Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule mit 3mH an einem Funktionsgenerator betreiben


von J. A. (gajk)


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Um das Phänomen "Induktion" zeigen zu können, haben wir eine große 1 m 
lange Spule mit großem Querschnitt (d ca. 7 cm) in die eine kleine 
Testspule eingeführt werden kann.

Die große Spule hat eine Induktivität von 3mH und einen Widerstand von 
0,3 Ohm (meine ich).

Antreiben wollte ich die Spule mit einem Funktionsgenerator in etwa 
dieser Größen- und Preisklasse:

http://www.conrad.de/ce/de/product/123800/VOLTCRAFT-FG-250D-1-Kanal-Funktionsgenerator-1-Hz-250-kHz-Signal-Ausgangsformen-Sinus-Dreieck-Rechteck-TTL-230?ref=list

Unser Generator ist ähnlich, hat aber noch einen 600 Ohm-Ausgang 
zusätzlich.

Beobachte ich die Wellenform am Ausgang (also parallel zur Spule), so 
erhalte ich für hohe Frequenzen (100 kHz-Bereich) einen schöne Rechteck- 
Sinus oder Dreiecksverlauf.

Bei NIEDRIGEN Frequenzen unter ca. 5 kHz sieht die Kurve aber stark 
verzerrt aus, bricht z. B. beim Rechteck in viele Stücke zusammen etc.

Ich dachte erst, der Generator ist defekt, doch ohne Spule kann ich auch 
50 Hz oder 100 Hz sauber darstellen.

Ist es falsch, die Spule direkt an den Generator anzuschließen?

von ... (Gast)


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es ist weder falsch noch richtig.  KOmmt doch drauf an, was man zeigen 
will.
Was du siehst ist zumidnest komplett normal.

von ... (Gast)


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Weist du... wenn man nach "Spule Rechteckspannung" googelt... fragt man 
sich ganz ehrlich: wieso machst du hier diesen Thread auf ?
Die Schlüsselwörter deines Textes fürhen doch zur Erklärung von dem, was 
du siehst :-/
Das ist echt erbärmlich heutzutage. Aaaalter Schwede.

von J. A. (gajk)


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Beim Sinus sieht es nicht besser aus. Bei niedrigen Frequenzen sieht das 
NICHT wie ein Sinus aus.

Bilder werde ich nachreichen.

von Tom (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> Bilder werde ich nachreichen.

Besser ist das.

> Bei niedrigen Frequenzen sieht das NICHT wie ein Sinus aus.
Vielleicht mag der Generator nicht den nötigen Strom liefern, der laut 
Ohmschem Gesetz bei der eingestellten Amplitude durch einen 0.3Ω 
Widerstand will.

von Helmut S. (helmuts)


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Du solltest unbedingt einen 50Ohm Widerstand in Reihe schalten, damit du 
den 50Ohm Ausgang nicht überlastest. Natürlich geht auch 47Ohm  Beachte 
die Verlustleistung. Es sollte mindestens ein 1W Widerstand sein. Du 
kannst natürlich auch mehrere Widerstände parallel schalten um auf die 
50Ohm zu kommen um die Verlustleistung zu verteilen.

von MaWin (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> Bei NIEDRIGEN Frequenzen unter ca. 5 kHz sieht die Kurve aber stark
> verzerrt aus, bricht z. B. beim Rechteck in viele Stücke zusammen etc.

Na ja, der Generator kann den Strom nicht liefern und begrenzt dann - 
auf welche Art auch immer.

Da es offenbar eine Luftspule ist, kann sie ja nicht sättigen.

von Klaus R. (klara)


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J. Ad. schrieb:

> Beobachte ich die Wellenform am Ausgang (also parallel zur Spule), so
> erhalte ich für hohe Frequenzen (100 kHz-Bereich) einen schöne Rechteck-
> Sinus oder Dreiecksverlauf.
>
XL = 2 * 3,14  100 KHz  3 mH
   = 188 KOhm

> Bei NIEDRIGEN Frequenzen unter ca. 5 kHz sieht die Kurve aber stark
> verzerrt aus, bricht z. B. beim Rechteck in viele Stücke zusammen etc.
>
XL = 2 * 3,14  5 KHz  3 mH
   = 94 Ohm

Wenn der Generator eine vernünftige Endstufe hat, dann sollte er bei XL 
= 94 Ohm noch nicht schlapp machen oder Verzerrungen aufzeigen.

Ich dachte im ersten Moment an eine Eigenresonanz der Spule. Aber bei 
einer einlagigen Spule sollte sie nicht bei 5 KHz liegen. Ein Test wäre 
aber vielleicht doch nicht verkehrt. Ich würde wie vorgeschlagen ein 
Widerstand in Reihe zur Induktivität schalten und die Spannung der Spule 
beobachten. Nimm anfangs mal einen hohen Widerstand von ca. 10 KOhm und 
schau mal wie dort der Verlauf von 100 KHz hinunter gegen 100 Hz 
aussieht. Stellt sich dort irgendwo eine Resonanzüberhöhung der 
Amplitude ein?

mfg klaus.

von Peter R. (pnu)


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Klaus Ra. schrieb:
> Wenn der Generator eine vernünftige Endstufe hat, dann sollte er bei XL
> = 94 Ohm noch nicht schlapp machen oder Verzerrungen aufzeigen.

induktive Lasten sind etwas andres als ohmsche Lasten da können 94 Ohm 
eventuell schon zur Überlastung führen.

dazu kommt etwas weiteres: Wenn die Ausgangsstufe einen 
Gleichspannungsoffset hat, fließen über die 0,3 Ohm Last sofort viele 
viele mA Gleichstrom und dieser Gleichstrom überlastet dann die 
Endstufe.

Also erstmal messen, ob am Ausgang eine Gleichspannungskomponente 
vorhanden ist.

Wenn, dann kopple die Spule über einen Elko von so 100 bis 1000 uF an, 
damit die DC-Komponente am Ausgang nicht über die niederohmige Spule 
kurzgeschlossen wird.

: Bearbeitet durch User
von M.O. (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> Bei NIEDRIGEN Frequenzen unter ca. 5 kHz

Was meins du damit? 0.5Hz, 5Hz, 50Hz, 500Hz, 4999Hz?

von wendelsberg (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> verzerrt aus, bricht z. B. beim Rechteck in viele Stücke zusammen etc.

und was meinst Du damit?

wendelsberg

von Peter R. (pnu)


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J. Ad. schrieb:
> Beim Sinus sieht es nicht besser aus. Bei niedrigen Frequenzen sieht das
> NICHT wie ein Sinus aus.

Da kann durch Überlastung eventuell intern die Betriebsspannung für das 
DDS-IC zusammenbrechen und das DDS oder den Taktoszillator zum "spinnen" 
bringen.

Wenn der Generator auch eine einstellbare Gleichspannungskomponente 
anbietet, denke dran, bei 0,3 Ohm Last (Spulenwiderstand) bringen 0,3V 
Gleichspannungskomponente schon 1A Laststrom.
Also Offset +2,5V einstellen und einen Elko polungsrichtig zwischen 
Ausgang und Spule schalten, damit kein Gleichstrom über die Spule 
fließen kann.

: Bearbeitet durch User
von J. A. (gajk)


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Peter R. schrieb:
> Klaus Ra. schrieb:
>> Wenn der Generator eine vernünftige Endstufe hat, dann sollte er bei XL
>> = 94 Ohm noch nicht schlapp machen oder Verzerrungen aufzeigen.
>
> induktive Lasten sind etwas andres als ohmsche Lasten da können 94 Ohm
> eventuell schon zur Überlastung führen.
>
> dazu kommt etwas weiteres: Wenn die Ausgangsstufe einen
> Gleichspannungsoffset hat, fließen über die 0,3 Ohm Last sofort viele
> viele mA Gleichstrom und dieser Gleichstrom überlastet dann die
> Endstufe.
>
> Also erstmal messen, ob am Ausgang eine Gleichspannungskomponente
> vorhanden ist.
>
> Wenn, dann kopple die Spule über einen Elko von so 100 bis 1000 uF an,
> damit die DC-Komponente am Ausgang nicht über die niederohmige Spule
> kurzgeschlossen wird.

Es gibt einen offsetfreien Ausgang und einen mit Offset. Dass es sich 
bei der Ausgangsstufe um eine eher einfach Konstruktion handelt, würde 
ic angesichtts eines Preise von 100 Euro mal annahmen.

Als nächstes werde ich also einen R in Reihe schalten und schauen ob 
sich die untere sinnvolle Frequenz verschiebt. Bilder folgen morgen.

von Peter R. (pnu)


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J. Ad. schrieb:
> Es gibt einen offsetfreien Ausgang und einen mit Offset.

Hast Du das gemessen, dass offsetfrei auch erfüllt ist? schon 50mV 
DC-Anteil kann an der 0,3 Ohm-Spule zur Belastung mit 150mA führen.

Mess doch mal den Gleichstrom, der in der Spule fließt, der könnte recht 
groß sein.

Und probier auch die Lösung mit dem Elko.

von Helmut S. (helmuts)


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An der Frontplatte gibt es einen Ausgang und da steht 50Ohm. Deshalb 
sollst du 50Ohm extern in die Leitung zu deiner Spule schalten. Das 
schützt die  Ausgangsstufe vor Überlast. Den Offset so einstellen dass 
das Signal symmetrisch zu 0V ist.

von MaWin (Gast)


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Normalerweise hat ein 50 Ohm Ausgang schon einen Innenwiderstand von 50 
Ohm (und bei 50 Ohm als Last damit die halbe Spannung wie im Leerlauf).

von J. A. (gajk)


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Peter R. schrieb:
> J. Ad. schrieb:
>> Es gibt einen offsetfreien Ausgang und einen mit Offset.
>
> Hast Du das gemessen, dass offsetfrei auch erfüllt ist? schon 50mV
> DC-Anteil kann an der 0,3 Ohm-Spule zur Belastung mit 150mA führen.
>
> Mess doch mal den Gleichstrom, der in der Spule fließt, der könnte recht
> groß sein.
>
> Und probier auch die Lösung mit dem Elko.

Ich habs auf nem Oszi angeschaut. Aber ich will auch noch mal 
nachmessen.

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