Oszillator: Resonanzfrequenz vs Eigenschwingfrequenz

Ein interessantes Vorhaben. Beachte, dass die Guete eine Quarzes in der 
Naehe von 10^6 liegt.

Ja. In der Tat. Mit der Kopplung an den Schwingkreis bestimmt man die 
Guete und das Verhalten beim Durchfahren mit der Frequenz.

Es soll in der Tat mit Schwingkreisen von sehr schlechter Güte 
funktionieren.
Ziel ist es den Koppelfaktor eines Transformators zu bestimmen..
K = sqrt(1- f_res0²/f_res_s²)
Dabei wird dem Trafo eine beliebige (aber sinnvolle) Kapazität parallel 
geschaltet und die Resonanzfrequenz gemessen. Die Kapazität fliegt aus 
der Gleichung wieder raus und muss nur dafür sorgen, das in beiden 
Fällen die Frequenz für den magnetischen Kern erträglich ist.

Die größten Erfolge habe ich bisher mit einem doppelt Kreuzgekoppelten 
Oszillator erreicht aber ich bekomme leider keine befriedigenden 
Ergebnisse im Sinne von 3 korrekten Kommastellen.

Ist die restliche Frequenzabweichung eventuell abstimmbar, indem man die 
Verschiedenen fällte mit verschiedenem Strom versorgt, sodass der 
Oszillator gerade so schwingt? Nicht, dass das an irgendwelchen 
Sättigungseffekten liegt, weil in beiden Fällen die Güte und damit der 
eigentlich benötigte Gain anders ausfällt. Würde es helfen die Schaltung 
mit Mosfets aufzubauen?

Siehe Anhang.
Die Frequenzen habe ich über eine FFT festgestellt.

Schwinger schrieb:
> ich suche eine Oszillatorschaltung bei der die Schwingfrequenz nicht
> durch die Eigenfrequenz sondern durch die Resonanzfrequenz bestimmt
> wird.
>
> Mein Ziel ist es die Frequenz des Impedanzmaximums eines
> Parallelschwingkreises zu messen (mit Oszi).

Schau dir das mal an:

Beitrag "NICOS – der Negative Impedance Converter - Oszillator"

Die Schaltung ist genau zu dem Zweck gemacht worden.

Hallo,
danke ich schau mir das mal an. Wäre sehr gut, wenn das klappt

Holy shit. 0.9699987 gemessen bei 0.97 real. WTF. Ich hau mich weg. Hast 
du ein paar solcher Schaltungen aufgebaut da? Oder muss das jeder selber 
brauen ^_°

ganz allgemein....

Hmmh. Habe gerade die Bauelemente gesucht, ohne Erfolg :-(
Hast du Vorschläge womit man die Transistoren ersetzen kann? Irgendwas, 
was es bei Digikey, Mouser oder Farnell gibt?
Offensichtlich kann ich ich auch Spice-Modelle durchprobieren, aber ich 
vermute du hast dir was dabei gedacht.


Den Feedback-Widerstand muss man teilweise über Dekaden hinweg 
einstellen, damit eine Schwingung beginnt. Du hast 100kOhm eingeplant - 
ich brauche bei mir z.B. etwa 200Ohm, damit es geht. Dabei ist es aber 
so, dass mit den 200Ohm generell alles funktioniert. Warum du da also 
mit 100K anfängst würde mich auch interessieren.

Günter, ich weiß jetzt nicht warum du mit den Tafelwerkgleichungen 
ankommst. Ziel der Schaltung ist, den resistiven Teil der Gleichgung zu 
elimnieren und nicht auf der Eigenfrequenz, sondern der Resonanzfrequenz 
zu schwingen.

ArnoR
ich habe die Schaltung etwas abgeändert, weil der Feedback-Widerstand 
mMn keine elegante Lösung ist. Der notwendige Wertebereich ist irgendwie 
zu groß und ein Poti ist an der stelle eine kapazitive Hölle
Da der Widerstand den Gain beeinflusst und somit verhindert, dass die 
Schaltung Sättigungseffekte erfährt, habe da jetzt eine AGC für arme 
reingebaut. (und Bauteile gewählt, die es bei Mouser gibt)

Es wäre lieb, wenn du da mal drüber guckst ob das noch im Sinne des 
Erfinders ist.

Schwinger schrieb:
> Holy shit. 0.9699987 gemessen bei 0.97 real. WTF. Ich hau mich weg. Hast
> du ein paar solcher Schaltungen aufgebaut da? Oder muss das jeder selber
> brauen ^_°

Verstehe den Sinn des Posts nicht. Wenn dir die Sache nicht gefällt, 
mach halt was anderes.

Schwinger schrieb:
> Hast du Vorschläge womit man die Transistoren ersetzen kann? Irgendwas,
> was es bei Digikey, Mouser oder Farnell gibt?

Nimm doch irgendwelche anderen, solange man einen brauchbaren 
Arbeitspunkt einstellen kann, geht die Schaltung.

Schwinger schrieb:
> Den Feedback-Widerstand muss man teilweise über Dekaden hinweg
> einstellen, damit eine Schwingung beginnt. Du hast 100kOhm eingeplant -
> ich brauche bei mir z.B. etwa 200Ohm, damit es geht. Dabei ist es aber
> so, dass mit den 200Ohm generell alles funktioniert. Warum du da also
> mit 100K anfängst würde mich auch interessieren.

Ich habe die Schaltung für meine Zwecke gemacht, und da hat sich der 
angegebene Wertebereich (3K...100k) in Tests ergeben. Ich habe 
Induktivitäten/Schwingkreise, die sogar noch niedrigere bzw. höhere 
Widerstandswerte erfordern würden.

Wenn du 200R brauchst, sind die Verluste des Prüfobjekts ziemlich hoch. 
Kein Wunder, daß damit dann auch alles andere schwingt.

Schwinger schrieb:
> weil der Feedback-Widerstand mMn keine elegante Lösung ist.

Den Sinn des Widerstandes hatte ich im Ursprungsbeitrag genannt, wenn du 
die Funktion nicht brauchst, auch gut. Mit einer AGC geht die verloren, 
deswegen hab ich sowas nicht vorgesehen.

Schwinger schrieb:
> habe da jetzt eine AGC für arme reingebaut.
> Es wäre lieb, wenn du da mal drüber guckst ob das noch im Sinne des
> Erfinders ist.

Wenn die AGC in deinem Sinne funktioniert, ist es doch gut. Nach dem 
Datenblatt des 2N5484 kann es aber schwer werden, bei Ugs=0 auf 200R 
Kanalwiderstand zu kommen. Evtl. wäre einer mit höherem Idss besser. Man 
kann zur Regelspannungsgewinnung dann den Schaltungsausgang nehmen, dort 
ist die Spannung doppelt so groß. Oder man kann die Verstärkung 
vergrößern, dann sollte es auch mit einem Typen mit höherem 
Kanalwiderstand gehen.

Nicht, dass es Missverständnisse gibt: ich war etwas sehr begeistert, 
dass das so klappt. Außer rand und band, um ehrlich zu sein :-)

Ja, die Güte eines kurzgeschlossenen Trafos ist in der tat sehr 
schlecht. Ich denke, das ist zu erwarten. Man hat immerhin den vollen 
ESR der Induktivität aber nur noch die Streuinduktivität als "Spule".
Ich habe leider festgestellt, dass mit einem zu kleinen Widerstand dann 
doch Sättigungseffekte auftreten, die die Schwingfrequenz beeinflussen. 
Damit wäre die Koppelfaktormessung dann wieder hinüber.

Bzgl der AGC:
Mit Schaltausgang meinst du den Kollektor des PNPs?
>Nach dem Datenblatt des 2N5484 kann es aber schwer werden, bei Ugs=0 auf >200R 
Kanalwiderstand zu kommen.
Hmmh. Ich finde es fraglich, ob das sein muss. Der Source des JFETS ist 
ja während einer Schwingung einem Spannungsbereich ausgesetzt. Daduch 
ergibt sich nur periodisch Ugs=0, aber oft auch Ugs>0. Ich glaube es 
muss nur gewährleistet sein, dass der Schwingkreis periodisch 
angesteuert wird. Ob das dann keine echten 200R sind sondern 
"statistische 200R" sollte nicht wichtig sein.

Was ich grade gar nicht mag, wäre die Tatsache, dass die 
Funktionstüchtigkeit der Schaltung ein Simulationsartefakt ist. Ich 
möchte offen zugeben, das ich mit JFETs keinerlei Erfahrung habe. Daher 
mein Gesuch nach Feedback.

Schwinger schrieb:
> Nicht, dass es Missverständnisse gibt: ich war etwas sehr begeistert,
> dass das so klappt. Außer rand und band, um ehrlich zu sein :-)

Freut mich, danke.

Deine AGC wird so wohl nicht funktionieren, da die Steuerspannung für 
den JFet gegen Masse erzeugt wird, Source aber mit dem Ausgang mitläuft. 
Daher hab ich mal einen Vorschlag angehängt, der ein funktionierendes 
Prinzip zeigt.

Schwinger schrieb:
> Ich habe leider festgestellt, dass mit einem zu kleinen Widerstand dann
> doch Sättigungseffekte auftreten, die die Schwingfrequenz beeinflussen.

Wahrscheinlich ist die Ausgangsaussteuerbarkeit der Schaltung nicht groß 
genug. Positive Ströme liefert der pnp, negative die Reihenschaltung der 
2x220R. Man braucht dann eine Gegentakt-Schaltung.

ArnoR schrieb:
> Man braucht dann eine Gegentakt-Schaltung.

Am einfachsten geht das mit einem OPV. Siehe Anhang. Vermutlich wird man 
dann aber eine symmetrische Versorgung brauchen, weil bei meiner 
einfachen diskreten Schaltung negative Eingangsspannungen von -1V oder 
mehr auftreten können, die durch die Schutzdioden bei OPVs gekappt 
würden.

Diese Schaltung habe ich auf und nieder probiert, aber damit klappt es 
leider überhaupt nicht. Auch hier braucht man eine AGC, da jede Form von 
Sättigung die Schwingfrequenz beeinflusst.
Es kann aber sein, dass die Sättigung wirklich das Einzige ist, was die 
Schaltung vom Funktionieren abhält.
Eventuell war meine Fehlervermutung bisher falsch (dass die Schaltung 
generell auf der Eigenschwingfrequenz läuft anstatt auf der 
Resonanzfrequenz)

Ich habe deine obige Schaltung noch nicht getestet.. muss nebenbei 
leider arbeiten.
Wenn man de OPV-Schaltun aber mit einer AGC versieht... wäre das auch 
interessant. Die Frage ist, ob das so einfach geht.

Du solltest deine Beispielschaltungen mal versuchen 2x aufzubauen und 
den Induktivitäten mal verschiedene Güten geben. Eventuell siehst du 
dann, was ich meine, wenn du dir den Output in einer FFT anschaust.

Schwinger schrieb:
> Diese Schaltung habe ich auf und nieder probiert, aber damit klappt es
> leider überhaupt nicht. Auch hier braucht man eine AGC, da jede Form von
> Sättigung die Schwingfrequenz beeinflusst.

Die sollte auch nur das Prinzip zeigen. Natürlich geht die an den 
Anschlag, denn da ist ja keinerlei Amplitudenbegrenzung drin, nichtmal 
die Dioden, die eine solche Funktion in Grenzen machen.

Schwinger schrieb:
> Wenn man de OPV-Schaltun aber mit einer AGC versieht... wäre das auch
> interessant. Die Frage ist, ob das so einfach geht.

Ja, geht. Wird z.B. in Wienbrücken-Generatoren so gemacht.