Hallo zusammen, ich befasse mich momentan mit einem Sinus Oscillator, der bei max. 4.5mA und 23V einen Sinus 1 kHz generieren soll.Der Sinus sollte ein THD von -90 dB haben. Wenn der Wien Robinson Oscillator an eine ideale Spannungsquelle angeschlossen wird, dann hat dieser ein THD von 0.006140% (-84.236632577 dB). Ich habe das THD noch nicht mit dem LDO gemessen, aber das FFT Diagramm sah nicht viel versprechend aus. Später soll der Sinusgenerator zum testen von IEPE Eingängen verwendet werden. In der Schaltung, die ich hochgeladen habe, wird der generierte Sinus über einen Kondensator auf die Leitung OUT eingekoppelt. Hat jemand von euch eine bessere Idee wie die Schaltung besser umgesetzt werden könnte? Oder Anmerkungen und Tipps? Ich danke vielmals! Beste Grüße Moritz
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Ich habe etwas Ähnliches gebaut, für Tonbandgeräte Messungen. Vielleicht kannst du davon etwas benützen. Gruß!
Hallo Moritz Als erstes würde ich dich bitten die Schaltung auch als Bild (z.B. PNG) hochzuladen. Ich bin alter Analogiker der keine Simulationsprogramme benutzt aber manche Schaltungsfehler direkt sehen kann. Mit der Wien-Brücke bin ich persönlich kein Freund, habe aber mit TL074 auf Lochraster ohne weiteres -80dBc erreicht, mir fällt jetzt gerade der Name der Schaltung nicht ein wo zwei Integratoren und ein Inverter im Ring geschaltet sind. Amplitudenbegrenzung waren 2 Dioden antiparalell. Allerdings mögen diese OPs nur Lastwiderstände >10kOhm, darunter steigt der Klirr. Bessr noch einen NE5534 nachschalten oder was es heute an modernen OPs gibt. Wichtig für eine saubere Schaltung ist daß du die Funktionen der Massefläche (statische Abschirmung und Entkopplung der Betriebsspannung) und Bezugspotential (da fliest kein Strom drüber) getrennt voneinander siehst.
>Hat jemand von euch eine bessere Idee wie die Schaltung besser umgesetzt >werden könnte? Oder Anmerkungen und Tipps? Ich bin so altmodisch und bequem, daß ich die Schaltung leider nicht sehen kann. #mfG
Christian S. schrieb: >>Hat jemand von euch eine bessere Idee wie die Schaltung besser umgesetzt >>werden könnte? Oder Anmerkungen und Tipps? > > Ich bin so altmodisch und bequem, daß ich die Schaltung leider nicht > sehen kann. Dito. Dazu noch ist mir nicht mal ansatzweise klar, welche Angaben bzw. Anforderungen hier relevant sein sollen. Warum 23V? Warum 4.5mA? Und was zur Hölle ist ein "IEPE Eingang"? Klirrfaktor ist eine Kenngröße. Aber 90dB (schlechter als 16 Bit) ist doch Pillepalle. Zumal bei einer festen Frequenz. Das kann man auch aus einem Dreieck tiefpaßfiltern. Was ist mit Amplitudenstabilität? Was mit Frequenzstabilität?
Beitrag #6281280 wurde vom Autor gelöscht.
https://www.mmf.de/iepe-standard.htm Wer es nicht kennt, möge hier nachlesen, wozu das Sinussignal oder die Sinüsse dienen sollen. mfG
Mit nur 4.5 mA ist das nicht so ganz einfach, denn Klirrarme OPs brauchen schon einiges an Strom, i.A. ab etwa 2 mA. Der NE5534 kann alleine schon drüber liegen. Mit 23 V könnte man auch die Komische Idee kommen und daraus 2 mal 11.5 V zu machen, die dann 2 mal die 4.5 mA zur Verfügung hätten. Ob Wienbrücke oder ein anderer RC Oszillator macht keinen so großen Unterschied. Die Version mit 2 Integratoren hat ggf. den Vorteil dass die OPs mit einer Seite an GND arbeiten, das reduziert die Verzerrungen der OPs etwas. Mit modernen relativ sparsamen OPs sollte es mit einer Wienbrücke noch klappen, ggf. hat man auch noch Strom für eine Filterstufe über.
A-Freak schrieb: > mir fällt jetzt gerade der > Name der Schaltung nicht ein wo zwei Integratoren und ein Inverter im > Ring geschaltet sind. Amplitudenbegrenzung waren 2 Dioden antiparalell. nennt sich state variable Oszillator. Genau solch eine Schaltung befindet sich in dem Tektronix Einschub SG5010 Audiosozillator. Der ereicht einen Oberwellenabstand von knapp 100db im Frequenzbereich zwischen 10Hz und 160KHz. Der hat aber statt Begrenzungsdioden eine echte Amplitudenregelung drin. Ralph Berres
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Vielen Dank für die zahlreichen Antworten! Ich habe im Anhnag das gewünschte Bild hochgeladen. Zunächst nochmal eine umfangreichere Erklärung: Der Sinus Generator wird an einen zweipoligen IEPE Messaufnehmer angeschlossen. Kurze Zusammenfassung was IEPE ist, IEPE bedeutet "Integrated Electronics Piezo Electric" und ist ein Standard, der für zum Beispiel Piezo Elektronische Sensoren verwendet wird. Der IEPE Messaufnehmer versorgt den Sensor mit einer Spannungsquelle von 23V, welche auf 4.5 mA begrenzt ist.(Strombegenzung wird durch eine Strombegrenzungsdiode realisiert: CMJ4500)Der Piezo Elektronische Sensor Schwingt dann um eine Arbeitspunktspannung. Das Schwingen entkoppelt der Messaufnehmer mittels eines Kondensators und kann somit das Schwingen des Sensors messen. Mein Oszillator soll einen Sinus mit möglichst geringen rauschen generieren, damit überprüft werden kann, ob der Messaufnehmer noch funktioniert. Da ist es auch egal ober der Sinus eine Frequenz von 1.1 kHz oder 0.9 kHz hat oder ob die Amplitude bei 0.9V oder 1.1V liegt. Wichtig ist nur, dass die Schwinung einen möglichst geringen Anteil der harmonischen hat. Was IEPE genau ist wird ganz gut hier erklärt: Christian S. schrieb: > https://www.mmf.de/iepe-standard.htm A-Freak schrieb: > Mit der Wien-Brücke bin ich persönlich kein Freund, habe aber mit TL074 > auf Lochraster ohne weiteres -80dBc erreicht, mir fällt jetzt gerade der > Name der Schaltung nicht ein wo zwei Integratoren und ein Inverter im > Ring geschaltet sind. Amplitudenbegrenzung waren 2 Dioden antiparalell. Der Name der Schaltung ist mir auch nicht bekannt. Ich weiß aber, dass wenn man zwei Inverter verwendet und diese dann als Ringschaltet, einen rauscharmen Wien Oszillator hinbekommt. Allerdings braucht man dafür zwei OPS, welche zusammen mehr als 4.5mA verbrauchen. Im Beispiel weiter unten hat der Herr Janascard eine Photoresistor zur Amplitudensteuerung verwendet, dieser verbraucht allein schon bis zu 2 mA. Daher bin ich beim JFET geblieben. Zum Beispiel hier: http://www.janascard.cz/PDF/An%20ultra%20low%20distortion%20oscillator%20with%20THD%20below%20-140%20dB.pdf Axel S. schrieb: > Was ist mit Amplitudenstabilität? Was mit > Frequenzstabilität? Frequenzstabilität ist nicht so wichtig. Am wichtigsten ist nur das der Sinus möglichst rauscharm ist. Lurchi schrieb: > Mit 23 V könnte man auch die Komische Idee > kommen und daraus 2 mal 11.5 V zu machen, die dann 2 mal die 4.5 mA zur > Verfügung hätten. Das klingt eigentlich nach einer guten Idee. Wie kann man das denn umsetzen? Das würde die Auswahl der OPs auch nochmal vergrößern, weil momentan müssen die Ops eine Spannung von mindestens 23 V abhaben könnnen. Lurchi schrieb: > Mit modernen relativ sparsamen OPs sollte es mit einer Wienbrücke noch > klappen, ggf. hat man auch noch Strom für eine Filterstufe über. Du meinst eine Filterstufe nach dem Oscillator, oder? Sollte der Sinus direkt nach dem Osscillator nicht rauscharm sein, sodass man da eigentlich keinen Filter benötigt? Mein Problem ist auch, dass ich den Sinus wieder auf meine Versorgungsspannung einkoppeln muss. Das kannst du im Bild "LTC1144 Voltage Doubler" sehen. Da ist SIN_OUT über einen Kondensator an OUT angeschlossen. Diesen eingekoppelten Sinus kann ich leider nur mit passiven Filtern rausfiltern. Noch eine weitere Frage: Momentan verwende ich einen LDO um ein zweites Spannungspotential herzustellen. Allerdings verbraucht dieser recht viel Strom. Ich habe den LDO deswegen auf 20V eingestellt, um die Verluste über den LDO möglichst gering zu halten. Die 20 V reichen auch volkommen aus, weil mein OP, bei einer Amplitude des Sinus von 1 V, nicht übersteuert. Daher habe ich kein Clipping. Ein Schaltgesteuerter DCDC kommt bei mir nicht infrage, weil dieser ein zu großes rauschen hätte. Hat jemand eine Idee was ich anstelle eines LDO noch nehmen könnte? In dem Anhang "LTC1144 Voltage Doubler" habe ich ein zweites Spannungspotential durch ein "monolithic CMOS switched-capacitor voltage converter" erstellt. In der Schaltkonfiguration als Voltage Doubler, hat dieser recht effizient gearbeitet. Allerdings habe ich dann das Problem das ich einen OP finden müsste, der für 46 V ausgelegt ist. Das ist der OPA1611 leider nicht. Mit dem OPA1611 habe ich bisher die besten Ergebnisse erziehlen können. Der braucht auch nur 3.6 mA, daher dachte ich eigenltich ich würde es mit diesem OP hinbekommen. Mit LDO bin ich allerdings schon an den 4.5 mA dran, daher scheinen 3.6 mA wohl schon zu viel zu sein. Oder man findet einen LDO der weniger Strom verbraucht... Ich hoffe ich konnte euch einigermaßen gut die Aufgabe näher bringen. Beste Grüße Moritz
Moritz S. schrieb: > Der Sinus sollte ein THD von > -90 dB haben. > .... > Später soll der Sinusgenerator zum testen von IEPE Eingängen verwendet > werden. Welchen Klirrfaktor haben denn Deine Mikrofone? mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > Welchen Klirrfaktor haben denn Deine Mikrofone? Der Oszillator wird nicht an ein Mikrofon angeschlossen. Daher verstehe ich nicht die Frage. Was meinst du denn genau? Beste Grüße Moritz
Moritz S. schrieb: >> Welchen Klirrfaktor haben denn Deine Mikrofone? > > Der Oszillator wird nicht an ein Mikrofon angeschlossen. Daher verstehe > ich nicht die Frage. Was meinst du denn genau? Er glaubt, du hast nur ein Mikrofon, und wenn das schlechter als der Testgenerator ist - was wahrscheinlich ist -, brauchst du gar nicht erst einen entsprechenden Generator. Er weiß vielleicht nicht, dass beim Spezifizieren von Produkten im Datenblatt nicht stehen sollte: "Wenn du ein schlechtes Mikrofon hast, braucht dich der Klirrfaktor des Vorverstärkers gar nicht zu interessieren." Ich habe deinen langen Beitrag nicht gelesen, aber unabhängig davon: Du testest doch Mikrofon-Eingänge. Die sind sehr empfindlich, sie kommen mit geringen Spannungen aus. Wenn du zwei oder 3 passive RC-Tiefpässe hinter den Oszillator schaltest (Fg ~500 Hz), sollten die Oberwellen ausreichend gedämpft sein und trotzdem bei Weitem genug Signal übrig bleiben. Bei einem aktiven Tiefpass erst recht.
Diese Variante von Mieslinger mit Allpässen hier enthält einen FET mit Regelverstärker. http://home.kpn.nl/a.van.waarde/id20.htm mfG
Moritz S. schrieb: > Lurchi schrieb: >> Mit 23 V könnte man auch die Komische Idee >> kommen und daraus 2 mal 11.5 V zu machen, die dann 2 mal die 4.5 mA zur >> Verfügung hätten. > > Das klingt eigentlich nach einer guten Idee. Wie kann man das denn > umsetzen? Man könnte die OPs bei der Versorgung in Reihe Schalten, die Spannung per Zenerdiode begrenzen / regeln und den Gesamtsstrom etwa per JFET einstellen. 2x11.5 V wird man eher nicht bekommen, sondern eher 2 x 9-10V und 3-5 V für die Stromregelung. Die Stromregelung könnte auch dazu passen das Ausgangssignal auf die Versorgung zu modulieren. Dabei könnte es allerdings zu Verzerrungen kommen, weil auch der Strom des Oszillators eingeht. Die Forderung nach wenig Harmonischen kann ich nicht so recht nachvollziehen. Für einen Funktionstest sollte das eher unkritisch sein - selbst wenn es 10% klirr wären sollte das nicht stören, eher wäre eine definierte Amplitude und Ausgangsimpedanz wichtig .
Moritz S. schrieb: > Mein Oszillator soll einen Sinus mit möglichst geringen rauschen > generieren, damit überprüft werden kann, ob der Messaufnehmer noch > funktioniert. Warum ist ein geringer Rauschanteil wichtig für die Überprüfung der Funktion des Meßaufnehmers? Überhaupt: "ob der Messaufnehmer noch funktioniert" - das ist ein weites Feld. Was genau soll man denn mit einem Signal überprüfen, von dem weder die Frequenz noch die Amplitude bekannt sind? Rauschen ist bei einem Signalgenerator eher selten ein Problem. Man erzeugt das Signal ja bei hoher Amplitude. Das Rauschen des Verstärkers ist dann im Verhältnis gering. Und wenn man das Signal herunterteilt, dann teilt man das Rauschen mit. Bei einem Sinus mit fester Frequenz kann man außerdem mit wenig Aufwand nachfiltern. > Da ist es auch egal ober der Sinus eine Frequenz von 1.1 > kHz oder 0.9 kHz hat oder ob die Amplitude bei 0.9V oder 1.1V liegt. Sicher? Sollte die Amplitude nicht bei dem liegen, was ein Sensor erzeugt? Würde man für einen Funktionstest nicht auch Amplituden am oberen und unteren Ende der Spezifikation haben wollen? Dito Frequenzen? > Wichtig ist nur, dass die Schwinung einen möglichst geringen Anteil der > harmonischen hat. Und jetzt geht es auf einmal wieder um den Klirrfaktor. Was denn nun: Rauschen oder Klirr? Oder beides? Und warum ist der Klirrfaktor wichtig? Ein Piezo-Sensor gibt doch auch kein Sinus-Signal raus.
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Axel S. schrieb: > Rauschen ist bei einem Signalgenerator eher selten ein Problem. Man > erzeugt das Signal ja bei hoher Amplitude. Das Rauschen des Verstärkers > ist dann im Verhältnis gering. Und wenn man das Signal herunterteilt, > dann teilt man das Rauschen mit. Bei einem Sinus mit fester Frequenz > kann man außerdem mit wenig Aufwand nachfiltern. Das stimmt Axel! Bei meinen Simulationen konnte ich auch vestellen, dass das Rauschen am Generator sehr gering ist. So lange das Rauschen nicht zu groß wird, brauche ich mir darum keine Sorgen zu machen. Axel S. schrieb: > Sicher? Sollte die Amplitude nicht bei dem liegen, was ein Sensor > erzeugt? Würde man für einen Funktionstest nicht auch Amplituden am > oberen und unteren Ende der Spezifikation haben wollen? Dito Frequenzen? Ja, wenn möglich soll der Oszillator in der Frequenz und Amplitude einstellbar sein. Das lässt sich beim Wien Oszillator auch einfach umsetzen. Ich denke auch, dass es wichtig ist die exakte Frequenz des Generators zu wissen. Wenn der Messaufnehmer diese Frequenz darstellt, weiß man, dass dieser funktioniert. Dann ist es aber egal ob die Frequenz bei 1.1kHz oder genau bei 1 kHz liegt, wichtig ist nur, dass man die genaue Frequenz kennt. Das selbe gilt natürlich bei der Amplitude. Axel S. schrieb: > Und jetzt geht es auf einmal wieder um den Klirrfaktor. Was denn nun: > Rauschen oder Klirr? Oder beides? Und warum ist der Klirrfaktor wichtig? > Ein Piezo-Sensor gibt doch auch kein Sinus-Signal raus. Ja beides ist wichtig. "Ein Piezo-Sensor gibt doch auch kein Sinus-Signal raus." Das stimmt! Zum testen des Gerätes ist es einfacher einen Sinus zu messen, bei dem man weiß das dieser ein geringes THD hat. Ich denke mal das man dadurch einen Meßfehler leichter festellen kann. Denn wenn bei der Messung die Harmonischen herausstechen, weiß man, dass etwas nicht stimmt. Oder verstehe ich da etwas flasch? Leider habe ich noch keine Erfahrung in dem Gebiet sammeln können. Ich werde das aufjeden Fall mal abklären... Ich habe im Anhang das FFT Diagram des Oszillators. Der Oszillator ist an +15V und -15V angeschlossen und ohne Strombegrenzung, sprich ideale Bedingungen. Der THD Wert liegt bei 0.009% (-81 dB) Beste Grüße Moritz
Moritz S. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Was ist mit Amplitudenstabilität? Was mit >> Frequenzstabilität? > > Frequenzstabilität ist nicht so wichtig. Am wichtigsten ist nur das der > Sinus möglichst rauscharm ist. Diese Aussage war nicht ganz richtig. Der Sinus soll durchaus Frequenzstabil sein.
>wenn möglich soll der Oszillator in der Frequenz und Amplitude einstellbar >sein. >Das lässt sich beim Wien Oszillator auch einfach umsetzen. Genau das dachte ich auch immer. Einfach irgendein X-beliebiges Doppelpotentiometer eingesetzt und man kann mindestens 1:3 die Frequenz verstellen. Tja, aber in der Praxis stellt man fest, daß dabei die Amplitudenregelung ganz schön arbeiten muß. Warum? Weil das Doppelpoti gar keinen guten Gleichlauf hat und deshalb die Verstärkung ständig nachgeregelt werden muß, um die Schwingbedingung genau zu erreichen. Meine selbstgebauten Generatoren nach dem Mieslinger-Prinzip oder Wien-Brücke mit Glühlampe haben genau da ihre Schwäche. Bei so einem RC-Generator z.B. von Rohde und Schwarz dürfte an dieser Stelle eine Spezialanfertigung größerer Bauform mit besonders gutem Gleichlauf eingebaut sein. Wer dies heutzutage elektronisch einstellt, kann diese Schwierigkeit eventuell elegant umgehen. mfG
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Christian S. schrieb: >>wenn möglich soll der Oszillator in der Frequenz und >>Amplitude einstellbar sein. Das lässt sich beim Wien >> Oszillator auch einfach umsetzen. > > Genau das dachte ich auch immer. Einfach irgendein > X-beliebiges Doppelpotentiometer eingesetzt und man > kann mindestens 1:3 die Frequenz verstellen. Tja, aber > in der Praxis stellt man fest, [...] ... dass gute Geräte einen Doppel- DREKO verwenden, so z.B. im GF21 von Präcitronik (vormals Clamann&Grahnert).
Piezolautsprecher sind bekannt für relativ hohe Klirrfaktoren. Es würde mich wundern, wenn ein Piezoaufnehmer sich anders verhalten würde. Überprüf erstmal das, bevor du mit überzogenen Vorstellungen hier rangehst. Warum muß die Versorgungsleitung moduliert werden? Willst du ein Gerät bauen, was in die Leitung zum Meßaufnehmer eingeschleift wird? Stromverbrauch: Warum nicht eine Batterie für ein Meßgerät, was nur kurz zeitweise betrieben wird?
Moritz S. schrieb: > ich befasse mich momentan mit einem Sinus Oscillator, der bei max. 4.5mA > und 23V einen Sinus 1 kHz generieren soll.Der Sinus sollte ein THD von > -90 dB haben. Das kann jede Soundkarte. Brauchst nur einen Stromgenerator mit entsprechender Regelung der Stromschwankungen bei Last.
Abdul K. schrieb: > Piezolautsprecher sind bekannt für relativ hohe Klirrfaktoren. Es > würde > mich wundern, wenn ein Piezoaufnehmer sich anders verhalten würde. > Überprüf erstmal das, bevor du mit überzogenen Vorstellungen hier > rangehst. > > Warum muß die Versorgungsleitung moduliert werden? Willst du ein Gerät > bauen, was in die Leitung zum Meßaufnehmer eingeschleift wird? > > Stromverbrauch: Warum nicht eine Batterie für ein Meßgerät, was nur kurz > zeitweise betrieben wird? Manchmal muß man alles doppelt sagen damit es auch die Nachteulen mitbekommen: https://www.mmf.de/iepe-standard.htm
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Zunächst einmal vielen Dank für die vielen Antworten! Update: Ich habe es mit dem TPS7A4901 geschafft auch mit der Strombegrenzungsdiode Den OPA1611 zu versorgen. Das FFT Diagramm des Sinus habe ich in den Anhang geladen. Die Schwinung hat einen THD von 0,0286% (-70,871 dB). Damit bin ich einigermaßen zufrieden. Der Stromverbrauch liegt jetzt bei 3,858mA, im Eingeschwungenen Zustand und einer Amplitude von 2,4 V. Jetzt muss ich nur den Sinus auf die Versorgunsleitung einkoppeln. Um den eingekoppellten Sinus wieder herrauszufiltern, werde ich einen passiven Filter verwenden. Bin mir aber noch nicht sicher welchen Filter ich verwenden werde. Wahrescheinlich einen RLC Butterworth Filter 2. Ordnung. Habt ihr eine andere Idee? Beste Grüße Moritz
Moritz S. schrieb: > Die Schwinung hat einen THD von > 0,0286% (-70,871 dB). Damit bin ich einigermaßen zufrieden. Das ist eine Simulation und damit graue Theorie... > Der Stromverbrauch liegt jetzt bei 3,858mA, im Eingeschwungenen Zustand > und einer Amplitude von 2,4 V. Warum gibst Du die Amplitude nicht auch mit 4 Nachkommastellen an? Bau das Ding mal real auf und messe die relevanten Parameter nach!
Moritz S. schrieb: > http://www.janascard.cz/PDF/An%20ultra%20low%20distortion%20oscillator%20with%20THD%20below%20-140%20dB.pdf Warum verwendest du in der Wien-Brücke R / R/2 + C / 2C anstelle von R / R + C / C ? Irgendwo in der Literatur habe ich gelesen, dass die Rs und Cs unbedingt gleiche Werte haben sollten (möglichst ausmessen)!? In dem speziellen Design mit zwei Invertern (Link s.o.) ist das wohl ein anderes Paar Schuhe. Du hast aber in deinen Design nur einen einfachen n.i. Verstärker... ^^ Werner Schnorrenberg (DC4KU) erreicht seinen Angaben zufolge übrigens >=90dBc mit Standard-Bauteilen und einer Glühlampenregelung... ;-)
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Michael M. schrieb: > Moritz S. schrieb: >> > http://www.janascard.cz/PDF/An%20ultra%20low%20distortion%20oscillator%20with%20THD%20below%20-140%20dB.pdf ...und schau dir mal genau die Diagramme an! -140dB bei -60dB oder gar -85dB bei -142dB...das macht über den Daumen -60/80dB. Und die LME sind obsolet und müßten durch teure OP's ersetzt werden. Auch die TL in der Amplitudenregelung sind Mist! Es bleibt bei "macht keinen Sinn" Gruß Rainer
Rainer V. schrieb: > ...und schau dir mal genau die Diagramme an! -140dB bei -60dB oder gar > -85dB bei -142dB...das macht über den Daumen -60/80dB. ...nach dem Twin-T Notch-Filter.
@ Rainer, Robert Mal sehen, was Robert selbst dazu sagen kann...
Letztendlich wird der TO die Schaltung aufbauen und messen müssen! Dann gibt es die Möglichkeit e i n e Schaltung zu verbessern oder andere Topologien zu versuchen. Und -120dB simulieren und messen sind zwei sehr verschiedene Paar Schuhe :-) Mit einem einfachen Wien-Robinson-Oszillator schafft man jedenfalls keine -100dB, schon gar nicht durchstimmbar! Wie gesagt, Versuch macht kluch... Gruß Rainer
@ Moritz (wenn er denn mal Zeit hat, sich zu äußern) Noch etwas fällt auf bzw. erschließt sich mir nicht: 1. Die Wien-Robinson-Brücke hat m.W. eine Dämpfung von k = 1/3, die mit v=3 auszugleichen ist. Dein Verstärker gibt jedoch nur eine Verstärkung von v = R4/R5 + 1 = ca. 2 her. Der simulierter Oszillator wird also nie richtig anschwingen. ^^ WAS hast du da simuliert? Das Eigen-Rauschen der Brücke samt OPV? 2. Vee vom OPV ist auf GND-Potential, die Rück- und Gegenkopplungs-Netzwerke jedoch auf V- ?? Ich hätte es andersherum erwartet. 3. Deinen ausgewählten OPV gibt's m.E. nur im "Doppelpack", wobei jeder der beiden eine Ruhestromaufnahme von typ. 3,6mA hat. Das sind dann schon mal 7,2mA anstatt <<4,5mA in Ruhe....
Michael M. schrieb: > 4,5mA in Ruhe Ich denke, die Stromaufnahme kann man ruhig erst mal weglassen! Ist sicher einer der letzten Parameter, an die man rangeht!! Aber der TO sollte sich wieder äußern... Gruß Rainer
Moritz scheint wohl abgetaucht zu sein. :(( Schade; wir werden dann wohl nicht erfahren, was er simuliert hat.
Servus Michael, habe die Schaltung in einer ähnlichen Form zum laufen bekommen. zu deiner ersten Frage: Ein Osszillator benötigt zwei Bedingung: 1. Der Oszillator braucht zu beginn eine Versträkung größer als 1. 2. Durch eine nichtlinearität (Amplitudenregelung) stellt sich die Verstärkung auf eins ein und sollte in dem Fall auch keine Phasenverschiebung vorhanden sein. (Barkhausen Kriterium) Bei meinem oben gezeigten Bild wird das Barkhausen Kriterium eingehalten. Wenn du dir den RC-Rückkopplungspfad genauer anschaust, kannst du erkennen dass nur eine Verstärkung von 2 benötigt wird. In einem Paper hatte ich gelesen dass dadurch weniger rauschen und geringere verzerrungen auftreten sollen. Letzendlich habe ich mich allerdings dagegen entschieden, weil es in der Praxis einfacher ist die selben Werte zu verwenden. 2. Frage: Die Versorgung des OPs ist funktioniert einwandfrei. Es handelt sich dabei um eine Single Supply Versorgung. Einige OPs können sowohl mit einer bidirektionale Spannungsquelle versorgt werden, als auch im Single Supply betrieben werden. Schau mal ins Datenblatt von dem OP. 3. Frage: Das ist nicht richtig! Es gibt diesen OP sehr wohl einzelnd zu kaufen.
Hallo, das du etwas ans Laufen bekommen hast, will ich nicht bestreiten. Aber... auch ohne 4,5mA...Wenn du mit V=2 eine Schwingung bekommst, dann hast du ganz sicher parasitären Blödsinn in deiner Schaltung! Du brauchst definitiv eine Verstärkung von 3 um die Verluste des Filters auszugleichen. Und eine saubere Amplitudenregelung! Hast du denn mal gemessen, was dein Sinus "bringt"??? THD und THD+Noise? Oder bist du damit zufrieden, dass was "rauskommt" (wie schon Helmut K. so schön formulierte) Ich frage deshalb, weil meine eigenen Simulationen eher schlecht bleiben und reale Messungen sind noch schlechter. Ein wirklich guter Sinusgenerator ist eben kein "Breadboard-Projekt" :-) Gruß Rainer
Bernd schrieb: > Moritz S. schrieb: >> Die Schwinung hat einen THD von >> 0,0286% (-70,871 dB). > >> Der Stromverbrauch liegt jetzt bei 3,858mA, im Eingeschwungenen Zustand >> und einer Amplitude von 2,4 V. > Warum gibst Du die Amplitude nicht auch mit 4 Nachkommastellen an? Die Angabe von -70,871 dB ist natürlich "gewagt". In der Praxis würde man angeben "-70,9 dB" und auch das wäre schon wenig konservativ. In der Praxis (Steckbrett) könnte man dann -65 .. -75 dB messen und sollte froh sein, auf diesen Wert zu kommen. > Damit bin ich einigermaßen zufrieden. Wenn das in der Praxis herauskommt, sollte man schon SEHR zufrieden sein! Theorie (Simulation) vs. Praxis (Steckbrett)!
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Moritz (Gast) schrieb: >2. Frage: >Die Versorgung des OPs ist funktioniert einwandfrei. Es handelt sich >dabei um eine Single Supply Versorgung. Einige OPs können sowohl mit >einer bidirektionale Spannungsquelle versorgt werden, als auch im Single >Supply betrieben werden. Schau mal ins Datenblatt von dem OP. Das (beides) kann jeder 0815-OPV, wie auch bessere OPVs.
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Mohandes H. schrieb: > In der Praxis (Steckbrett) könnte man dann -65 .. -75 dB messen und > sollte froh sein, auf diesen Wert zu kommen. Ganz sicher! Aber der TO hat sich wohl verabschiedet... Gruß Rainer
Durch Zufall sehe ich das Thema wieder (nach 2 Monaten)... Moritz schrieb: > habe die Schaltung in einer ähnlichen Form zum laufen bekommen. Ich staune !! > Bei meinem oben gezeigten Bild wird das Barkhausen Kriterium > eingehalten. Ich zweifle... EIne Wienbrücke schwingt nur mit v>=3 an. Das gibt (zumindest) dein Schaltbild nicht her. Ob du im praktischen Aufbau exakt die gleichen Verhältnisse (= Schaltbild) vorliegen hast, kann ich nicht sagen (da wir kein Fernsehen haben). > Die Versorgung des OPs ist funktioniert einwandfrei. Es handelt sich > dabei um eine Single Supply Versorgung. Genau da liegt einer der Hunde begraben. Dein Schaltbild zeigt -100% sicher- jedenfalls eine duale Versorgung, nämlich V-, Gnd und V+ aus dem xxx4901 kommend. Wie wär's: Vielleicht klärst du das mal....? ;-) > Das ist nicht richtig! Es gibt diesen OP sehr wohl einzelnd zu kaufen. Von mir aus gerne... Ich werde dem jetzt nicht nachgehen. :-) Michael
Bin jetzt mal pessimistisch...wir hören vom TO nie wieder was... Gruß Rainer Dabei ist es doch mehr als interessant, einen "guten" Sinusgenerator aufzubauen. Aber sowohl die guten Ansätze, wie auch die schlechteren lösen sich in Luft auf. Ist es denn immer noch so ein großes Geheimnis??? Bin echt gefrustet (falls das gesagt werden darf...) Gruß Rainer
> 3. Deinen ausgewählten OPV gibt's m.E. nur im "Doppelpack" ... Moritz schrieb: > 3. Frage: > Das ist nicht richtig! Es gibt diesen OP sehr wohl einzelnd zu kaufen. Tja, Dual-OP oder kann man nur 2 davon kaufen ;-) > Die Versorgung des OPs ist funktioniert einwandfrei. Es handelt sich dabei um > eine Single Supply Versorgung. Einige OPs können sowohl mit einer > bidirektionale Spannungsquelle versorgt werden, als auch im > Single Supply betrieben werden. Bei so einem Hinweis glaube ich es auch nicht, daß der TO seinen Generator so oder "in ähnlicher Form" zum Laufen gebracht hat. > Genau da liegt einer der Hunde begraben. Da sind mehrere begraben ...
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Zum Testem von IEPE- Signalkonditionierern braucht es dann erstmal eine Schaltung, die mit dem eingeprägten Konstantstrom zurecht kommt ohne zu Verzerren. Es sein denn, es werden nur Geräte mit abschaltbarer Stromquelle getestet. Setzen wir mal eine Messtechnik vorraus, die >100db linear ist, dann würde ich es mit einer Soundkarte (AWG) mit Verstärker, IEPE-Simulation und Vorverzerrung versuchen. Soein Aufbau könnte dann auch weitere Parameter des DUT messen. Jim Williams von linear (jetzt AD) hat kurz von seinem Tod noch an klirrarmen Sinusgeneratoren gearbeitet. Um die Güte des Sinus zu messen braucht's einen noch besseren Sinus :) Maßstab ist wohl immer noch AudioPrecision ;). Die APnotes sind eine gute Quelle. Da weiter oben die Linearität von Piezosensoren angezweifelt wurde: Gute Quarz-Beschleunigungssensoren (z.B. der Sorte Endevco Type 2270) können über 8 Dekaden linear sein.. drüber und drunter wird es dann schwer zu messen(reproduzierbarer Anregung, Rauschen, ..) :) BTDT. Gruß Henrik
Henrik V. schrieb: > Zum Testem von IEPE- Signalkonditionierern braucht es dann erstmal eine > Schaltung,..... .... die auch schulmäßig und ordentlich funktioniert. ^^ Es geht doch erst einmal darum, die grundlegenden Fehler a) in der "Simulation" b) im realen Schaltungsaufbau zu (erkennen) und beseitigen, BEVOR man sich um Klirrfaktoren und/oder Reinheit des erzeugten Signal unterhält. Ich hatte bereits hier die Simulation angezweifelt: Michael M. schrieb: > Dein Verstärker gibt jedoch nur eine Verstärkung von > v = R4/R5 + 1 = ca. 2 her. > Der simulierter Oszillator wird also nie richtig anschwingen. ^^ > > WAS hast du da simuliert? Das Eigen-Rauschen der Brücke samt OPV? Nun behauptet der Themenersteller in seinem letzten Beitrag Beitrag "Re: low distortion Sinus Generator mit 4.5mA" , er hätte eine >einfache< Sp.-Versorgung für den OPV, was jedoch gemäß seinem Schaltbild absolut nicht nachzuvollziehen und unrichtig ist. ES kann nur so sein, dass das präsentierte Schaltbild und der uns unbekannte Probeaufbau (vermutlich deutlich) voneinander abweichen. Wenn das alles geklärt und richtiggestellt ist, sehen wir weiter.. ;-) Außerdem ist ein Sinusgenerator der besseren Klasse schon eine Herausforderung, wie ich selbst in einigen Versuchen erfahren durfte. Michael
Hallo zusammen, sobald ich etwas Zeit habe, werde ich mir die Mühe machen meine Ergebnisse umfangreich darzustellen. Beste Grüße Moritz
Henrik V. schrieb: > Jim Williams von linear (jetzt AD) hat kurz von seinem Tod noch an > klirrarmen Sinusgeneratoren gearbeitet. Um die Güte des Sinus zu messen > brau Ja. Die Herren Hewlett und Packard bauten als erstes Produkt einen klirrarmen Generator, die Uni-Abschlussarbeit von Hewlett. Im feedback arbeitete eine Glühbirne, das war die Idee. Jim Williams hat diesen Generator mit modernen Bauelementen nachgebaut. Er kommt auf einen Klirfaktor von 3ppm, was immer das heißen mag. Das Buch heißt 'Analog circuit design' und ist bei Google teilweise zu sehen. Der Artikel lautet 'Max Wien, Mr. Hewlett and a rainy sunday afternoon'. Lehrreich und amüsant. Cheers Detlef
Detlef _. schrieb: > Er kommt auf einen Klirfaktor von 3ppm, was immer das heißen mag. 3 ppm sind 0,003 Promille oder 0,0003 %. Oder -110 dBc (auf Spannung bezogen).
Soul E. schrieb: > Detlef _. schrieb: > >> Er kommt auf einen Klirfaktor von 3ppm, was immer das heißen mag. > > 3 ppm sind 0,003 Promille oder 0,0003 %. Oder -110 dBc (auf Spannung > bezogen). Yo. Oder -55dB auf Leistung bezogen. Genau das war die Frage. Cheers Detlef
Moritz schrieb: > sobald ich etwas Zeit habe, werde ich mir die Mühe machen meine > Ergebnisse umfangreich darzustellen. Ja, das wäre super! Weil, das Problem ist interessant und alles anders als trivial. Punkt 1: die Versorgung ist ja nach Schaltbild unipolar. Der TPS7A4901 erzeugt aus den 23 V eine bipolare Spannung, welche aber nur als Hilfs- bzw Referenz verwendet wird. Punkt 2: Die 23 V Versorgung werde durch den CMJ4500 strombegrenzt auf 4,5 mA. Ist das tatsächlich notwendig? Wenn ich das richtig verstehe, läßt der IEPE-Standard auch Stöme von bis zu 20 mA zu. Einen sehr guten Sinus-Oszillator zu bauen ist nicht trivial, da macht es jede weitere Einschränkung noch schwerer. Punkt 3: Schleifenverstärkung Wien-Generator >3 dB. In der Beschaltung des OP sind es max. 2 dB ==> ? Punkt 4: Die wichtigsten Kenndaten des Oszillarors würde ich noch mal auflisten: Rauschen, Klirrfaktor, Amplituden- & Frequenzgang über Zeit und Temperatur. Das sid soo ein Punkte, die mir gerade ins Auge springen.
...warte auch gespannt und wie gesagt, die 4,5mA sind im Hinblick auf die anderen Daten erst mal nebensächlich...soll heissen, wenn der Oszillator wirklich gut ist, dann kann man an die Stromaufnahme denken. Gruß Rainer
Detlef _. schrieb: > Das Buch heißt 'Analog circuit design' und ist bei Google teilweise zu > sehen. Der Artikel lautet 'Max Wien, Mr. Hewlett and a rainy sunday > afternoon'. Den Artikel gibt es z.B. hier www.introni.it/pdf/Williams 07 - Book Chapters.pdf
Was ich nicht verstehe: Die Schaltung soll vom IEPE-Messaufnehmer mit 23V 4mA versorgt werden. Gute IEPE Messaufnehmer/Signalkonditionierer geben dann eine Fehlermeldung raus. Du sagt du willst den Sensor mit einem Signal speisen um ihn zu prüfen... Soll dabei auch gemessen werden? Mit dem IEPE-Messaufnehmer? Der erwartet etwa 12V Bias +- Signal, soll aber gleichzeitig die 23V liefern? Wenn das schon eine Kiste mit Knöpsche zum drehen werden soll, spendier ihr eine eigne Spannungsversorgung.
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