein müssen. Mal wieder einer,
der die Netiquette nicht beachtet hat.
Henrik V. schrieb:> Wer meint den Eingang auf den + des OPs verschieben zu können, hat das> Prinzip des Ladungsverstärkers nicht verstanden.
Aber das Prinzip eines Spannungsverstärkers (was bei einem Piezo u.U.
auch eine gute Alternative ist)... ;-)
Der Sensor ist in der Tat ein Schwingquarz, der aufgesägt wird und dann
Schallwellen detektiert, die zwischen den Zinken entstehen.
(Photoakustik)
>> Warum der 1M im Eingang?
Ich hatte gelesen, dass mit einem Eingangswiderstand die untere
Grenzfrequenz heraufgesetzt wird.
>> 1pF in der Rückkopplung -> 1V/pC .. ist schon nicht ganz ohne ..
versuche es mal mit 10pF oder besser 100pF und dann einen
Spannungsverstärker.
Dann muss ich jedoch den Widerstand in der Rückkopplung heruntersetzen,
damit der Tiefpass noch funktioniert, oder?
Wilhelm D. schrieb:> Ist dies sinnvoll oder kann mir jemand einen besseren Rat geben?
Sonderbare Geschichte, die du da vor hast ...
Je exotischer eine Idee ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit,
dass es wenigerexotische Ideen gibt, die einfacher ans Ziel führen.
Es wären Hintergrundinfos ganz gut, weshalb du das machen willst und was
der konkrete Anwendungsfall ist.
> Der Sensor ist in der Tat ein Schwingquarz, der aufgesägt wird und> dann Schallwellen detektiert, die zwischen den Zinken entstehen.> (Photoakustik)
Was hat Photoakustik mit einem aufgesägten Quarz zu tun?
- Gehäuse aufgesägt?
- Quarz aufgesägt?
- Was kann dabei ein Ladungsverstärker helfen?
Woher weiß der aufgesägte Quarz, wie er auf Schallwellen mit
Licht (Photo-...?) reagieren soll? Und Schallwellen entstehen
lassen soll, die du dann detektieren willst?
Hast du von der Aufgabenstellung so wenig Ahnung, wie von
Schaltungstechnik, oder kannst du ein wahrscheinlich simples
Problem nur nicht in ein paar klaren Sätzen zusammenfassen?
Nein, ich habe nicht wenig Ahnung von der Aufgabenstellung, schließlich
ist das meine Masterarbeit, an der ich seit 3 Monaten sitze, während ich
am Verstärker herumprobiere...
Also ein Lichtstrahl (LASER) regt Moleküle zwischen den Zinken eines
Stimmgabelquarzes an, die in der Folge kollisionsabgeregt werden. Diese
Abregung erzeugt eine periodische Temperatur-/Druckerhöhung, genannt
Schallwelle.
Nun habe ich berechnet, dass man ein Signal von ca. 1-2 fC bzw. 1 mV am
Quarz erwartet, dies jedoch nur im günstigsten Fall. Um Gase mit dieser
Apparatur zu detektieren, sollte man Schwingungen auf 32 kHz mit einem
Signal im 10 muV-Bereich klar detektieren können. Dieses wird jedoch
von EM-Wellen von außen und der Eigenschwingung des Verstärkers
überlagert.
Die EM-Wellen konnte ich durch Abschirmung z.T. eliminieren. Nur
bereitet mir der Verstärker Sorgen, da er, wie gesagt, Eigenschwingungen
vollzieht und nicht sauber arbeitet. Am Ausgang wären 0.5 mV Rauschen
akzeptabel, wenn das Signal 1-2 mV betrage.
Im Anhang ein Bild des Rauschen.
Joe F. schrieb:> Und welche Resonanzfrequenz hat der aufgesägte Schwingquarz?
Wenn ich den ersten Post richtig verstanden habe, dann sind es 32768 Hz
...
Wilhelm D. schrieb:> Nur> bereitet mir der Verstärker Sorgen, da er, wie gesagt, Eigenschwingungen> vollzieht und nicht sauber arbeitet.
Du hast noch nicht erwähnt, was du da für einen OP verwendest.
Wenn du einen LM741 verwendest, würde mich das nicht wundern^^
Erst einmal vielen Dank für das Engagement, das hier an den Tag gelegt
wird.
Ich verwende den LT 1028 - ich weiß, dass der nicht die optimale Wahl in
diesem Bereich ist, aber der LT 1351, den ich laut "Find your OPA"-Paper
nehmen soll, ist nicht vorhanden.
Eine interessante Problemstellung. Ich wuerde einen OpAmp mit FET
Eingang AD8610 oder aehnlich verwenden, ind den Verstaerker gleich mit
dem Quarz zusammen in eine Metallroehre/Metallbuechse mit Optischem
Fenster einbauen. So ist man EM Einstreuung auf den Quartz und
Verstaerker los.
Und den Verstaerker als Spannungsverstaerker schalten.
Allenfalls laesst sich etwas an Empfindlichkeit herausholen, wenn man
den Quarz in einer Oszillatorschaltung anregt und die Verstimmung misst.
Wilhelm D. schrieb:> Am Ausgang wären 0.5 mV Rauschen> akzeptabel, wenn das Signal 1-2 mV betrage.
Da der Laserstrahl ja wohl mit 32kHz moduliert ist hoffe ich, dass du
den Nachweis am Verstärkerausgang mit einer phasensensitiven
Gleichrichtung bzw. einem Lock-In Verstärker vornimmst. Dann dürfte das
Störsignal am Ausgang im Prinzip durchaus größer sein als das
Nutzsignal, solange es von seinen Frequenzen her gut trennbar ist.
Wilhelm D. schrieb:> aber der LT 1351, den ich laut "Find your OPA"-Paper> nehmen soll, ist nicht vorhanden.
Na ja, aber man kann ihn für nicht zu viel Geld im Handel erwerben.
(oder wenn es ganz billig werden muss für die Masterarbeit ggf. sogar
kostenlos bei Linear als Sample erbitten).
Wilhelm D. schrieb:> Im Anhang ein Bild des Rauschen.
Kannst du mal die Frequenz der Störung genauer untersuchen(z.B. einen
längeren Zeitbereich aufnehmen und die FFT berechnen lassen). Liegt die
Störung vielleicht genau beim Doppelten der Resonanzfrequenz deines
Quarzes? (so grob betrachtet könnte es hinkommen).
Dann würde ich darauf tippen, dass dieses "Eigenleben" in die Schaltung
"eingebaut" ist. Evtl. reicht es nicht, den Schwingquarz bei einer
Harmonischen seiner Resonanzfrequenz als kleine Kapazität zu
modellieren.
Um andere mögliche Ursachen auszuschließen: was hängt denn alles am
Ausgang deines Verstärkers? Kann von dort eine Störung zurück kommen?
Z.B. durch die Abtastfrequenz einer Messdatenerfassung?
Oder hast du hier eine kapazitive Last? Schon ein Koaxkabel (oder ein
Oszi-Tastkopf ohne Teilerfaktor) können an manchen OPV-Ausgängen zu
unerwünschten Effekten führen.
Die Verstärkung des Ladungsverstärkers ist ja V=-Q/C. Bei deinen Werten
von 1.8fC und 1p kommst du auf eine Ausgangsspannung von -1.8mV. Die
Berücksichtigung parasitärer (Kabel)Kapazitäten wurde ja schon genannt.
Sapperlot W. schrieb:> Und den Verstaerker als Spannungsverstaerker schalten.>> Allenfalls laesst sich etwas an Empfindlichkeit herausholen, wenn man> den Quarz in einer Oszillatorschaltung anregt und die Verstimmung misst.
Der Spannungsverstärker ist doch problematisch, da die Ladung auf dem
Quarz so schnell es geht abgebaut werden muss, damit keine Rückwirkung
des Verstärkers auf den Quarz auftritt. Das Messen der Verstimmung ist,
denke ich, zu kompliziert, da dann neben der Amplitude auch noch
Phaseneffekte und Frequenzverschiebungen berücksichtigt werden müssen.
Achim S. schrieb:> hoffe ich, dass du> den Nachweis am Verstärkerausgang mit einer phasensensitiven> Gleichrichtung bzw. einem Lock-In Verstärker vornimmst.
Dies wird in der Praxis immer gemacht, möchte ich jedoch vermeiden.
Schließlich soll ich die gesamte Elektronik selbst bauen.
Achim S. schrieb:> Liegt die> Störung vielleicht genau beim Doppelten der Resonanzfrequenz deines> Quarzes?
Nein. Die Störung ist auch ohne den Quarz vorhanden. Momentan lasse ich
den Eingang offen. Aber das Einbringen des Quarzes ändert daran nicht
viel.
Achim S. schrieb:> was hängt denn alles am> Ausgang deines Verstärkers?
Ein Oszilloskop. Ich habe jedoch einen 22 Ohm Widerstand zwischen
Ausgang und Rückkopplungswiderstand gesetzt, um dessen Kapazität (das 2
Meter Koax-Kabel) zu vermeiden.
Sapperlot W. schrieb:> Zwischen Quarz und Verstaerker darf natuerlich kein Koax haengen.
Der Quarz wird mit ca. 5 cm einfacher Litze eingebaut.
Joe G. schrieb:> Die Verstärkung des Ladungsverstärkers ist ja V=-Q/C.
Prinzipiell frage ich mich jedoch, ob man das Ganze als Ladungs-,
Transimpedanzverstärker rechnen muss. Da erhält man unterschiedliche
Ergebnisse, da einmal der Widerstand, andererseits die Kapazität in der
Rückkopplung eine Rolle spielt...
Wilhelm D. schrieb:> Ich habe jedoch einen 22 Ohm Widerstand zwischen> Ausgang und Rückkopplungswiderstand gesetzt, um dessen Kapazität (das 2> Meter Koax-Kabel) zu vermeiden.
mach vielleicht mal 100Ohm draus und schau, ob es was ändert.
Wilhelm D. schrieb:> Prinzipiell frage ich mich jedoch, ob man das Ganze als Ladungs-,> Transimpedanzverstärker rechnen muss. Da erhält man unterschiedliche> Ergebnisse, da einmal der Widerstand, andererseits die Kapazität in der> Rückkopplung eine Rolle spielt...
Solange der Verstärker dafür sorgt, dass die Spannung am Piezo gleich
Null bleibt, würde ich ihn als Ladungsverstärker betrachten. Ob er das
allerdings bei allen relevanten Frequenzen macht, bin ich (auch in
Anbetracht deines 1MOhm-Vorwiderstands) auch nicht so sicher.
Wilhelm D. schrieb:> Ein Oszilloskop. Ich habe jedoch einen 22 Ohm Widerstand zwischen> Ausgang und Rückkopplungswiderstand gesetzt, um dessen Kapazität (das 2> Meter Koax-Kabel) zu vermeiden.
Hoppla, man muss genau lesen: ich würde den Isolierwiderstand (bei dir
22Ohm, mein Vorschlag 100Ohm) unbedingt erst hinter die Rückkopplung
setzen, nicht zwischen OPV-Ausgang und Rückkopplung. Das ergibt zwar
einen Tiefpass mit dem Kabel, dessen Grenzfrequenz liegt aber so hoch,
dass es dich nicht juckt.
Ein einfacher Isolierwiderstand noch vor der Rückkoppelschleife macht
die Auswirkung der kapazitiven Belastung eher kritischer als besser.
Wilhelm D. schrieb:> Nein. Die Störung ist auch ohne den Quarz vorhanden. Momentan lasse ich> den Eingang offen. Aber das Einbringen des Quarzes ändert daran nicht> viel.
Hmm schwierig ... Dein Schwingquarz hat wohl einen ähnlich hohen
Widerstand, als hättest du einen offenen Eingang?
Vmtl bleibt dir nur, das ganze Gebilde in einen Faradayischen Käfig
einzubauen^^
Batteriebetrieben ist es ja eh, wenn ich das richtig gelesen habe.
Achim S. schrieb:> ich würde den Isolierwiderstand (bei dir> 22Ohm, mein Vorschlag 100Ohm) unbedingt erst hinter die Rückkopplung> setzen, nicht zwischen OPV-Ausgang und Rückkopplung.
Bringt nichts.
Könnte man auch den Rückkopplungswiderstand weglassen und nur einen
Kondensator nehmen? Dann dahinter einen Bandpass auf 32 kHz mit 100 Hz
Breite und alles ist gelöst?
Ei der Daus schrieb:> Wo ist eigentlich das Foto von dieser Bastelei?
Es ist grad alles von mir zerlegt. Ich lade eines hoch, wenn es wieder
zusammengebaut ist.
Übrigens in:
http://www.ti.com/lit/an/sloa033a/sloa033a.pdf
wird in 3.2 suggeriert, dass die Rückkopplung eine untere Grenzfrequenz
erzeugt. Ist das nicht genau andersherum?
Wilhelm D. schrieb:> Dies wird in der Praxis immer gemacht, möchte ich jedoch vermeiden.> Schließlich soll ich die gesamte Elektronik selbst bauen.
Tja: es wird schon seine Gründe haben, warum das bei anderen "immer
gemacht" wird. Phasenselektive Gleichrichter kann man übrigens auch
selbst bauen (und damit einen einfachen Lock-In realisieren). Wenn dich
die Ausuferungen des Threads nicht abschrecken, kannst du hier
Beitrag "Re: Rauschfilterung mit dem Instrumentationsverstärker" entsprechende
Hinweise finden.
Wilhelm D. schrieb:> Achim S. schrieb:>> ich würde den Isolierwiderstand (bei dir>> 22Ohm, mein Vorschlag 100Ohm) unbedingt erst hinter die Rückkopplung>> setzen, nicht zwischen OPV-Ausgang und Rückkopplung.>> Bringt nichts.
Du hast es ausprobiert und es hat sich nichts geändert? Amplitude und
Frequenz der Störung blieben gleich?
Ok, dann würde ich als nächstes ausprobieren ob die Frequenz der Störung
auf deutliche Änderungen deiner Schaltungsdimensionierung reagiert (z.B.
10pF statt 1pF in der Rückkopplung). Verschiebt sich die Frequenz der
Störung um einen ordentlichen Faktor?
Falls ja, musst du weiter an der Schaltungsdimensionierung arbeiten.
Falls nein, fängst du dir wohl immer noch eine externe Störung ein. Dann
entweder die Störquelle finden und abstellen, oder bessere
Gegenmaßnahmen einsetzen (Schirmung, verdrillte Leitungsführung, ... je
nach Quelle der Störung und Art der Einkopplung).
Alternative: mit der Störung leben und durch einen Lock-In am Ausgang
des Verstärkers loswerden.
Wilhelm D. schrieb:> wird in 3.2 suggeriert, dass die Rückkopplung eine untere Grenzfrequenz> erzeugt. Ist das nicht genau andersherum?
Wenn es ein Spannungsverstärker wäre, wäre es tatsächlich andersherum.
Dessen Normalbetrieb besteht darin, dass der wesentliche Rückkoppelstrom
über den Widerstand Rf fließt (nicht über Cf). Ab der Grenzfrequenz
übernimmt dann der Kondensator Cf den wesentlichen Strom und die
Verstärkung sinkt. Die Verstärkung ergibt sich dafür aus Rf/Ri, das
Eingangssignal ist die Spannung der Quelle.
Der Ladungsverstärker funktioniert anders. Für den darfst du in
idealisierte Betrachtung erst mal Ri = 0 annehmen, ein
Spannngsverstärkungsfaktor (wenn du den Verstärker aus einer
niederohmigen Spannungsquelle speist) wäre also unendlich bzw.
undefiniert.
Der Ladungsverstärker funktioniert erst als solcher, wenn der
wesentliche Strom über Cf fließt (nicht über Rf). Die Verstärkung hat
dann den Wert 1/Cf (ergibt eine ziemlich ungewohnte Einheit für die
Verstärkung). Bei niedrigeren Frequenzen ist das nicht der Fall: da
geschieht die wesentliche Rückkopplung über Rf und der Eingangsstrom
wird nicht aufintegriert, um die gewünschte Größe (Ladung) zu ergeben.
Wilhelm D. schrieb:> wird in 3.2 suggeriert, dass die Rückkopplung eine untere Grenzfrequenz> erzeugt. Ist das nicht genau andersherum?
Das ist tatsächlich falsch in dem von dir zitierten Artikel. Richtig
ist, die obere Grenzfrequenz wird durch die Rückkopplung bestimmt (fl in
figure 3 ist also fh und fh ist fl)
Achim S. schrieb:> Wenn dich> die Ausuferungen des Threads nicht abschrecken, kannst du hier> Beitrag "Re: Rauschfilterung mit dem Instrumentationsverstärker"> entsprechende> Hinweise finden.
Vielen Dank für den Link. Ich werde mich mal bzgl. Lock-in informieren.
Achim S. schrieb:> Verschiebt sich die Frequenz der> Störung um einen ordentlichen Faktor?
Ja und zwar sehr. Ich habe jetzt mal 470 kOhm und 100 pF und die
Schwingung beträgt 150 mVpp bei 7 MHz!! Übrigens mit oder ohne perfekter
Abschirmung. Daran kann es also nicht liegen.
Übrigens verschwindet die Schwingung, wenn ich ein Koaxkabel von ca. 2 m
Länge am Eingang anschließe. Die Rückkopplung wirkt übrigens wie ein
Tiefpass und nicht wie ein Hochpass, die Beschriftung ist also wirklich
falsch.
Mit einem Bandpass am Ausgang, der auf 32 kHz abgestimmt ist, werde ich
das Signal übrigens los. Der Bandpass schwingt jedoch auch auf 2.5
kHz.... Also lieber weg damit und nen fetten Tiefpass rein, der sollte
doch alles über 30 kHz wegglätten...
Wilhelm D. schrieb:> Ja und zwar sehr. Ich habe jetzt mal 470 kOhm und 100 pF und die> Schwingung beträgt 150 mVpp bei 7 MHz!!
Du änderst den Widerstand um einen Faktor 10 und den Kondensator um
einen Faktor 100. Damit hat du gleich völlig andere Bedingungen und ggf.
ganz neue Probleme. Mach das nicht.
Ändere nur kontrolliert einen Parameter, so dass du noch das selbe
System bei ähnlichen Bedingungen vor dir hast. Also z.B. den wie
vorgeschlagen den Rückkoppelkondensator von (sehr geringen) 1pF auf ein
Vielfaches (10pF). Was tut sich dann?
Wilhelm D. schrieb:> Mit einem Bandpass am Ausgang, der auf 32 kHz abgestimmt ist, werde ich> das Signal übrigens los. Der Bandpass schwingt jedoch auch auf 2.5> kHz.... Also lieber weg damit und nen fetten Tiefpass rein, der sollte> doch alles über 30 kHz wegglätten...
Sorry, aber das klingt nach: "ich kann den Murks in der ersten Schaltung
nicht finden, als hänge ich eine murksige zwei Schaltung dran, und deren
Murkseffekt nehme ich mit einem Tiefpass raus". Kann schon sein, dass es
fuktioniert, aber ich würde es nicht empfehlen.
Joe G. schrieb:> Die Zuordnung der beiden Gleichungen zum> Bode-Diagramm ist vertauscht.
nein, sie ist richtig.
Wilhelm D. schrieb:> Die Rückkopplung wirkt übrigens wie ein> Tiefpass und nicht wie ein Hochpass, die Beschriftung ist also wirklich> falsch.
nein, sie ist richtig.
Wenn man Spannungsverstärker und Transimpedanzverstärker gewohnt ist,
fällt das Umdenken schwer. Aber das ist ein Ladungsverstärker, die
Eingangsgröße ist weder Spannung noch Strom sondern Ladung (also das
Integral über den Eingangsstrom). Und dafür ergibt sich genau die Kurve,
die TI in Abbildung 3.2 zeigt mit genau der Beschriftung die TI zeigt.
Nix vertauscht, alles korrekt.
Vielen Dank Achim S. für Deine Hilfe.
Der Bandpass ist nun abgetrennt und radikal abgesägt.
Ich denke, ich habe die Lösung zum ursprünglichen Problem gefunden.
Wie auch immer das Skop das schafft, es erzeugt einen großen Anteil der
Schwingungen. Diese werden nämlich spürbar stärker, je näher man zum
Oszilloskop kommt.
Bei 10 pF und 4.7 MOhm in der Rückkopplung wird die Schwingung
akzeptabel klein, wenn man zusätzlich das Ganze in eine Metallbox packt.
Das verbliebene Rauschen hat 2 mVpp, wenn der Quarz noch nicht
angebracht ist. Damit kann ich leben.
Wilhelm D. schrieb.
Wie auch immer das Skop das schafft, es erzeugt einen großen Anteil der
Schwingungen. Diese werden nämlich spürbar stärker, je näher man zum
Oszilloskop kommt.
beiden meisten Oszilloskopen ist es der TFT Bildschirm.
Halt deine Schaltung mal direkt davor.
Ok, alle Verstärkerprobleme sind nun behoben. Fährt man die Kapazitäten
und die Widerstände durch, so ergibt sich die 1/C Verstärkung und die
Hochpassfunktion für den Widerstand! Top!
Nur frage ich mich noch, wo eigentlich die Schwingungsenergie im Quarz
landet. Man hat mechanische Energie 1/2kx^2, aber ist die elektrische
Energie, die ja gleich groß sein muss, Q^2/(2C) mit C von der Kapazität
im Serienschaltkreis oder muss C die parallele Kapazität der Elektroden
sein?
Ersatzschaltbild im Anhang.
Du hast genau zwei Energieanteile vergessen. Die Feder (Elastizität des
Quarzes) besitzt potentielle Energie, die schwingende Masse kinetische
Energie, die Kapazität elektrische Energie und die Induktivität
magnetische Energie. Alle vier Energieanteile stehen im Gleichgewicht.
In dem Moment, wo die Amplitude maximal ist, liegt nur eine Spannung an
und der Strom und die kinetische Energie sind null. Deshalb bin ich mir
sicher, dass man den Rest weglassen kann.
Wilhelm D. schrieb:> Vielen Dank Achim S. für Deine Hilfe.>> Der Bandpass ist nun abgetrennt und radikal abgesägt.>> Ich denke, ich habe die Lösung zum ursprünglichen Problem gefunden.>> Wie auch immer das Skop das schafft, es erzeugt einen großen Anteil der> Schwingungen. Diese werden nämlich spürbar stärker, je näher man zum> Oszilloskop kommt.
Tektronix? ;-)
Ich hatte in meiner Diplomarbeit mal ein ähnliches Problem.
Empfindliche Messschaltung. Niederfrequentes Signal amplitudenmoduliert
hochfrequenten Träger. Soweit so gut. Ab und zu kamen relativ
niederfrequent Störungen auf dem Oszi an. Ursache unklar. Bis ich dann
irgendwann am Schaltungsausgang einen Lautsprecher angeschlossen hatte
und bei jedem (niederfrequenten) Bilddurchlauf/Trigger hat es synchron
hierzu geknackt.. Auch hier schien der Bildschirm so seinen Anteil am
Störspektrum zu liefern.. War eine sehr interessante Fehlersuche.. ;-)
Grüße
Christian
Wilhelm D. schrieb:> In dem Moment, wo die Amplitude maximal ist, liegt nur eine Spannung an> und der Strom und die kinetische Energie sind null.
Wenn das Ersatzschaltbild für dein System nur ein einzelnes "C" wäre,
würde ich dir zustimmen.
Mit dem komplexeren ESB, das du betrachtest, stimmt das nicht mehr. Wie
viel Strom bei "maximaler Auslenkung" grade durch Lind fließt, um die
Spannung zwischen C und Cp auszugleichen, hängt von den konreten Werten
des Netzwerks ab.
Christian schrieb:> Tektronix? ;-)
Haha, ja genau. :)
Achim S. schrieb:> Mit dem komplexeren ESB, das du betrachtest, stimmt das nicht mehr.
Schade... Dann muss man wohl auf Messwerte zurückgreifen. Ich dachte,
man könnte die erzeugte Ladung irgendwie ohne Piezoelektrizität
abschätzen.
Wilhelm D. schrieb:> Ist dies sinnvoll oder kann mir jemand einen besseren Rat geben?
Ja, der LT1028 wird von Linear Technology geliefert. Die bieten sogar
kostenlos LTspice an und das Modell zum LT1028 sogar ebenfalls kostenlos
dazu. Ich würde die Schaltung damit mal untersuchen.
mfg klaus
verstaerker.png
(2,5 KB)
