Liebe Forenmitglieder, ich bin Physikstudent und neu in diesem Forum. Seit einiger Zeit lese ich hier die verschiedensten Beiträge, und finde es toll, daß so viele engagierte Bastler ihre Erkenntnisse veröffentlichen und sich gegenseitig weiterhelfen. Womit wir auch schon beim Thema wären: ich brauche Eure Hilfe! Für ein Projekt an der TU brauche ich einen bestimmten Aufbau, den ich hier mal kurz umreiße. Ich habe einen Schwingkreis, der aus bestimmten Gründen seine Resonanzfrequenz um bis zu 20% variiert. Diesen Schwingkreis möchte ich, entkoppelt durch einen Trafo, mit einem Rechtecksignal speisen. Dieses Signal soll in Amplitude und Frequenz einstellbar sein. Klar, das erledigt mir ein Funktionsgenerator. Nun variiert die Schwingkreisfrequenz aber wie gesagt. Also benötige ich eine automatische Regelschleife, die mir mein generiertes Speisesignal ständig - möglichst in (Fast-)Echtzeit - an die Schwingkreisfrequenz anpasst. Dazu fallen mir zwei Ansätze ein: - über einen PLL - über einen AFC Könnte mich einer der beiden Ansätze zum Ziel bringen, oder brauche ich etwas ganz Anderes? Abb. 1 zeigt den Aufbau schematisch. Könnte ich mir – mit recht bescheidenen Programmierkenntnissen - z.B. aus folgenden Dingen was Brauchbares basteln? 1.http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=16755 2.http://www.elv-downloads.de/service/manuals/DDS110/73756_DDS110_km.pdf (Datenblatt zu 1.) 3.http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=6325 („einfaches“ 1.) 4.http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm Bzw. hat vielleicht Jemand einen Ansatz, den ich dann weiterentwickeln kann? Vielen Dank im Voraus an Alle, die antworten und mir weiterhelfen! uxo
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Dolf Steinmeyer wrote: > Für ein Projekt an der TU brauche ich einen bestimmten Aufbau, den ich > hier mal kurz umreiße. Ich habe einen Schwingkreis, der aus bestimmten > Gründen seine Resonanzfrequenz um bis zu 20% variiert. Diesen > Schwingkreis möchte ich, entkoppelt durch einen Trafo, mit einem > Rechtecksignal speisen. Wieso ein Rechtecksignal über einen Trafo? Das mit der PLL ist schon ein ganz vernünftiger Ansatz ^^ Apropos: von welchen Frequenzen sprechen wir hier? Hertz od. Megahertz od. gar Giga?
OK, wenn ich das jetzt richtig verstanden habe soll über einen Trenntrafo (galvanische Trennung, oder wozu dient der Trafo ? ) ein Schwingkreis via PID Regelung o.ä. auf eine bestimmte Frequenz eingestellt und dauerhaft nachgeregelt werden. Was ist das für ein Schwingkreis und wie kommen die Abweichungen zustande ? Durch den Trenntrafo kann es zu ungewünschten Verfälschungen kommen. Eventuell wäre eine Trennung via Optokoppler sinnvoller. Wie Jürgen G. schon treffend fragte, um welche Frequenzbereiche handelt es sich und wie schnell muß eine Nachregelung erfolgen ? Im unteren kHz Bereich würde wahrscheinlich sogar ein einzelner µC mit ein paar MHz ausreichen, vor allem mit integrierter PWM läßt sich schnell ein Recheck-Generator aufbauen. Die DDS dient ja eher dazu einen Sinus respektive andere Wellenformen aus einer Tabelle dynamisch zu generieren, für Rechteck ist das Overkill. Also einfach etwas mehr über das Projekt schreiben und man kann eher sagen was sinnvoll ist und was nicht. DDS wäre für Rechteck sicherlich die falsche Wahl.
Das Rechtecksignal stellt gepulsten Gleichgstrom dar. Den möchte ich wie gesagt auch in Amplitude und Frequenz variieren können. Ich will also keinen Wechselstrom, sondern eben gepulsten Gleichstrom. Die Frequenzspanne, die Du ansprichst, ist recht groß: einige Hz bis zumindest mehrere hundert kHz. (<= 1 MHz) Meinst Du eines der von mir im ersten Beitrag verlinkten Geräte ließe sich mit "vertretbarem" Aufwand dahingehend modifizieren?
Wird denn dein Schwinglreis schon fremderregt oder soll das durch deine Schaltung geschehen. Wenn letzteres, so nimm deinen Schwingkreis als Frequenzbestimmendes Glied in einem Oszilator (z.B. Colpitts). Einfacher gehts nicht. Richtig dimensioniert schwingt der automatisch auf der richtigen Resonanzfrequenz und folgt dieser wenn sie wandert (d.h. solang keine unerwünschten Nebenresonanzen vorliegen. Aber ohne genaure Angaben über deinen Schwingkreis ist alles nur raten ...
Moin, du möchtest also dem Schwingkreis keine Frequenz aufzwingen, sondern willst nur die Verluste ersetzen, so dass dieser auf seiner (momentanen) Resonanzfrequenz dahinschwingen kann(?). Ist der Schwingkreis denn ein System, das so sein muß/in das du nicht eingreifen kannst? Wie wäre es sonst mit einer Meißnerschaltung ? Ist sehr einfach und dein Trafo ist gleichzeitig die Spule. Sieh dir auch mal die Colpits- und Hartleyschlatung an. Vielleicht ist da was dabei. Ansonsten: Du kannst über einen Trafo keinen Gleichstrom übertragen! Bastler
Bastler wrote:
> Ansonsten: Du kannst über einen Trafo keinen Gleichstrom übertragen!
Naja, das mit den Rechtecksignalen geht schon, allerdings ist das Üraxis
der SNT's und das hat mit dem gar nix zu tun xP
Eine einfache Oszillatorschaltung... es wurden bereits mehrere
breitbandige genannt... ist sicherlich die einfachste Lösung...
Du musst erklären um was es bei deiner Idee geht, sonst ist ein helfen
ziemlich schwer...
Ja, der Trafo dient der galvanischen Trennung und dem hochtransformieren der Spannung. Der Schwingkreis ist einstweilen denkbar einfach gehalten mit nur einer Spule und einem Kondensator, dessen Elektrolytzusammensetzung sich allerdings ändert. Dadurch kommt es zu besagter Frequenzänderung. Daß es durch den Trafo zu Verfälschungen kommt stimmt leider, die fallen aber relativ marginal aus. Der Frequenzbereich liegt bei einigen Hz bis zumindest mehrere hundert kHz. (<= 1 MHz) Die Nachregelung sollte so instantan wie möglich sein, ein geringer Verzug bringt mich aber auch nicht um. Wenn man den Rechteckgenerator auch einfacher bauen kann, und er trotzdem in besagtem Frequenzbereich relativ exakt arbeitet, ist mir das natürlich recht. Wie leicht ließe sich ein derartiger Generator mit einem PLL, den Jürgen ja als gangbaren Ansatz einstufte, erweitern?
http://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/pll/pll.html http://de.wikipedia.org/wiki/Colpitts-Schaltung und ein wenig Regelungstechnik & höhere Mathematik xP
kopfkratz Wie wäre es denn wenn Du einfach mal eine einfache Skizze als JPG von Deinem Schwingkreis der "nachgeregelt" werden soll hier hineinstellst ? Dann wird's vielleicht klarer :-)
Man könnte vollgendes versuchen (Sehr aufwendig!): Schwingkreis an die Sekundärseiteseite (Hochspannungsseite) und an die Primärseite einen Verstärker, der ein Signal von einem einstellbaren Sinusgenerator verstärkt. Über der Primärseite Spannung und Strom messen. Wenn die Resonanzfrequenz errreicht ist, wird sich der Schwingkreis wie ein ohmscher Widerstand verhalten und Spannung und Strom werden in Phase sein. Die Reglerschaltung (Pi-Regler) muss die Freuenz erhöhen, wenn der Strom voreilt und verringern, wenn der Strom nacheilt. Die Hauptinduktivität des Trafos pfuscht mit in die Resonanzfrequenz rein, aber wenn sich der Spulenwert eh nicht ändert ist das ja egal(?). Problem: Die Spannung über dem Trafo muss ebenfalls geregelt werden, da mit fallender Frequenz und konstanter Spannung der Strom im Trafo stark ansteigen würde und diesen in die Sättigung treiben kann. U/f-Regelung muss also her. DAs war ein Schnellschuss nach 2 Bier, hoffe es ist zuviel Schrott dabei ;-) Bastler
Bastler wrote: > Moin, du möchtest also dem Schwingkreis keine Frequenz aufzwingen, > sondern willst nur die Verluste ersetzen, so dass dieser auf seiner > (momentanen) Resonanzfrequenz dahinschwingen kann(?). Genau so ist es. Ich schaue mir gerade die von Euch vorgeschlagene Colpitts-Schaltung an. Mein Ziel ist genau das, was Bastler mit obigem Zitat sehr gut zum Ausdruck bringt. Zusätzlich muß es aber möglich sein, möglichst hohe Spannungen auf den Kondensator zu bekommen - und zwar so, daß sich das Potential am Kondensator nicht umpolt. Also muß noch eine Diode rein. Läßt sich das mit erwähnter Colpits-Schaltung realisieren?
Dolf Steinmeyer wrote: > Zusätzlich muß es aber möglich sein, möglichst hohe > Spannungen auf den Kondensator zu bekommen - und zwar so, daß sich das > Potential am Kondensator nicht umpolt. Also muß noch eine Diode rein. So wird das nix. Ein Schwingkreis erzeugt immer eine negative Spannung. Die einzeige Möglichkeit das zu umgehen ist, einen weiteren Kondensator in Reihe zu schaltung und so ein Offset hinzuzufügen.
Was willst du genau machen? Im Grunde doch nur die Kapazizätsänderung des Kondesators detektieren, oder? Falls es das ist, geht das einfacher.
Wie sieht's mit meinem ursprünglichen Vorschlag aus? Funktionsgenerator (welcher Bauform auch immer) speist Rechtecksignal in den Schwingkreis (über Trafo). Ich greife die Frequenz des Schwingkreises ab, vergleiche sie mit der des Funktionsgenerators, und lasse das Signal des FG durch einen PLL an die Schwingkreisfrequenz angleichen. Ist das praktikabel? Läßt sich das mit moderatem Aufwand bewerkstelligen?
Dolf Steinmeyer wrote: > Wie sieht's mit meinem ursprünglichen Vorschlag aus? > Funktionsgenerator (welcher Bauform auch immer) speist Rechtecksignal in > den Schwingkreis (über Trafo). Ich greife die Frequenz des > Schwingkreises ab, vergleiche sie mit der des Funktionsgenerators, und > lasse das Signal des FG durch einen PLL an die Schwingkreisfrequenz > angleichen. > Ist das praktikabel? Läßt sich das mit moderatem Aufwand > bewerkstelligen? Dann wirst du immer die Frequenz des Funktionsgenerators messen, (außer eventuell irgendwelche Oberschwindungen, falls die genau in die Resonanzfrequenz fallen).
Benedikt K. wrote: > Dolf Steinmeyer wrote: >> Wie sieht's mit meinem ursprünglichen Vorschlag aus? >> Funktionsgenerator (welcher Bauform auch immer) speist Rechtecksignal in >> den Schwingkreis (über Trafo). Ich greife die Frequenz des >> Schwingkreises ab, vergleiche sie mit der des Funktionsgenerators, und >> lasse das Signal des FG durch einen PLL an die Schwingkreisfrequenz >> angleichen. >> Ist das praktikabel? Läßt sich das mit moderatem Aufwand >> bewerkstelligen? > > Dann wirst du immer die Frequenz des Funktionsgenerators messen, (außer > eventuell irgendwelche Oberschwindungen, falls die genau in die > Resonanzfrequenz fallen). Oberwellen hauptsächlich... einen Rechteck über einen Trafo zu bringen ist das Problem... Ausserdem einen Schwingkreis mit Rechtecken zu bepulvern ist absoluter Schwachsinn... da muss ein Sinus her... Ausserdem wieso eigentlich die Hochspannungsseite? Mit mehr Hintergrundinfos ginge das ganze viel einfacher...
Das Rechtecksignal brauche ich deswegen, weil ich ja gepulste Gleichspannung verwende. Keine Welchselspannung; kein Nulldurchgang. Gepulsten Gleichstrom als Sinusschwingung gibt's ja wohl nicht, oder liege ich da ganz daneben? Wir sind ja selbst noch in der Konzeptionsphase, deshalb gibt's leider einfach noch nicht viel mehr Hintergrundinfos. Konzeptionell haben wir einfach einen Schwingkreis mit einem ElKo, einer Spule, und einer Diode, die verhindern soll, daß sich die Polarität am ElKo ändert, und die den Ladevorgang unterstützen soll. Also das ganze ist eigentlich so etwas wie ein Kondensatorladegerät mit "Triggerfunktion", nur daß es mit höheren Frequenzen umgehen können soll als kommerziell erhältliche Varianten. Also statt durch 60 Hz max. begrenzt zu sein, möchten wir wie gesagt bis zu mehreren 100 kHz gehen. Das Ganze wollen wir eben wie erwähnt dadurch realisieren, daß wir die Eingangsspannung, eine gepulste Gleichspannung - daher eben das Rechtecksignal - über einen Trafo hochtransformieren, und dann in den entkoppelten Schwingkreis einspeisen. Und sinnvoller Weise soll der SK in seiner Resonanzfrequenz schwingen. Könnt Ihr mir dazu ein paar Tipps geben? df/dt soll, nachdem sich das Ganze eingeschwungen hat, eher klein bleiben; aber "geringfügige" Abweichungen sind durchaus möglich. Gruß, uxo
hi, bist du an der tu-berlin? wenn ja, können wir uns mal auf´n bier treffen und ich versuche euch zu helfen. habe selber früher mal physik an der tu-berlin studiert. einfach ´ne sms schreiben: 0178-398 32 94 gruß
hi. Ich weiß was du machen willst. Dasselbe habe ich nämlich auch vor. Deshalb bin ich wahrscheinlich auch auf deinen (für mich sehr interessanten) Post gestossen. Bei der Resonanzfrequenz ist der Wid. des Schwingkreises doch minimal, ergo Strom maximal. (Allerdings weiß ich nicht, ob das wirklich gewünscht ist) Man könnte doch vor beginn den ganzen (od. nur einen Teil des) Frequenzbereiches durchgehen, dabei den Strom messen und daraus die richtige Frequenz bestimmen. Natürlich geht das auch im laufendem Betrieb, wenn man die Frequenz nur wenig ändert, dann den Strom wieder nachmisst, und so sich kontinuierlich der Resonanzfrequenz nähert. PS: Wir könnten ja Erfahrungen zu dem Thema austauschen, sobald die ersten Ergebnisse da sind. lg Josef
Ein AFC haelt einen VCO so, dass er optimal mit dem Resonator uebereinstimmt. Das macht man, indem man dem VCO Seitenbaender mitgibt. Die reflektierten Seitenbaender muessen gleich sein, dann ist die VCO frequenz mittig im Resonator.
( hab noch nicht alles gelesen) ist der Schwingkreis ein Eintor oder ein Zweitor? Bei letzterem könnte man die Phasenlage zwischen Ein- und Ausgang nachregeln, das hat ein Kollege vor Jahren mit einem Hohlraumresonator mal so gemacht. Der Phasendurchgang ist wesentlich präziser zu erfassen als ein Amplitudenmaximum.
Ein Eintor ? Ein AFC mit den Seitenbaendern ist auch recht gut. Wir kamen mit weniger als -50dBc hin.
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Hallo Dolf oder Josef. Ich denke mal ihr versucht die Schaltung nachzubauen richtig? Falls jemand das Thema abonniert hat könnt ihr ja hier schreiben ob und wie ihr weitergekommen seid. Es versuchen ja nun eine ganze Reihe von Leuten das hinzukriegen. Gruß Peter
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