Hallo, hätte eine Frage zu dem Phasenschieber-Ozillator... Hab mir jetzt auf mehreren Seiten die Funktionsweise angeschaut, allerdings bleibt mir da eine Frage immer noch unbeantwortet... Generell heißt es durch die 3 RC-Glieder wird eine Mitkopplung erreicht, da die Phase am Ausgang um 180° verschoben wieder auf den Eingang geführt wird, und damit Phasengleich ist. Die RC - Glieder wiederum bestimmen, welche Frequenz durchgelassen wird. Was ich allerdings nicht daran verstehe, wieso das überhaupt zu einer Schwingung führt? Normalerweise kenn ich Schwingkreise, wo zwischen einer Spule und Kondensator Energie ausgetauscht wird und dieser Schwingkreis erst mal durch einen Impuls zu einer gedämpften Schwingung angeregt wird. Wie findet den aber beim Phasenschieber die Anregung statt? Warum erzeugt die Mitkopplung überhaupt eine Schwingung und treibt den Ausgang nicht einfach bis zur Übersteuerung nach dem Einschalten und lässt ihn dann auch in diesem Zustand?
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Nanu, hat noch keiner vor mir geantwortet? Zur Sättigung kann es nicht kommen, was man sich bei Betrachtung des Extremfalls vorstellen kann: Der Ausgang hat die höchstmögliche Spannung - und die Kondensatren der RC-Glieder sind auch auf diesen Spannungswert geladen. Diese hohe Spannung liegt am Eingang des invertierenden Verstärkers. Da der Verstärker nun mal die Eingangsspannung negativ verstärkt, wird der Ausgang des Verstärkers in Richtung kleinerer Spannung gehen. Also kann sich keine stabile Ausgangsspannung einstellen! Die Schaltung MUSS schwingen.
Frequenz- und Phasengang der geöffneten Schleife: Eine Schwingung setzt ein, wenn bei der Phase 0°, 360°, 720°... die Schleifen-Verstärkung >= 1 beträgt. Gibt es mehrere Frequenzen, bei denen diese Bedingung erfüllt wird, schwingt es eher bei der höheren Frequenz.
@ B e r n d W. Diese 0°, 360°, 720° sind es doch, die der TO nicht sieht. Die 0°, weil sie sowieso nicht sein können, die 180°, 540°, ... vom Phasenschieber plus den 180° vom Verstärker aber leider auch nicht. Aber wahrscheinlich wird man eh nix mehr vom TO lesen, ...
> Die 0°, weil sie sowieso nicht sein können Ein C-R-Glied ist voreilend, mit 3 davon kommt man auf -180°. Mit einem invertierenden Operationsverstärker bekommt man das bestimmt zum Schwingen. > Aber wahrscheinlich wird man eh nix mehr vom TO lesen Der kommt wieder, er hat in anderen Threads schon öfter gepostet.
B e r n d W. schrieb: >> Die 0°, weil sie sowieso nicht sein können > Ein C-R-Glied ist voreilend, mit 3 davon kommt man auf -180°. Mit einem > invertierenden Operationsverstärker bekommt man das bestimmt zum > Schwingen. > >> Aber wahrscheinlich wird man eh nix mehr vom TO lesen > Der kommt wieder, er hat in anderen Threads schon öfter gepostet. So ganz folgen jkann i Bernie schrieb: > Nanu, hat noch keiner vor mir geantwortet? > > Zur Sättigung kann es nicht kommen, was man sich bei > Betrachtung des Extremfalls vorstellen kann: > > Der Ausgang hat die höchstmögliche Spannung - und die > Kondensatren der RC-Glieder sind auch auf diesen > Spannungswert geladen. > > Diese hohe Spannung liegt am Eingang des invertierenden > Verstärkers. Da der Verstärker nun mal die Eingangsspannung > negativ verstärkt, wird der Ausgang des Verstärkers in > Richtung kleinerer Spannung gehen. Das klingt aber jetzt eher nach einer Gegenkopplung, statt einer Mitkopplung. Aber selbst bei einem Gegengekoppelten verstärker, der Schwingt ja auch nicht selbstständig, sondern die Gegenkopplung stabilisiert nur den Arbeitspunkt. Wenn ich von Mitkopplung lese höre ich aber immer, das theoretisch das Signal immer größer werden sollte, praktisch bis zur Betriebsspannung... Also hmms... Überall wo ich geschaut habe, hieß es, die Phase muss bei einem invertierenden Verstärker (Transistor in Emitterschaltung) wieder um 180 ° gedreht werden, damit man die selbe Phase hat, sprich 0° oder 360, 720° etc... Das bei einer Mitkopplung oder Gegenkopplung eine Schwingung entsteht kann ich mir nich ganz erklären... > Also kann sich keine stabile Ausgangsspannung einstellen! > Die Schaltung MUSS schwingen.
Wie unterscheidest du denn Mit- und Gegenkopplung? - Willst du einen Oszillator bauen und / oder verstehen? - Oder mit halb-verstandenen Begriffen trollen? Die Gegenkopplung benutzt ein vom Ausgang zum Eingang zurück- geführtes Signal, um über einen größeren Frequenzbereich (!) nur eine definierte Änderung des Ausgangssignals relativ zum Eingangssignal zu bewirken. Die Mitkopplung benutzt ein vom Ausgang zum Eingang zurück- geführtes Signal, um über einen größeren Frequenzbereich (!) Änderungen des Eingangssignals zu unterstützen, damit es maximal verstärkt wird. In der Realität ist das üblicherweise ein Schmitt-Trigger, der die Eingangsspannung beim Über- oder Unterschreiten vorgegebener Schwellwerte maximal verstärkt. Eine Oszillatorschaltung benutzt eine Mitkopplung, deren Wirkung nur (!) bei der gewünschten Frequenz gegeben ist. Ob dafür nun 0°, 360°, ... oder -180°, 180°, ... gebraucht werden, hängt davon ab, ob die Verstärker invertieren, oder nicht. Und wenn diese Oszillatorschaltung was taugt, benutzt sie AUCH Gegenkopplung(en), um die Verstärkung soweit zu begrenzen, dass das Ausgangssignal (die gewünschte Sinuskurve) noch sauber dargestellt wird. Dazu kann es auch gehören, den Arbeitspunkt per Gegenkopplung möglichst bei halber Betriebsspannung zu stabilisieren, um einen optimalen Aussteuerungsbereich zu erhalten.
> > Und wenn diese Oszillatorschaltung was taugt, benutzt sie AUCH > Gegenkopplung(en), um die Verstärkung soweit zu begrenzen, dass > das Ausgangssignal (die gewünschte Sinuskurve) noch sauber > dargestellt wird. Dazu kann es auch gehören, den Arbeitspunkt > per Gegenkopplung möglichst bei halber Betriebsspannung zu > stabilisieren, um einen optimalen Aussteuerungsbereich zu > erhalten. Ja warum aber fängt das Ding bei einem Phasenschieber an dadurch an zu Schwingen?! Und was hat die Mitkopplung damit zu tun. Ich will nicht rumtrollen, aber du hast davon gesprochen, dass das Ausgangssignal so zurückgeführt wird, das es wieder kleiner wird, und bei der Gegenkopplung, passiert soweit ich was das. Es wird von Mitkopplung gesprochen, aber bei einer Mitkopplung wird das Signal doch verstärkt und nicht kleiner! Du hast gesagt, es wird zurückgeführt und kleiner. Aber wo ist dann noch die Mitkopplung gegeben, und warum erzeugt diese dann eine Schwingung?! Die kann ja nicht aus dem nichts kommen, irgendwie muss das ding doch erstmal zum Schwingen angeregt werden.
> Ja warum aber ...
DARUM.
Ich habe nicht geschrieben, wie etwas nicht gehen kann,
sondern, was dazu führt, dass es funktioniert.
Zum Verständnis ist allerdings der WILLE Voraussetzung,
die millionenfach bewährte Funktion zu verstehen.
Tschüs!
Bernie schrieb: >> Ja warum aber ... > > DARUM. > > Ich habe nicht geschrieben, wie etwas nicht gehen kann, > sondern, was dazu führt, dass es funktioniert. > > Zum Verständnis ist allerdings der WILLE Voraussetzung, > die millionenfach bewährte Funktion zu verstehen. > > Tschüs! Denn willen habe ich, und das ist die dümmste Antwort die ich je gehört habe, "darum". Wenn du es nicht beantworten kannst, dann schreib doch einfach nicht, anstatt am Ende beleidigt zu sein.
matze schrieb: > Die Resonanzfrequenz wird mitgekoppelt, sonst nicht. ganz einfach Aber das ist doch ein Hochpass und kein Bandpass... warum dann nur eine Frequenz? Vllt hab ich eine Frage gestellt, die ich erst stellen kann, wenn ich was davor verstanden habe... also um das Prinzip dieses Oszillators zu verstehen. Also wie entsteht die Schwingung, und dann warum? Bitte versucht es mir zu erklären ohne irgendwas von Schleifenverstärkung etc. Auf Seiten wo ich geschaut hab, werden immer nur Bedingungen für eine Schwingung angegeben, aber nie warum das eine Schwingung auslöst.
Sebi2020 schrieb: > Also wie entsteht die Schwingung, und dann warum? Das ist wie bei der Kinderschaukel: Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird Energie zugeführt (=Mitkopplung). Die Häufigkeit mit der Energie zugeführt werden muß, ergibt sich aus der Länge der Kette (=Eigenfrequenz) des Systems. Viele Grüße Alfons
Bei der Frequenz bei welcher die 3 Phasenschieberkondensatoren die Phase um 180° geschoben hat und gleichzeitig die Schleifenverstärkung größer 1 ist, wird die Schaltung schwingen. Die weiteren 180° entstehen durch die Phasendrehung durch die Emitterschaltung der Stufe. Damit sind die Schwingungsbedingungen erfüllt. 3 Phasenschieber deswegen, weil ein RC Glied nur asymptotisch die 90° erreicht, und deswegen 2 Phasenschieber zu wenig sind. Ralph Berres
Alfons schrieb: > Sebi2020 schrieb: >> Also wie entsteht die Schwingung, und dann warum? > Das ist wie bei der Kinderschaukel: Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird > Energie zugeführt (=Mitkopplung). Die Häufigkeit mit der Energie > zugeführt werden muß, ergibt sich aus der Länge der Kette > (=Eigenfrequenz) des Systems. > > Viele Grüße > Alfons Mhs, was passiert den wenn ich die Schaltung einschalte, wenn ich jetzt nichts wüsste und mir die Schaltung anschauen würde, würde ich denke, ich Schalte ein, die Kondensatoren laden sich bis ca. 0,7 V, dann schaltet der Transistor durch, im CE-Kreis fließt ein Strom... und ja, dann kann ich mir den weiteren Verlauf nicht erklären, was denn mit den Kondensatoren passiert. Weil am Anfang wird ja erstmal eine feste Spannung auf die Kette von außen gegeben.
Sebi2020 schrieb: > Mhs, was passiert den wenn ich die Schaltung einschalte, auch wenn ich eigentlich schon im Mantel für den Kirchgang sein sollte.. Stell dir vor, alles ist ausgeglichen und garnix schwingt. Nun kommt ein winzig kleines bißchen Rauschen am Ausgang deines Verstärkers heraus (das gibt es IMMER!) und das gelangt durch deine Phasenschieberkette zum Eingang des Verstärkers. Was macht der? Jawoll, er verstärkt es. Damit kommt es verstärkt wieder am Ausgang heraus und gelangt wiederum über den Phasenschieber an den Eingang. Wenn der Verstärker invertierend ist und es keine Phasenverschiebung gäbe, dann würde er schlichtweg das ursprüngliche winzige Rauschen kompensieren, weil gegengekoppelt. ABER: Das winzig kleine Rauschen und alle anderen Signale kommen nicht sofort an den Eingang, sondern eben zeitlich verschoben. Das macht den Unterschied. Die Kompensation per Gegenkopplung verwandelt sich für genau eine Frequenz in eine Mitkopplung, nämlich die Frequenz, bei der die Verzögerung durch die Phasenschieberkette genau eine halbe Periode ergibt - oder anders gesagt einer Phasendrehung von 180 ° entspricht. Für alle anderen Frequenzen kommt das verzögerte Signal nach ein paar Runden durch Verstärker und Phasenschieber eben doch nicht mehr mit 180° an und sie klingen deshalb ab. Klaro? W.S.
Sebi2020 schrieb: > Mhs, was passiert den wenn ich die Schaltung einschalte, wenn ich jetzt > nichts wüsste und mir die Schaltung anschauen würde, würde ich denke, > ich Schalte ein, die Kondensatoren laden sich bis ca. 0,7 V, dann > schaltet der Transistor durch, im CE-Kreis fließt ein Strom... und ja, > dann kann ich mir den weiteren Verlauf nicht erklären, was denn mit den > Kondensatoren passiert. Weil am Anfang wird ja erstmal eine feste > Spannung auf die Kette von außen gegeben. Du denkst zu Digital du must Analog denken. Und da gibt es nur Filter,Verstärker, Abschwächer,Rauschen etc.
W.S. schrieb: > auch wenn ich eigentlich schon im Mantel für den Kirchgang sein sollte.. Gibt es bei euch in der Kirche kein WLAN? Mit einem Tablett-PC wäre man auch dort online :=)
W.S. schrieb: > Sebi2020 schrieb: >> Mhs, was passiert den wenn ich die Schaltung einschalte, > > auch wenn ich eigentlich schon im Mantel für den Kirchgang sein sollte.. > > Stell dir vor, alles ist ausgeglichen und garnix schwingt. Nun kommt ein > winzig kleines bißchen Rauschen am Ausgang deines Verstärkers heraus > (das gibt es IMMER!) und das gelangt durch deine Phasenschieberkette zum > Eingang des Verstärkers. Was macht der? Jawoll, er verstärkt es. Damit > kommt es verstärkt wieder am Ausgang heraus und gelangt wiederum über > den Phasenschieber an den Eingang. Wenn der Verstärker invertierend ist > und es keine Phasenverschiebung gäbe, dann würde er schlichtweg das > ursprüngliche winzige Rauschen kompensieren, weil gegengekoppelt. > ... > > W.S. Ja danke, das hat mir sehr geholfen. Wusste nicht das ein Verstärker immer ein Rauschen erzeugt ehrlich gesagt. Darf ich mir das so vorstellen, das in dem Rauschen alle möglichen Frequenzen enthalten sind oder irgendwann vorkommen? Helmut Lenzen schrieb: > Du denkst zu Digital du must Analog denken. Und da gibt es nur > Filter,Verstärker, Abschwächer,Rauschen etc. Ja, da magst du recht haben, ich finde analoge Schaltungen sind eindeutig schwieriger zu verstehen / umzusetzen als digitale... Verstehe den Digital-Hype schon... Ich versuche einfach die physikalischen Gegebenheiten von Schaltungen zu verstehen, um überhaupt zu verstehen, warum sie funktionieren. Mein "Digital-Ansatz" rührt daher, das am Anfang keine Schwingung vorhanden ist, sondern eine feste Spannung. Also wenn ich das so verstehe, hat der Verstärker hier zwei Aufgaben. Einerseits Schwingung beibehalten und erzeugen (durch sein Rauschen). Und die RC-Glieder dienen als Frequenz-Filter. Helmut Lenzen schrieb: > W.S. schrieb: >> auch wenn ich eigentlich schon im Mantel für den Kirchgang sein sollte.. > > Gibt es bei euch in der Kirche kein WLAN? Mit einem Tablett-PC wäre man > auch dort online :=) Die Familie wird begeistert sein ^^
Sebi2020 schrieb: > Die Familie wird begeistert sein ^^ Ist doch auch Nächstenliebe einem zu helfen den Phasenschieberoszillator zu verstehen. Der da vorne predigt nur hier wird praktiziert. Sebi2020 schrieb: > Also wenn ich das so verstehe, hat der > Verstärker hier zwei Aufgaben. Einerseits Schwingung beibehalten und > erzeugen (durch sein Rauschen). Und die RC-Glieder dienen als > Frequenz-Filter. So in etwa. Die RC-Glieder drehen aber auch noch die Phase um 180 Grad und das nur bei einer bestimmten Frequenz. Und das ist hier wichtig. Damit ist dann die Phasenbedingung für Schwingung abgeschlossen (n x 360Grad). Diese RC Kette teilt aber auch noch die Spannung runter. Wenn alles Cs und Rs gleich sind um exakt 1/29. Daher muss dein Verstärker auch noch eine Spannungsverstärkung von 29 mindestens haben. Zum Anschwingen sogra noch etwas mehr. Im Prinzip schaukelt sich die Schwingung so theoretisch bis ins unendlich auf. Zwei Sachen begrenzen das jetzt. Zum ersten die Betriebsspannung (mehr geht halt nicht) Zum zweiten der Verstärker selber der durch Unlinearitäten bei grösserer Aussteuerung seine Verstärung reduziert. Einen sauberen Sinus darfst du jetzt aber nicht erwarten. Denn dann müste eine Regelung für die Amplitude eingebaut werden. Allerdings gibt es dafür bessere Schaltungen: Wien-Brücken Oszillator State Veriable Oszillator.
Die Stabilisierung der Amplitude der Schwingfrequenz ergibt sich durch die richtige Dimensionierung des Basisspannungsteilers mit dem dazugehörigen Emitterwiderstand. Sollte aus irgendend einem Grund die Verstärkung ansteigen, wird durch die größer werdende Spannung an der Basis auch der Collector-Emitterstrom größer. Der Spannungsabfall am Emitterwiderstand erhöht sich u. wirkt somit der Basis-Emitterspannung entgegen, die Verstärkung verringert sich. = Strom-Gegenkopplung, Arbeitspunktstabilisierung. Frohe Weihnachten! fredl
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