Announcement: there is an English version of this forum on Werte Forumsgemeinschaft Für eine Messaufgabe habe ich die Idee einen Flankendiskriminator aufzubauen. Er würde aus einem Reihenschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von ca. 1MHz bestehen. Mit 920 kHz soll dieser Schwingkreis, auf dem kapazitiven „Ast“ der Resonanzkurve, angeregt werden. Aus den mechanischen Gegebenheiten ergibt sich eine Kapazität von 4pF, was eine Induktivität von 2,11mH verlangt um bei 1MHz Resonanz zu erreichen. Wo ich mich jetzt richtig schwer tue ist die Wahl der Induktivität. Bedrahtete Festinduktivitäten haben selbst ein Resonanzverhalten, das in der Größenordnung von 1MHz liegt. Die massig angebotenen Induktivitäten für Schaltnetzteile dürften für solche eine Messanwendung auch nicht wirklich geeignet sein. Bleiben noch Schalenkerne die man selbst wickeln könnte und mittels Ferritkern abgleichen kann. Nur zeigen diese noch ein sauberes induktives Verhalten bei 1MHz oder sind diese mit diesen Frequenzen nicht auch überfordert? Finde dazu leider keine aussagekräftigen Datenblätter, wohl aber Angaben, dass die Grenzen so im Bereich von 200kHz liegen sollen. Auch bräuchte ich ordentlich Windungen um die 2,11mH zu erreichen, was wahrscheinlich ein nicht unerhebliches C entstehen lässt, so dass es mit der reinen Induktivität nicht mehr so weit her sein dürfte. Zusammenfassend: Welche Spule nehme/baue ich um eine Induktivität (ca. 2mH) mit hoher Güte bei 1MHz zu erhalten? Herzlichen Dank für Anregungen und Informationen
https://www.mikrocontroller.net/attachment/657304/Detektorradio_Workshop.pdf#page=17 "Spinnennetz-Spulen" S. 17-18 sollen im Mittelwellenbereich besonders hohe Güte haben.
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Michael schrieb: > Aus den mechanischen Gegebenheiten > ergibt sich eine Kapazität von 4pF, was eine Induktivität von 2,11mH > verlangt um bei 1MHz Resonanz zu erreichen. Das wird so nichts! Die Spule zusammen mit deinem Schaltungsaufbau wird sicher mehr als die 4pF Streukapazität haben. Also mit der Induktivität um den Faktor 100 herunter, damit du handelbare Kapazitäten bekommst. Im Bereich zwischen 10 bis 500pF gibt es gut bedienbare Dreh- oder Trimmkondensatoren!
Helmut -. schrieb: > Michael schrieb: >> Aus den mechanischen Gegebenheiten >> ergibt sich eine Kapazität von 4pF, was eine Induktivität von 2,11mH >> verlangt um bei 1MHz Resonanz zu erreichen. > > Das wird so nichts! Die Spule zusammen mit deinem Schaltungsaufbau wird > sicher mehr als die 4pF Streukapazität haben. Also mit der Induktivität > um den Faktor 100 herunter, damit du handelbare Kapazitäten bekommst. Im > Bereich zwischen 10 bis 500pF gibt es gut bedienbare Dreh- oder > Trimmkondensatoren! Da hast du auf den ersten Blick sicher recht und ich muss eingestehen, dass ich prompt nicht korrekte Angaben gemacht habe. Die Kapazität beträgt tatsächlich 4pF, allerdings an Luft. Im Betrieb wird der Kondensator mit Hydrauliköl umströmt, das ein Epsilon von 3 hat, so dass die Kapazität bei 12pF liegt, zu der dann auch die Induktivität von 2mH für eine Resonanzfrequenz von ca. 1MHz passt. Es geht hier nicht um einen Detektorempfänger, sondern das Epsilon des Öls soll bestimmen werden. Der mechanische Aufbau des Kondensators ist so ausgefuchst, dass er die 4pF bzw. 12pF hat. Und genau darum geht es, diesen Kondensator durch Unzulänglichkeiten der Spule und natürlich des Aufbaus nicht absurdum zu führen. Viele Grüße Michael
Ja wenn du die Kapazität eines Kondensators bestimmen wilst, finde ich den Ansatz mit Flankendiskriminator aber ungenau. Warum baust du nicht einfach einen Oszillator mit stabiler Spule (es gibt Keramikrohre mit eingebrannten Silberspulen) und misst die Oszillatorfrequenz? Wenn der ganze Oszillator möglichst temperaturkonstant aufgebaut ist (z.b. in Syropor eingepackt), sollte sich die Kapazitätsänderung recht einfach über die Frequenzänderung messen lassen. Muss ja nicht bei nur 1MHz sein.
Nimm ein Plastikrohr aus dem Baumrkt 30mm Durchmesser (Installationsrohr), wickel da 50 Windungen Kupferlackdraht 0,8mm drauf. Mit ein 800pF Kondensator ergibt das etwa 900kHz Resonanzfrequenz. Mit 4pF zu arbeiten ist unpraktisch, weil die parasitäre Kapazität der Spule schon viel größer ist. Du kannst Aluminium-Platten mit Abstandshalter, vielleicht so 1mm stapeln, so das 800pF rauskommt. Diesen Stapel kannst du dann im Öl tauchen und beobachten was dann passiert.
Herzlichen Dank für eure Anregungen. Im großen und ganzen bin ich durch eure Vorschläge bereits durchgegangen. Heute läuft die Schaltung tatsächlich mit einem stabilen Oszillator, aber selbst dieser braucht einiges an Kompensation, damit wir über der Temperatur ein stabiles Messergebnis bekommen. Die ganze Sache ist auch bereits im Einsatz. Da der Aufwand für ein stabiles Messergebnis aber im Moment recht hoch ist, bin ich halt immer auf der Suche nach einer vielleicht einfacheren Lösung. In der Theorie könnte der Flankendiskriminator ganz gut funktionieren, wenn eben die Spule der Theorie sehr nahe kommen würde. Capacitance to digital converter haben wir von Anaolg Device im Einsatz, passt aber für diese Anwendung nicht, da dort der Kondensator nicht auf GND liegen darf. Ja und obwohl diese Bauteil mit einer gegenüber der Messkapazität großen Streukapazität klar kommen, verhageln diese Streukapazitäten das Messergebnis in unserer Anwendung. Das stapeln von Platten für eine größer Kapazität habe ich schon zu genüge probiert. Mechanisch passt das aber nicht mehr so gut und die parasitären Effekte (Tk) nehmen dabei gewaltig zu. Da ändert sich die Kapazität durch mechanische/thermische Einflüsse wenn nicht ein hoher mechanischer Aufwand für die Stabilität getrieben wird. Hydrauliköl kann halt auch recht heiß werden. Es war ein Versuch, aber wie zu befürchten passt die Theorie und die Praxis, bzw. die Bleistiftelektronik mit die realen Elektronik nicht einfach übereinander. Herzlichen Dank und viele Grüße Michael
Wenn diese 4pF vorgegeben sind, würde ich einen Oszillator bauen mit radikal verringerter Spuleninduktivität für eine resultierende Resonanz um 100MHz.
https://www.ti.com/lit/ds/snoscz4a/snoscz4a.pdf?ts=1736448500150&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F Er kann ground referenced.
Mark S. schrieb: > für eine resultierende Resonanz > um 100MHz. Bei steigender Frequenz nehmen die parasitären Effekte des Aufbaues aber kräftig zu. Mit voluminösen Aufbau allerdings auch. 4 bzw. 12pF ist schon jetzt keine kompfortable Dimensionierung, wie man auch aus der Beschreibung des TO erkennt. Michael schrieb: > der Kondensator nicht auf GND Dann eben potentialgetrennte Auswerteschaltung und optische Übertragung der Messwerte. Oder den Vorschlag von Mark. Michael schrieb: > Oszillator, > aber selbst dieser braucht einiges an Kompensation Was aber auch kein Hexenwerk ist. Jede bessere RTC macht das stumpf nach Temperaturmessung und einmal ermittelter Tabelle. Welche Auflösung / Genauigkeit wird denn benötigt?
Christoph K. schrieb: > https://www.ti.com/lit/ds/snoscz4a/snoscz4a.pdf?ts=1736448500150&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F > > > Er kann ground referenced. Uii, der Baustein ist ja hochinteressant. Besten Dank, den müssen wir uns unbedingt vorknüpfen. Michael schrieb: > Oszillator, > aber selbst dieser braucht einiges an Kompensation >> Was aber auch kein Hexenwerk ist. >> Jede bessere RTC macht das stumpf nach Temperaturmessung und einmal >> ermittelter Tabelle. Ja, so machen wir das heute auch. >> Welche Auflösung / Genauigkeit wird denn benötigt? Genauigkeit +-5fF. (Wobei der Messbereich mit dem gewünschten Messkondensator im Bereich von 12 - 13pF liegt.) -> Aber da scheint der von Christoph genannte Baustein, auf den ersten Blick ja ganz gut zu passen. Den schaue ich mir auf jedenfall an, bevor ich weiter über Flankendiskriminatoren nachdenke. Herzlichen Dank
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Michael schrieb: > Christoph K. schrieb: >> > https://www.ti.com/lit/ds/snoscz4a/snoscz4a.pdf?ts=1736448500150&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F >> >> >> Er kann ground referenced. > > Uii, der Baustein ist ja hochinteressant. Besten Dank, den müssen wir > uns unbedingt vorknüpfen. Könnte ich dich um einen gefallen bitten: ich hab diesen und ähnliche Chips schon länger auf der Liste - wenn du damit wirklich gearbeitet hast würde ich mich über einen Erfahrungsbericht freuen! Grüße
Christoph K. schrieb: > Michael schrieb: >> Christoph K. schrieb: >>> >> > https://www.ti.com/lit/ds/snoscz4a/snoscz4a.pdf?ts=1736448500150&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F >>> >>> >>> Er kann ground referenced. >> >> Uii, der Baustein ist ja hochinteressant. Besten Dank, den müssen wir >> uns unbedingt vorknüpfen. > > Könnte ich dich um einen gefallen bitten: ich hab diesen und ähnliche > Chips schon länger auf der Liste - wenn du damit wirklich gearbeitet > hast würde ich mich über einen Erfahrungsbericht freuen! > > Grüße Kann ich gerne machen. Habe unseren Einkauf darauf angesetzt. Viele Grüße Michael
https://www.schiessle.de/emt1/MessKleinKap/MessKleinKap1.htm https://www.sciosense.com/capacitance-to-digital-converters/
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