Starkes Schwingen in Schaltung - ich blicks nicht

[Anfänger84 (Gast)]

Hallo,

für ein Hochschulprojekt entwickel ich gerade eine Schaltung (besser 
gesagt ich versuche es..), welche einen Piezovernebler automatisch mit 
der Resonanzfrequenz anregen soll.
Dafür soll der Vernebler mit einem Rechteckimpuls angesteuert werden, 
wodurch er beim ersten Ladevorgang überschwingt. Das erste 
Zurückschwingen des Verneblers will ich erkennen (mit einen Komparator, 
welcher über einen Shunt erkennt, ob der Vernebler gerade geladen oder 
entladen wird) und in diesem Moment den Vernebler wieder komplett 
entladen (H-Brücke am Komparator).

Im aktuellen Testaufbau steuere ich den Vernebler mit einem 
Rechtecksignal an (Funktionsgenerator) und schaue, ob der Komparator das 
Zurückschwingen erkennt.
Im Simulator funktioniert das auch einwandfrei, aber bei meiner 
aufgebauten Schaltung habe ich eine starke hochfrequente Schwingung 
welche mir meine gesuchte Schwingung komplett überdeckt (siehe 
angehängtes Bild vom Oszi).

Im Anhang der aktuelle Schaltplan mit der dazugehörigen Simulation. Das 
Einschwingen des Verneblers ist sauber zu sehen, das erste 
Zurückschwingen wird vom Komparator zuverlässig erkannt.

Woher kommt dieser krasse Unterschied zwischen Sim und realer Schaltung?

[Bernhard S. (b_spitzer)]

Dämpfung des Piezos

[Anfänger84 (Gast)]

Weil mans auf dem Anhang nicht sieht:

Die Schwingung des Verneblers in der Simulation hat ca. 120kHz. Die 
Hauptschwingung meiner Schaltung ein Vielfaches davon und auch sehr viel 
größere Amplituden als in der Simulation.

[Bernhard S. (b_spitzer)]

Resonanz auf Eigenfrequenz des Piezos. Da stimmt dann wohl Dein Modell 
nicht...

Übrigens kann das Scope vermutlich Screenshots direkt auf USB speichern. 
Da braucht es keine zu groß geratenen unscharfen und unvollständigen 
Handyaufnahmen.

[Jens M. (Gast)]

Anfänger84 schrieb:
> Woher kommt dieser krasse Unterschied zwischen Sim und realer Schaltung?

Woher hast du die Daten des Piezoersatzschaltbildes? Original spice 
modell vom Hersteller? Die Widerstands- und Induktivitätswerte wirken 
auch etwas abenteuerlich.

Ein Piezo ist m.W. ein mechanisches Bauteil das elektrisch erregt wird 
und dann eine eine Piezospannung erzeugt. Diese ist in erster Linie von 
der Geometrie des Piezos abhängig.

Dein Rechteckimpuls sollte auch sauber zu sehen sein, der Rückwirkimpuls 
ist um etliches kleiner.

Bei Echoloten werden übrigens Bursts mit ~600V erzeugt um überhaupt ein 
sattes Signal zu bekommen. Das kommt dann im mV Bereich zurück.

[Simon K. (simon)]

Wer hat sich denn die Schaltung ausgedacht? Ich halte es für nicht 
besonders sinnvoll den 18R Widerstand von 60V über einen IRF530N 
kurzzuschließen...

[Anfänger84 (Gast)]

Danke für die ganzen Atworten.

Bernhard Spitzer schrieb:
> Resonanz auf Eigenfrequenz des Piezos. Da stimmt dann wohl Dein Modell
> nicht...

Jens Martin schrieb:
> Woher hast du die Daten des Piezoersatzschaltbildes? Original spice
> modell vom Hersteller?

- Das Ersatzschaltbild des Verneblers ist vom Hersteller und nicht 
komplett falsch. Zumindest stimmt die echte Resonanzfrequenz des 
Verneblers (hier zeigt sich die stärkste Nebelentwicklung) mit der des 
Ersatzschaltbildes überein.


Simon K. schrieb:
> Wer hat sich denn die Schaltung ausgedacht? Ich halte es für nicht
> besonders sinnvoll den 18R Widerstand von 60V über einen IRF530N
> kurzzuschließen..

Die Schaltung ist von mir und soll gerade nur dem Zweck dienen die 
Sprungantwort des Verneblers erkennbar zu machen. Bis jetzt überlebt der 
Widerstand klaglos, habe allerdings auch einen DutyCycle von nur 0,1%!
Als Highside wär der MosFet bestimmt besser, aber ich wollte die ganze 
zusätzliche Beschaltung (Bootstrap o.Ä.) umgehen.

[Günter Lenz (Gast)]

> Anfänger84 schrieb:
Im Simulator funktioniert das auch einwandfrei, aber bei meiner
aufgebauten Schaltung habe ich eine starke hochfrequente Schwingung
welche mir meine gesuchte Schwingung komplett überdeckt (siehe
angehängtes Bild vom Oszi).

Das sind Oberwellen die der Piezokristall nach einem
Rechteckimpuls erzeugt. Das ist vergleichbar mit einer
Glocke die man anschlägt, die erzeugt dann auch ein
Frequenzgemisch mit vielen Oberwellen.