ich habe folgende kleine Schaltung in LTspice durchsimuliert. Dabei sind ein paar Fragen entstanden:
Warum steigt der Kollektorstrom Ic(Q1) in der Simulation bereits bevor die Spannung V(inC2) und damit UBE die 0,7V übersteigt? Laut Fachliteratur beträgt ja die Durchlassspannung einer Diode immer 0.7V. Warum sinkt der Kollektor bei ca. 1,9ms so plötzlich, obwohl V(inC2) größer 0,7V bleibt?
Enstehen die "Zuckungen" der Spannungen V(inr2c1), V(inc2) und V(inC3r3) durch die spezifische Phasenverschiebung der drei 3 RC-Glieder (C3/R4; C2/R3; C1/R2)? Eine Schwingung würde ja erst entstehen, wenn die 3 RC-Glieder richtig angeordnet sind (Ausgangsspannung des einen RC-Gliedes gleich Eingangsspannung des anderen RC-Gliedes), die richtigen R- bzw. C-Werte vorliegen und eine Rückkopplung besteht? Diese Rückkopplung würde ja erst wirken, wenn der Transistor durchgeschalten ist?
Du musst das GND-Symbol (kleines Dreieck) an den Minus-Pol der Spannungsquelle anschließen. Das definiert wo "0" Volt (Masse) ist. Ohne Masse kommt in der Simulation nur Mist raus.
Stimmt! Mit den Gnd (habe ich mal an den Emitter platziert) kommt jetzt auch ein plausibles Ergebnis raus.
Schwingen täte es ja theoretisch nur dann, wenn der Transistor eingeschalten ist und damit eine Rückkopplung vorhanden ist? Und die Phasenverschiebung jedes RC-Gliedes wirkt nur mit den richtigen R-Wert bzw. C-Wert (klar), und wenn der Ausgang jedes RC-Gliedes auf den Eingang des darauffolgenden RC-Gliedes geschalten ist?
Ich würde auch noch die Simulationsdauer reduzieren, da LTspice die Schrittweite daran anpasst. Daher sehen die Kurven so eckig aus. Du betrachtest ja nur 15ms und nicht 5s.
Das ist kein schwingungsfähiges System - jedenfalls nicht für kontinuierliche Schwingungen.
Die zur Erfüllung der Schwingungsbedingung (Barkhausen) notwendige Phasendrehung im Rückkopplungskreis (180 Grad) wird hier nämlich erst bei einer (theoretisch) unendlich großen Frequenz erreicht (mit verschwindender Amplitude). Parasitäre Kapazitäten mögen eine kleine aber unwesentliche Rolle spielen.
So ein Oszillator mit einem Hoch- oder Tiefpass in der Rückkopplung muss immer ein Filter 3. Grades beinhalten, damit die 180 Grad Phasendrehung bei einer endlichen - und durch die Dimensionierung festlegbaren - Frequenz erfolgt, und zwar mit endlicher zu verstärkender Amplitude.
Das erst mal zum Prinzip eines Oszillators. Wie das mit dem Arbeitspunkt der gezeigten Schaltung aussieht, ist noch eine ganz andere Frage
Das ist kein schwingungsfähiges System - jedenfalls nicht für
kontinuierliche Schwingungen.
...
Wie das mit dem Arbeitspunkt der gezeigten Schaltung aussieht,
ist noch eine ganz andere Frage
R4 verhindert hier, dass C3 die gewünschte Phasenverschiebung erzeugt.
C3 (links) müsste direkt mit Minuspotential verbunden werden.
R4 sollte zwischen inC3R3 und Minus angeschlossen werden. Das ergibt mit R2 einen Spannungsteiler an der Basis und sorgt für höhere Amplitude am Kollektor.
Langeweile? Es sollte sich langsam rumgesprochen haben dass es im
deutschsprachigen Ausland Gegenden gibt wo diese Ausdrucksweise üblich
ist.
Wenn ich 'geschalten' lese, dreht sich auch mir regelmäßig der Magen um.
Ich finde, man sollte sich um Hochdeutsch bemühen, wenn man postet.
Wenn icke hier anfangen würde ßu balinahn, fändet ihr ditt ooch nich juut!
Wenn ich 'geschalten' lese, dreht sich auch mir regelmäßig der Magen um.
Mal ganz abgesehen von der sprachlichen Seite (die ich für nicht ganz so relevant halte) - die obige Aussage mit dem Transistor, der "eingeschalten" sein muss, zeigt, dass der BJT als quasi-linearer Verstärker noch nicht so ganz verstanden wurde (viele denken ja irrtümlich, dass der BJT urplötzlich bei Ube=0,7V "eingeschaltet" werden würde).
Der Kollektorstrom hängt in Form einer e-Funktion von Ube ab - das ist alles, was man verinnerlichen sollte (und dass folglich auch schon bei Ube<0,7V ein Strom fließt und der Transistor folglich nicht sperrt).
Aus einem geheimen Buch, oder wie? Warum immer diese Salamitaktik?
Kommt mir fast vor wie diese nichtssagenden Überschriften: "Als er das tat passierte das!"
Nachtrag: natürlich schreiben auch die Süddeutschen und die angrenzenden deutschsprachigen Ausländer "geschaltet", auch wenn sie es "geschalten" (oder genauer "gschalda") aussprechen. Sonsch kennt ma da ganza Reschd jo oifach au so schreiba wia man schwätzt! Odr it?
Ich habe diese Schaltung aus einen Buch. Ist also keine Troll-Schaltung!
Aber eine nicht schwingende Schaltung.
Dass die Phasenverschiebung zum Schwingen nicht ausreicht, hat schon Lutz V. geschrieben.
Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung erfüllt. Die Amplitude ist aber klein.
Im letzten Beitrag angehängt: Änderungen für höhere Amplitude.
Das rettet den Freitags-Thread auch nicht mehr. Du bist wohl
einer der Wenigen die noch nicht die Scheuklappen abgenommen
haben um über den Tellerrand hinauszublicken.
Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
erfüllt.
Leider reicht das nicht aus.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
erfüllt.
Leider reicht das nicht aus.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
erfüllt.
Leider reicht das nicht aus.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Für einen Sinus
Ja - die Schwingbedingung (Barkhausen) gilt (theoretisch) nur für einen sinusförmigen Verlauf des Ausgangssignals.
Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
erfüllt.
Leider reicht das nicht aus.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Für einen Sinus
Ja - die Schwingbedingung (Barkhausen) gilt (theoretisch) nur für einen
sinusförmigen Verlauf des Ausgangssignals.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Der ist doch dritter Ordnung.
Zumindest bei der steigenden Flanke am Kollektor schiebt auch R1C1. Dann ist bei irgendeiner Frequenz die Schwingbedingung erfüllt.
Die Eigenschaften des Transistors spielen sicherlich auch noch eine merkliche Rolle. Sonderlich stabil wird die Frequenz also nicht sein.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Der ist doch dritter Ordnung.
Zumindest bei der steigenden Flanke am Kollektor schiebt auch R1C1. Dann
ist bei irgendeiner Frequenz die Schwingbedingung erfüllt.
Die Eigenschaften des Transistors spielen sicherlich auch noch eine
merkliche Rolle. Sonderlich stabil wird die Frequenz also nicht sein.
Bernhard
Ein Tiefpass dritter Ordnung benötigt drei RC-Glieder - da führt kein Weg vorbei! Ein Tiefpass zweiter Ordnung (mit zwei RC-Gliedern) kann die Schwingbedingung erst (theoretisch) bei unendlicher Frequenz erreichen (mit Amplitude gegen Null - also unwirksam).
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
Der ist doch dritter Ordnung.
Zumindest bei der steigenden Flanke am Kollektor schiebt auch R1C1. Dann
ist bei irgendeiner Frequenz die Schwingbedingung erfüllt.
Die Eigenschaften des Transistors spielen sicherlich auch noch eine
merkliche Rolle. Sonderlich stabil wird die Frequenz also nicht sein.
Bernhard
Ein Tiefpass dritter Ordnung benötigt drei RC-Glieder - da führt kein
Weg vorbei! Ein Tiefpass zweiter Ordnung (mit zwei RC-Gliedern) kann die
Schwingbedingung erst (theoretisch) bei unendlicher Frequenz erreichen
(mit Amplitude gegen Null - also unwirksam).
Also, ich sehe dort drei Kondensatoren und etliche Widerstände.
Ein Tiefpass dritter Ordnung benötigt drei RC-Glieder - da führt kein
Weg vorbei! Ein Tiefpass zweiter Ordnung (mit zwei RC-Gliedern) kann die
Schwingbedingung erst (theoretisch) bei unendlicher Frequenz erreichen
(mit Amplitude gegen Null - also unwirksam).
Also, ich sehe dort drei Kondensatoren und etliche Widerstände.
Ich spreche natürlich von den Kondensatoren, die zum Tiefpass in der Rückkopplung zur Basis gehören - also von den Elementen, die die Schleifenverstärkung bilden, denn für diese gilt ja die Schwingungsbedingung.
Der Kondensator zwischen Kollektor und Emitter gehört nicht zur Rückkopplung.
Unabhängig von der Initialfrage bzw. der Sinnhaftigkeit dieser geheimen Schaltung habe ich einmal versucht einen Blick auf die Dynamik im stationären Zustand zu werfen.
Die Eigenwerte im Bild und in Tabelle:
1
eigenvalues:
2
3-element Vector{ComplexF64}:
3
-1358.5140333162153 - 4871.002957281349im
4
-1358.5140333162153 + 4871.002957281349im
5
-988.4759462774068 + 0.0im
Parameter: Original, jedoch der BC547B nicht ganz wie in LTspice (ist ohnehin egal). System linearisiert nach T=10ms.
An den (normierten) state-in-mode Werten sieht man auch, dass die Frequenz durch C1 und C2 bestimmt wird.
Unabhängig von der Initialfrage bzw. der Sinnhaftigkeit dieser
geheimen
Schaltung habe ich einmal versucht einen Blick auf die Dynamik im
stationären Zustand zu werfen.
Die Eigenwerte im Bild und in Tabelle:
eigenvalues:
3-element Vector{ComplexF64}:
-1358.5140333162153 - 4871.002957281349im
-1358.5140333162153 + 4871.002957281349im
-988.4759462774068 + 0.0im
Parameter: Original, jedoch der BC547B nicht ganz wie in LTspice (ist
ohnehin egal). System linearisiert nach T=10ms.
An den (normierten) state-in-mode Werten sieht man auch, dass die
Frequenz durch C1 und C2 bestimmt wird.
real imag frequ[Hz] C1.v C2.v C3.v
-1358,51 4871,00 775,2441 0,473 0,471 0,054
-988,47 0,020 0,011 0,967
Wie das Ding schwingen soll, ist mir ein Rätsel.
Vergleich ist angesagt:
Man muß dann ganz einfach unterscheiden ob es an der Simulation an sich liegt oder ob sie sich in der Realität genau so zeigt. Also auf dem Steckbrett aufbauen und mit dem Oszi prüfen ob sich diese Schwingung nachweisen läßt.
P.S.
wahrscheinlich läßt sie sich nicht nachweisen
Abhilfe: den Transistor aus dem Schaltplan entfernen und durch das Ersatzschaltbild ersetzen... oder das Modell ist unvollständig
--> R4 sehr verkleinern, z. B. kurzschließen, dann schwingt's.
Die Schwingamplitude ist gering, Uss ≈ 2 Ube
Dann schwingts ? Wirklich?
Mal ganz abgesehen von der Schwing-Bedingung:
Die erste Voraussetzung ist erst einmal ein vernünftiger DC-Arbeitspunkt, der hier natürlich nun gar nicht gegeben ist.
Bei Rc=10k und Ub=9v gibt ein Ruhestrom von 0,5mA am Kollektor eine Spannung von Vc=5V (vernünftiger Wert).
Mit (angenommen) B=150 folgt daraus ein Gesamtwiderstand zwischen Kollektor und Basis von etwa 1,3MegOhm!!
Man vergleiche diesen Wert mal mit den 2x27k aus der gegebenen Schaltung.
Kann man sich auch den Klirrfaktor in LTSpice anzeigen lassen?
Den bestimme ich üblicherweise selbst.
Das FFT-Diagramm zeigt für jede Frequenz die Amplitude. Meistens genügen Grundfrequenz, die zweifache und die dreifache. Alle höheren haben vernachlässigbar geringe Amplituden.
Mal ganz abgesehen von der Schwing-Bedingung:
Die erste Voraussetzung ist erst einmal ein vernünftiger
DC-Arbeitspunkt, der hier natürlich nun gar nicht gegeben ist.
Lass doch einfach mal alle Kondensatoren weg.
Dann steht an der Basis ca. 0,7 V und am Kollektor vernachlässigbar mehr, also auch ca. 0,7 V.
-> stabiler Arbeitspunkt mit Uce = 0,7 V und Ic = (9 V - 0,7 V) / 10 kOhm = 0,8 mA.
Der Transistor kann die Kollektorspannung auf 0 V runterziehen und beim Öffnen wird die Spannung auf den doppelten Wert, also 1,4 V steigen, dann fließt wieder so viel Basisstrom, dass die Kollektorspannung wieder zu sinken beginnt.
Je nach Anforderungen gibt es so viele Verbesserungsmöglichkeiten, dass von der ursprünglichen Schaltung eigentlich nichts mehr übrig bleibt.
Für einen Sinusgenerator ist die Schaltung ungeeignet.
Die ursprüngliche Schaltung schwingt ja nicht mal. Ihre Funktionen sind Bauteile und Strom/Energie zu verbrauchen und die Leute bei mikrocontroller.net zu beschäftigen.
Die ursprüngliche Schaltung schwingt ja nicht mal. Ihre Funktionen sind
Bauteile und Strom/Energie zu verbrauchen und die Leute bei
mikrocontroller.net zu beschäftigen.
Je nach Anforderungen gibt es so viele Verbesserungsmöglichkeiten, dass
von der ursprünglichen Schaltung eigentlich nichts mehr übrig bleibt.
Für einen Sinusgenerator ist die Schaltung ungeeignet.
Die ursprüngliche Schaltung schwingt ja nicht mal. Ihre Funktionen sind
Bauteile und Strom/Energie zu verbrauchen und die Leute bei
mikrocontroller.net zu beschäftigen.
Bernhard
Wollte bei mir noch die Möglichkeit mit einem Drehsteller die Frequenz zu ändern, z.b. mit einem Potentiometer. Dabei möchte ich aber auch die FFT mitlaufen lassen und nicht jedesmal händisch anstoßen.
Geht das in LTSpice?
die Frequenz zu ändern, z.b. mit einem Potentiometer.
Dabei möchte ich aber auch die FFT mitlaufen lassen
und nicht jedesmal händisch anstoßen.
Geht das in LTSpice?
Frequenz ändern: in dieser Schaltung müssen dazu drei Widerstände geändert werden. -> Kaum geeignete Schaltung für variable Frequenz.
FFT geht nur mit den Daten aus der Zeitanalyse (.tran).
Entweder über das Diagramm wie oben beschrieben oder via Befehl ".four".
.four schreibt die Ergebnisse in die Logdatei (Textformat), man braucht dazu aber die genaue Grundfrequenz. -> Bei dieser Schaltung untauglich.
