Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wien-Robinson-Oszillator Oszilliert nur bei Berührung


von Leon F. (fbrelektronik)


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Hallo liebe Leute.
Ich bin noch nicht all zu erfahren also verzeiht mir bitte "dumme" 
fragen :)


Ich Stecke nun seit mehreren Tagen verschiedene Oszillator Schaltpläne 
mit dem LM358 OPV, doch jedes mal, egal bei welchem Schaltplan tritt das 
selbe Problem auf:
Der Oszillator schwingt nur wenn ich bestimmte Bauteile berühre.

im Anhang ist mein Aktueller Schaltplan
Zum aufbau:
V+ = 5V DC
R1 und R2 = 105Ohm
C1 und C2 = 10uf
daraus ergibt sich eine Frequenz F=151hz, welche im hörbaren bereich 
liegt.
R3 = 10k P1 = 10k poti
OP = Lm358

Wenn ich nun die Schaltung an ein Oszi oder Lautsprecher schließe 
passiert nichts. Sobald ich jedoch R1,R2,R3,C1,C2 oder den Output 
berühre hört man ein Clockartiges knacken, mit ca 2 schlägen die 
sekunde. Und am Oszi sieht das ganze eher aus wie ein Rechteck 
generator.

Ich verstehe nicht warum der LM358 immer erst Schwing wenn ich eins der 
Bauteile berühre und vorallem warum er vieel zu langsam Schwingt? Nach 
beinen berechnungen müsste er im Tonalen bereich ungefähr bei D3 (145hz) 
schwingen, tut er aber nicht. Liegt das an der Schaltung (was ich nicht 
glaube, da ich ja verschieden pläne gesteckt habe) oder sollte ich einen 
anderen OPV nehmen, wenn ja welchen?

Ich danke für eure hilfe.
grüße
Leon

ps:
Führt der LM358 eine Phasendrehen durch, bzw wo finde ich das in den 
Datenblättern? Für einen Wien-Robinson OSZ darf der OPV ja keine 
Phasendrehung durchführen, bin mir aber nicht sicher ob das mit dem 
LM358 gegeben ist.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Leon Faber schrieb:

> Wien-Robinson-Oszillator

Wo ist denn die Verstärkungsregelung?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Leon Faber schrieb:
> V+ = 5V DC

Wo ist diese Spannung angeschlossen?

Wie hoch sind +Ub und -Ub und auf welches Potential sind die bezogen?

von Possetitjel (Gast)


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Leon Faber schrieb:

> R1 und R2 = 105Ohm

Der Wert kommt mir verdächtig vor. Gemessen? Oder sind das
drei Farbringe: "Braun - Schwarz - Grün"?

Im linken Brückenzweig würde ich übrigens die Widerstände
vergrößern (auf 1k) und dafür kleinere Kondensatoren (1µ)
nehmen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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So wie die Schaltung aufgebaut ist, scwingt sie symmetrisch um GND
herum. Deswegen brauchst du eine positve und eine negative
Versorgungsspannung, also bspw. +5V und -5V (auf GND bezogen).

Possetitjel schrieb:
> Im linken Brückenzweig würde ich übrigens die Widerstände
> vergrößern (auf 1k) und dafür kleinere Kondensatoren (1µ)
> nehmen.

Würde ich auch sagen. Mit den kleinen Widerständen und großen
Kondensatoren sind die Ausgangsströme des LM358 schon grenzwertig.

Die Schaltung sollte schwingen, wenn P1 auf einen Wert deutlich
unterhalb von 5kΩ eingestellt ist. Tut sie das nicht, hast du einen
Fehler im Aufbau gemacht.

Schwingt die Schaltung, wird die Schwingungsform aber noch lange kein
schöner Sinus sein. Eine halbwegs passable Sinusschwingung erhältst du,
wenn du den Widerstand von P1 langsam bis zu dem Punkt hochdrehst, wo
die Schaltung gerade noch schwingt. Sie schwingt dann allerdings nicht
mehr zuverlässig, sondern wird bereits bei minimalen Änderungen der
Umgebungsbedingungen zusammenbrechen. Dann musst du das Poti
nachjustieren.

Um eine saubere und zuverlässige Sinusschwingung zu erhalten, brauchst
die von Harald angesprochene Verstärkungsregelung, die die Schaltung
aber komplizierter macht. Beispiele dafür findest du im Netz zur Genüge.

von Murmelchen (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Um eine saubere und zuverlässige Sinusschwingung zu erhalten, brauchst
> die von Harald angesprochene Verstärkungsregelung, die die Schaltung
> aber komplizierter macht.

Nicht wirklich. Im Zweifel genügt das berühmte Lämpchen.


Murmelchen

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Ja, hast recht. Mit dem Hewlettschen Birnchen bleibt die Schaltung schön 
einfach.

von MC60 (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Ja, hast recht. Mit dem Hewlettschen Birnchen bleibt die Schaltung
> schön einfach.

Stimmt. Mit dem Kaltleiterverhalten der Glühlampe kriegt man das ganz 
gut hin, bis zu einem Klirrfaktor von ca. 1% ist da durchaus machbar. 
Wenn es besser werden soll, dann steigt allerdings der Aufwand, denn 
dann braucht man eine gute Verstärkungsregelung.

von Harald W. (wilhelms)


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MC60 schrieb im Beitrag #3710550:
> Yalu X. schrieb:
>> Ja, hast recht. Mit dem Hewlettschen Birnchen bleibt die Schaltung
>> schön einfach.
>
> Stimmt. Mit dem Kaltleiterverhalten der Glühlampe kriegt man das ganz
> gut hin, bis zu einem Klirrfaktor von ca. 1% ist da durchaus machbar.

Es gab da mal eine Schaltung in einem Datenblatt eines OPVs,
wo der Klirrfaktor deutlich kleiner als 0,1% war. Allerdings
dürfte es schwierig sein, das dort verwendetee Lämpchen zu
bekommen und welcher OPV das war, habe ich auch vergessen.
Gruss
Harald

von Murmelchen (Gast)


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Linear Technology Application Note 43 - Bridge Circuits

http://www.linear.com/docs/4134

Verfasser war der nicht ganz unbekannte Herr Williams.


Mit besten Grüßen

Murmelchen

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Hier ist noch ein weiterer Wien-Brückenoszillator:

LT Appnote 76, Seite 62:
Using super op amps to push technological frontiers: an ultrapure
oscillator

  http://www.linear.com/docs/4156

Zitat aus dem Artikel:

"The measurement of the harmonic distortion of this oscillator defies
all of our resources, but appears to be well into the parts-per-billion
range."

Und das Beste: Das Ding braucht keine speziellen Lämpchen oder andere
schwer zu beschaffende Bauteile, nur 11 Opamps von der Stange und etwas
diskretes Material :)

: Bearbeitet durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Murmelchen schrieb:
> Linear Technology Application Note 43 - Bridge Circuits
>
> http://www.linear.com/docs/4134
>
> Verfasser war der nicht ganz unbekannte Herr Williams.
>
>
> Mit besten Grüßen
>
> Murmelchen

Bleibt nur noch die Frage: Was ist eine #327-Lampe? :-)

von MC60 (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Bleibt nur noch die Frage: Was ist eine #327-Lampe? :-)

...und was ist der Unterschied zur #1891-Lampe? (Fig. 40)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Bleibt nur noch die Frage: Was ist eine #327-Lampe? :-)

Google liefert mir bei "#327 lamp" Unmengen von Treffern, wovon sich 
mindestens die Hälfte auf einen Lämpchentyp mit 28V, 40-50mA und 
Metallsockel ohne Anschlussdrähte bezieht.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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MC60 schrieb im Beitrag #3710978:
> ...und was ist der Unterschied zur #1891-Lampe? (Fig. 40)

Das ist eine kleine Automobillampe mit Bajonettsockel BA9s und 
14V/3,36W.

von MC60 (Gast)


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Danke, solche Bezeichnungen kannte ich noch nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas Schweigstill schrieb:

>> Bleibt nur noch die Frage: Was ist eine #327-Lampe? :-)
>
> Google liefert mir bei "#327 lamp" Unmengen von Treffern,

Ich hätte nicht gedacht, das man für Schaltungen, die weit vor
der Internetzeit entstanden sind, mit Google noch Bauteile findet.

> wovon sich
> mindestens die Hälfte auf einen Lämpchentyp mit 28V, 40-50mA und
> Metallsockel ohne Anschlussdrähte bezieht.

Da würden sich vermutlich Lämpchen aus einer 10-fach Weihnachts-
beleuchtung eignen. Bis Weihnachten sind ja nur noch knapp 6 Mon.
:-)
Gruss
Harald

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Da würden sich vermutlich Lämpchen aus einer 10-fach Weihnachts-
> beleuchtung eignen.

Bei den meisten heutigen Weihnachtsbeleuchtungen werden ja auch keine 
ordentlichen Schraubsockel verwendet, sondern die Anschlussdrähte der 
Lämpchen durch ein Plastikteil gesteckt und dort stramm umgeknickt.

Sind diese Anschlussdrähte lötbar oder lotabweisend?

Sind die Lämpchen für Modellbauzwecke (z.B. von Faller, Viessmann, usw.) 
hochwertiger als der Chinaschrott in den Lichterketten?

> Bis Weihnachten sind ja nur noch knapp 6 Mon. :-)

Die Chancen sind also ziemlich hoch, dass Deine Frau es nicht sofort 
bemerkt, wenn Du zeitnah die Lampen aus den Lichterketten plündern 
solltest? ;-)

von MC60 (Gast)


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Andreas Schweigstill schrieb:
> Die Chancen sind also ziemlich hoch, dass Deine Frau es nicht sofort
> bemerkt, wenn Du zeitnah die Lampen aus den Lichterketten plündern
> solltest? ;-)

Was macht man nicht alles für einen gescheiten Sinus? :-))

von Carsten B. (cbr)


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Hallo,

hatte auch mal eine Frage zum einem Oszillator.

Vielleicht hilft das etwas:

Beitrag "Ultrapure Sinus Wave Generator"

von Henrik V. (henrik_v)


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Wenn auf den Widerständen 105 steht, dann sind das eventuell nicht 105 
Ohm sondern 1000000 Ohm ! ?

Nochmal die Frage: 105 Ohm gemessen?

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen.

Worin besteht das Problem mit den Lämpchen?

#327   =  24V   40mA
#1891  =  14V  240mA

Quelle: ARRL Radio Amateurs Handbook 1990, S. 35-30

Über die jeweiligen Fassungen habe ich mich nicht informiert.

Man glaube aber nicht, daß diese Schaltung jemanden von den
Oberwellen befreit. Weiter oben steht estwas von 1% Klirr; das
wird wohl in etwa hinkommen.

Ansonsten:
Aus dieser Erfindung ist der Weltkonzern HP entstanden.
Über die Computer mag man ja streiten, aber die Messtechnik war immer an
vorderster Front; auch wenn sie heute Agilent heissen.
Die UPN-Rechner..., ich kann nichts anderes.

73
Wilhelm

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas Schweigstill schrieb:

>> Da würden sich vermutlich Lämpchen aus einer 10-fach Weihnachts-
>> beleuchtung eignen.
>
> Bei den meisten heutigen Weihnachtsbeleuchtungen werden ja auch keine
> ordentlichen Schraubsockel verwendet, sondern die Anschlussdrähte der
> Lämpchen durch ein Plastikteil gesteckt und dort stramm umgeknickt.

ACK

> Sind diese Anschlussdrähte lötbar oder lotabweisend?

Im Zweifel nimmt man eine kleine Lüsterklemme o.ä.

> Sind die Lämpchen für Modellbauzwecke (z.B. von Faller, Viessmann, usw.)
> hochwertiger als der Chinaschrott in den Lichterketten?

Da diese Lampen ja sowieso nur mit Rotglut betrieben werden,
dürfte die Lebensdauer so oder so ewig sein.

> Die Chancen sind also ziemlich hoch, dass Deine Frau es nicht sofort
> bemerkt, wenn Du zeitnah die Lampen aus den Lichterketten plündern
> solltest? ;-)

Ich werde Deinen Beitrag bis Weihnachten aufheben und meiner
Frau zeigen mit der Bemerkung: "ich hab keine Schuld." :-)
Gruss
Harald
PS: z.Z. suche ich übrigens ein kleines Lämpchen mit einer
Betriebsspannung von nur 1V zum Bau eines Stromdetektors.
Solche Lämpchen waren früher in Armbanduhren zur Beleuchtung
eingebaut, sind aber inzwischen obsolet.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wilhelm Schürings schrieb:
> Über die Computer mag man ja streiten, aber die Messtechnik war immer an
> vorderster Front; auch wenn sie heute Agilent heissen.

Naja, so heißen sie nur noch rund dreißig Tage lang. Danach werden sie 
wieder einmal zerschlagen und heißen fortan "Keysight Technologies":

http://www.keysight.com/en/

von Harald W. (wilhelms)


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Wilhelm Schürings schrieb:

> die Messtechnik war immer an
> vorderster Front; auch wenn sie heute Agilent heissen.

Seit der Umbennung bin ich mir da nicht mehr so sicher.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Im Zweifel nimmt man eine kleine Lüsterklemme o.ä.

Dann doch lieber eine Anreihklemme o.ä. mit Drahtschutz.

> Da diese Lampen ja sowieso nur mit Rotglut betrieben werden,
> dürfte die Lebensdauer so oder so ewig sein.

Bei dem Chinaramsch fallen aber schon rund 10-20% während des ersten 
Transports aus. Die beigelegten Zusatzbirnen sind also kein Komfort, 
sondern dienen nur zur Reklamationsvermeidung.

> Ich werde Deinen Beitrag bis Weihnachten aufheben und meiner
> Frau zeigen mit der Bemerkung: "ich hab keine Schuld." :-)

Dann wird Dich Deine Frau vorwurfsvoll anschauen und sagen: "Was lässt 
Du Dich schon wieder von irgendwelchen Spinnern im Internet 
herumkommandieren?"

> PS: z.Z. suche ich übrigens ein kleines Lämpchen mit einer
> Betriebsspannung von nur 1V zum Bau eines Stromdetektors.
> Solche Lämpchen waren früher in Armbanduhren zur Beleuchtung
> eingebaut, sind aber inzwischen obsolet.

Stimmt, die gab es auch einmal... bei den ersten Digitaluhren mit LCD. 
Kultiger waren aber die LED-Arbanduhren.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas Schweigstill schrieb:

> Dann wird Dich Deine Frau vorwurfsvoll anschauen und sagen: "Was lässt
> Du Dich schon wieder von irgendwelchen Spinnern im Internet
> herumkommandieren?"

ACK :-)

Wenn Du ähnliches zu Deiner Frau sagst, wird sie sicherlich antworten:
"Schweig still"

: Bearbeitet durch User
von Leon F. (fbrelektronik)


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Erstmal herzlichen Dank für die schnelle Hilfe. Es freut mich ein so 
aktives Forum gefunden zu haben.

Harald Wilhelms schrieb:
> Wo ist denn die Verstärkungsregelung?

Hier wird erstmal das erwähnte Lämpchen reichen, für die Zukunft werde 
ich mich aber mehr mit dieser Thematik beschäftigen

Yalu X. schrieb:
> Deswegen brauchst du eine positve und eine negative
> Versorgungsspannung, also bspw. +5V und -5V (auf GND bezogen).

Wo du recht hast hast du Recht, das ist wohl die Lösung meines Problems! 
Übergangsweiße habe ich mir mit 2* 9V Batterien einen Positiven und 
einen Negativen Pol mit gemeinsamer Masse gebastelt und an die Schaltung 
angeschlossen.
Tada es funktionert mit eindeutiger Sinusschwingung. Danke für den 
Hinweiß, nun werde ich erstmal einen passendes Netzteil basteln müssen.

Frohes schaffen wünsch ich euch.
Grüße,
Leon


ps.:

Possetitjel schrieb:
> Im linken Brückenzweig würde ich übrigens die Widerstände
> vergrößern (auf 1k) und dafür kleinere Kondensatoren (1µ)
> nehmen.

Danke für den Tipp, die Schaltung habe ich nun nachgebessert.
Es waren übrigens wirklich 105Ohm (gemessen).

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Leon Faber schrieb:
> Danke für den Hinweiß, nun werde ich erstmal einen passendes Netzteil
> basteln müssen.

Es geht auch mit Single-Supply (s. Anhang). In diesem Fall musst du R7
auf 10kΩ plusminus ein Bisschen einstellbar machen.

von ArnoR (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Es geht auch mit Single-Supply (s. Anhang)

Ja, aber bitte nicht mit einem LM324. Das Ding verzerrt doch total die 
schöne Sinusform. Im Anhang mal ein Spannungsfolger mit LM324. Der LM324 
hat zudem noch Phase reversal, ich frage mich, wieso man den noch 
produziert.

von Thomas E. (fuessis)


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> Es geht auch mit Single-Supply (s. Anhang). In diesem Fall musst du R7
> auf 10kΩ plusminus ein Bisschen einstellbar machen.

Hallo,
ich habe mal versucht das Modell zu simulieren.
Leider schwingt bei mir OUT nicht.
Ich habe mal meinen Versuch angehangen. Wahrscheinlich ist es irgendwas, 
was ich einfache nicht sehe.

Vielleicht kann mir jemand auf die Sprünge helfen.

Danke und Gruß
Thomas

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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ArnoR schrieb:
> Ja, aber bitte nicht mit einem LM324. Das Ding verzerrt doch total die
> schöne Sinusform. Im Anhang mal ein Spannungsfolger mit LM324. Der LM324
> hat zudem noch Phase reversal

Schon klar, ich habe den LM324/358 auch nur deswegen genommen, weil der
TE bereits einen in seiner Schaltung verbaut hat und ich nicht wusste,
was seine Bastelkiste sonst noch so her gibt.

Ganz so abgrundtief schlecht ist der LM324 in diesem Fall aber auch
wieder nicht: Die in deinem Bild gezeigten Übernahmeverzerrungen wären
bei den ca. 150 Hz so gering, dass sie bei gleicher Y-Verstärkung des
Oszis praktisch in der Strahlbreite verschwinden würden. Mit einem
Lastwiderstand von ca. 2kΩ am Ausgang gegen GND könnten sie sogar
komplett beseitigt werden.

Auch das Phase-Reversal ist hier kein Problem, da die beiden
Eingangsspannungen am Opamp weit oberhalb des unteren Rails liegen.
Selbst wenn beim Einschalten – aus welchen Gründen auch immer – einer
der Eingänge unter GND rutschen sollte, wird die Schaltung in diesem
Zustand nicht "festkleben".

Aber wenn man die Wahl hat, gibt es natürlich deutlich bessere
Alternativen, da hast du schon recht.


Thomas E. schrieb:
> ich habe mal versucht das Modell zu simulieren.
> Leider schwingt bei mir OUT nicht.

Wenn der Name  "opamp2(In+\ In-\ reversed)" deines Opamp-Symbols
treffend ist, hast du die beiden Eingänge verkehrt herum angeschlossen.

von Thomas E. (fuessis)


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> Thomas E. schrieb:
>> ich habe mal versucht das Modell zu simulieren.
>> Leider schwingt bei mir OUT nicht.
>
> Wenn der Name  "opamp2(In+\ In-\ reversed)" deines Opamp-Symbols
> treffend ist, hast du die beiden Eingänge verkehrt herum angeschlossen.

Danke, genau das ist/war das Problem.
Gruß
Thomas

BTW: Welcher wäre denn ein besserer opamp?

von Jan R. (Gast)


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Murmelchen schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Um eine saubere und zuverlässige Sinusschwingung zu erhalten, brauchst
>> die von Harald angesprochene Verstärkungsregelung, die die Schaltung
>> aber komplizierter macht.
>
> Nicht wirklich. Im Zweifel genügt das berühmte Lämpchen.
Wie soll das gehen mit dem lämpchen kenne nur sowas hier,

http://www.electronicsarea.com/images1/phase_shift_oscillator_amplitude_limiter.gif

is jetzt nen phaseshifter aber es geht mir ja auch nur um den 
softlimiter zur Amplitudenregelung.

>
> Murmelchen

von ArnoR (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Die in deinem Bild gezeigten Übernahmeverzerrungen wären
> bei den ca. 150 Hz so gering, dass sie bei gleicher Y-Verstärkung des
> Oszis praktisch in der Strahlbreite verschwinden würden.

Ja schon, nur ich dachte mir, dass der TE sicher nicht nur die 150Hz 
will, sondern vielleicht auch höhere Frequenzen, wenn die Schaltung 
endlich funktioniert. Das Bild zeigt 5kHz und vollständige 
Gegenkopplung, man kann also davon ausgehen, dass der LM324/358 ab ~1kHz 
unbrauchbar ist.

> Auch das Phase-Reversal ist hier kein Problem ...

Ja, das ist klar. Ich meinte das auch nicht auf die Schaltung bezogen 
und hatte es nur angeführt, um eine weitere schlechte Eigenschaft dieses 
OPV zu nennen.

von Leon F. (fbrelektronik)


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Jan R. schrieb:
> Wie soll das gehen mit dem lämpchen

In diesem Fall wird die Lampe in Reihe vor P1 geschaltet.

von ArnoR (Gast)


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Leon Faber schrieb:
> In diesem Fall wird die Lampe in Reihe vor P1 geschaltet.

Nein, die Lampe ersetzt P1 in der Schaltung ganz oben. Steigende 
Ausgangsspannung bewirkt wärmere Lampe -> höherer Widerstand -> 
Verstärkungsabsenkung -> kleinere Ausgangsspannung.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
>> In diesem Fall wird die Lampe in Reihe vor P1 geschaltet.
>
> Nein, die Lampe ersetzt P1 in der Schaltung ganz oben.

Muss mal die Brille putzen, hatte R1 gelesen.

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