Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschwingkreis mit Kapazitätsdiode


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von O. A. (sokrates1989)


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Hallo,

ich habe hier eine Aufgabe vorliegen bei der ich Hilfe benötige.

Die 2 versch. Spannungsquellen verwirren mich.
Wie soll man das berechnen? Würde mich über jede Hilfe freuen.


In der angegebenen Schaltung zur Abstimmung eines Schwingkreises wird 
die Si-Kapazitätsdiode MV2201 von einer Wechselstromquelle gespeist. Die 
Kapazitätsdiode besitzt bei
UR = 10 V eine nominale Kapazität von C10 = 5 pF (vgl. Datenblatt). 
Berechnen Sie:
• Welche Resonanzfrequenz besitzt der Schwingkreis bei V1 = 1 V ?
• Welche Resonanzfrequenz besitzt der Schwingkreis bei V1 = 10 V ?
• Wie groß ist die Spannung UR = I1 · R1 im Resonanzfall ?
• Welche Aufgabe hat der Kondensator C2 ?

Beitrag #5682218 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5682222 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Michael K. (Gast)


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O. A. schrieb:
> Die 2 versch. Spannungsquellen verwirren mich.
Mich auch, denn ich seh nur eine.

Was macht C2 denn ?
Ist ja ziemlich auffällig das der sooo viel größer ist als die 
Diodenkapazität. Damit geht er in die resultierende Kapazität ja quasi 
nicht ein. Was ist sonst seine Aufgabe?

Was macht V1 und wie groß ist denn die Kapazität der Diode nun bei 1V?
Bei 10V ist sie 5pf, steht in der Aufgabe.
Datenblatt liegt Dir vor, steht da.

Wenn Du die Kapazität der Diode erfasst hast, sollte es Dir möglich sein 
die Gesamtkapazität zu berechnen und damit die Resonanzfrequenz.

von O. A. (sokrates1989)


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Also, ich habe recherchiert!
C2 trennt die Gleichspannung vom Schwingkreis.

bei Ur=10V ist Cd=5 pF,

Leider konnte ich nicht herausfinden wie groß Cd bei Ur=1V ist.
Ich habe in Datenblättern nachgeschaut.

fr= 1/ (2Pisqrt(L*Cges))

Cges wäre in diesem Fall wohl

C1 parallel zu (C2 in Reihe zu Cd) ??

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael K. schrieb:
> Mich auch, denn ich seh nur eine.
Auf jeden Fall nur eine, die gleichspannungsmäßig auf die Diode wirkt...

O. A. schrieb:
> Ich habe in Datenblättern nachgeschaut.
Du brauchst nur ein Datenblatt. Das der Kapazitätsdiode.

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael K. (Gast)


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O. A. schrieb:
> Also, ich habe recherchiert!
> C2 trennt die Gleichspannung vom Schwingkreis.
Ja

> bei Ur=10V ist Cd=5 pF,
>
> Leider konnte ich nicht herausfinden wie groß Cd bei Ur=1V ist.
> Ich habe in Datenblättern nachgeschaut.
In welchen?
Ich auch.
Hat 30sek gedauert das richtige zu finden und den Wert zu extrahieren.
Such nochmal, der Diodentyp steht da ja.

> fr= 1/ (2Pisqrt(L*Cges))
> Cges wäre in diesem Fall wohl
> C1 parallel zu (C2 in Reihe zu Cd) ??
Ja, ja, ja.

Siehste, manchmal hat man einfach ein Brett vorm Kopf.
Bist doch von alleine drauf gekommen.

von HF Pfuscher (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Auf jeden Fall nur eine,

Nein es sind zwei. Auch die Wechselspannungsquelle wirkt
auf die Kapazitätsdiode. Ein unerwünschter Nebeneffekt
bei vielen Schwingkreisen und Oszillatoren.

von Michael K. (Gast)


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HF Pfuscher schrieb:
> Nein es sind zwei.

I1: IAMPL=1u
... eher keine Spannungsquelle ;-)

von O. A. (sokrates1989)


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Also, ich habe aus der Kennlienie abgelesen.

Bei Ur = 1V müsste Cd= ca. 10 pf sein??

Kommt das hin?

von HF Pfuscher (Gast)


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Michael K. schrieb:
> ... eher keine Spannungsquelle ;-)

ooops ... dass dies eine Stromquelle sein soll muss man erst
mal erkennen (können). Dass der Oder-Strich (|) ein I sein
soll auch ...

von Stefan M. (derwisch)


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O. A. schrieb:
> C2 trennt die Gleichspannung vom Schwingkreis

genau, und er ist deshalb so groß ( 10n ), weil er die nutzbare 
Kapazität der Diode möglicht kaum einschränken soll.

von hinz (Gast)


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O. A. schrieb:
> Wechselstromquelle

HF Pfuscher schrieb:
> ooops ... dass dies eine Stromquelle sein soll muss man erst
> mal erkennen (können).

Nicht so schwer.

von ArnoR (Gast)


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HF Pfuscher schrieb:
> ooops

Wieso ooops?
Du hast doch recht. Die Stromquelle I1 erzeugt an der komplexen Impedanz 
des Schwingkreises eine Spannung an den Punkten 1 und 2, und diese 
Spannung liegt, über den C2 als Wechselspannung der Gleichspannung V1 
überlagert, an der C-Diode.

von HF Pfuscher (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Wieso ooops?
> Du hast doch recht.

Mir wurde widersprochen wegen zwei Spannungsquellen. Dagegen
ist nichts einzuwenden.

Aber du hast auch Recht.

von Michael K. (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Die Stromquelle I1 erzeugt

Was sie aber nicht zur Spannungsquelle macht.
Die 'zweite Spannungsquelle' hat den TO gehörig verwirrt.
Diese Verwirrung galt es zu lösen damit er von allein auf die Lösung 
kommt.

O. A. schrieb:
> Bei Ur = 1V müsste Cd= ca. 10 pf sein??
> Kommt das hin?
Passt

von ArnoR (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Was sie aber nicht zur Spannungsquelle macht.

Die Stromquelle mit der Schwingkreisimpedanz ist gemäß Norton-Theorem 
klemmenäquivalent zu einer Spannungsquelle mit entsprechendem 
Innenwiderstand. Eine ganz normale Vorgehensweise bei der 
Netzwerkberechnung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Norton-Theorem

von ArnoR (Gast)


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von Dieter (Gast)


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Die Stromquelle ist da, damit fer TO auch die Amplitude fuer den 
Resonanzfall berechnen kann. Das waeren die folgenden 
Aufgabenstellungen.

von O. A. (sokrates1989)


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Ich habe jetzt fr bestimmt.

Wenn V1=1V

Cges = 19,99 pF  fr= 11,25 Mhz



Wenn V2=10V

Cges = 14,99 pF   fr= 12,99 Mhz

Allerdings verstehe ich eine Sache noch nicht. Ur soll doch die Spannung 
über der Diode sein? Wie soll ich denn wissen wie hoch die Spannung an 
der Diode ist, wenn nur V1 gegeben ist. V1 teil sich ja über der Diode 
und R2 auf. Und ich kenne den Strom nicht der durch R2 fließt, dann 
kenne ich auch nicht den Spannungsabfall an R2 nicht.

Wo ist jetzt mein Denkfehler. Weil jetzt habe ich einfach angenommen 
dass einmal 1V und einmal 10V an der Diode sind.

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Die Stromquelle mit der Schwingkreisimpedanz ist gemäß Norton-Theorem
> klemmenäquivalent zu einer Spannungsquelle mit entsprechendem
> Innenwiderstand. Eine ganz normale Vorgehensweise bei der
> Netzwerkberechnung.

Das ist ja URIg ...

von Michael K. (Gast)


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O. A. schrieb:
> Wie soll ich denn wissen wie hoch die Spannung an
> der Diode ist, wenn nur V1 gegeben ist. V1 teil sich ja über der Diode
> und R2 auf. Und ich kenne den Strom nicht der durch R2 fließt, dann
> kenne ich auch nicht den Spannungsabfall an R2 nicht.

Du bist extrem unkreativ und denkst nicht nach.
Sehr schlechte Eigenschaft für einen Entwickler.

Das die in Sperrichtung beschaltet ist, ist Dir nicht aufgefallen?
Schon wieder habe ich nur 1min gebraucht um den Leckstrom eines 
Vergleichstyps zu finden.

Fang an Dein Gehirn einzuschalten und nicht gleich bei der ersten 
Fragestellung nach Hilfe zu rufen oder such Dir was anderes.

von ArnoR (Gast)


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O. A. schrieb:
> Ur soll doch die Spannung über der Diode sein?

Eigentlich die ~Spannung über R1. Ist aber gleich der ~Spannung über der 
Diode.

> Wie soll ich denn wissen wie hoch die Spannung an
> der Diode ist, wenn nur V1 gegeben ist. V1 teil sich ja über der Diode
> und R2 auf.

Nein, teilt sich nicht auf. Die Kapazitätsdiode ist eine Kapazität...

> Und ich kenne den Strom nicht der durch R2 fließt, dann
> kenne ich auch nicht den Spannungsabfall an R2 nicht.

Es fließt kein (DC-) Strom durch R2.

von O. A. (sokrates1989)


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Michael K. schrieb:

> Du bist extrem unkreativ und denkst nicht nach.
> Sehr schlechte Eigenschaft für einen Entwickler.

Ich bin kein Entwickler. Nur ein durchschnittlicher Student.

Danke mit dem Hinweis an die Sperrrichtung. Daran habe ich tatsächlich 
nicht gedacht, habe zuvor mit der Zdiode gearbeitet und die wird ja in 
Sperrrichtung betrieben.....

D.h Ur ist in etwa V1.

von O. A. (sokrates1989)


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Ich traue mich schon fast nicht zu fragen.

Wie groß ist die Spannung UR = I1 · R1 im Resonanzfall ?

Wie bestimme ich hier I1?

von ArnoR (Gast)


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O. A. schrieb:
> Wie bestimme ich hier I1?

Ablesen was links neben der Quelle im Bild oben steht.

von Michael K. (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Es fließt kein (DC-) Strom durch R2.

Doch, der Leckstrom der Diode.
Ist mit 50nA bei 17V (DB eines Vergleichtyps) so klein das er trotz 100K 
keine Rolle spielt, aber es fliesst einer.

O. A. schrieb:
> Ich bin kein Entwickler. Nur ein durchschnittlicher Student.

Und was studierst Du?
Bisher alles Fragen die so extrem leicht von Dir zu beantworten waren 
wenn man Dich nur zum Nachdenken gezwungen hat.

O. A. schrieb:
> Wie bestimme ich hier I1?
Blindenschule?
Ich fass es ja nicht ...

von ArnoR (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Doch, der Leckstrom der Diode.
> Ist mit 50nA bei 17V (DB eines Vergleichtyps) so klein das er trotz 100K
> keine Rolle spielt, aber es fliesst einer.

Ich weiß, das meinte ich, vernachlässigbar. Ich fand die Angabe <10nA 
bei 28V, BB405B: 17pF bei 1V, 5pF bei 10V.

von Route_66 H. (route_66)


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HF Pfuscher schrieb:
> Nein es sind zwei. Auch die Wechselspannungsquelle wirkt
> auf die Kapazitätsdiode. Ein unerwünschter Nebeneffekt
> bei vielen Schwingkreisen und Oszillatoren.

Auch dafür haben findige Ingenieure eine Lösung gefunden: Zwei C-Dioden 
werden entgegengesetzt in Serie geschaltet...

von O. A. (sokrates1989)


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Ok, also ist I= 1 uA

Im Resonanzfall ist Z=R.

Dann ist UR1 = 10^(-6)A * 10^(4)Ohm = 10mV

Richtig?

von Elektrofan (Gast)


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> Richtig?

Laut Schaltbild (ideale Spannungsquelle etc.) ist AUCH R2 wirksam.
Bei Resonanz hätte man dann ca. 9,09 kOhm.

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