Hallo, ich beschäftige mich aktuell mit der Theorie des RC Oszillators siehe(http://elektroniktutor.de/signalkunde/rc_osz.html). Die Erzeugung des eigentlichen Sinus-Signals ist mir unklar. Wie ergibt sich denn elektrisch aus diesen HW-Bauteilen der Sinus ohne einen LC Schwingreis? Danke im Voraus
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Der Sinus entsteht durch die Aneinanderreihung der RC-Filter. Jeder RC-Filter verschiebt die Phase, und ob wir die für die Oszillation geforderten 180° durch ein L (-90°) und ein C (90°) oder durch drei RC (je 60°) erreichen, spielt hier keine Rolle.
So ein Phasenschieberoszillator erzeugt ohne Weiteres keinen Sinus, weil die Schleifenverstärkung sich nicht stabil auf genau 1 einstellt. Er schwingt entweder gar nicht oder das Ausgangssignal läuft an die Anschläge. Für einen stabilen Sinus braucht der eine Amplitudenstabilisierung. Auch die R/C-Dimensionierung kann man anders machen. Dann sind die Anforderungen an den Verstärker nicht so scharf und die Amplitudenstabilisierung ist einfacher: Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"
Hallo, normalerweise sollten die RC-Glieder voneinander durch Impedanzwandler entkoppelt sein. Wie hier beispielsweise: The Bubba Oscillator: An Op Amp Sine Wave Generator - Hunter Scott https://www.hscott.net › bubba Als Vereinfachung wird diese Entkopplung weg gelassen. Dafür braucht man mindestens 3 RC-Glieder mit 3x60 Grad Phasenverschiebung oder sogar vier für 4x45 Grad Phasenverschiebung. mfG
Christian schrieb: > Die Erzeugung des eigentlichen Sinus-Signals ist mir unklar. Was für Methoden hast du dir denn angeguckt. Ein sinusförmiges Signal kannst du z.B. erzeugen, indem du ein Dreiecksignal durch ein nichtlineares Netzwerk schickst (XR2206, ICL8038). Vorteil ist, dass man keine zusäztlichen frequenzabhängigen Filter braucht, Nachteil ist das doch deutlich schlechtere Verhältnis von Oberwellen zu Nutzsignal.
Mit einem LC-Oszillator ist es einleuchtender, weil der nur auf der durch L und C vorgegebenen Frequenz schwingen kann. Aber EINFACHER sind die Schaltungen auch nicht... Rate mal, warum es Hartley-, Clapp- und Pierce- und ... Schaltungen gibt. Das Prinzip ist immer (!) wie bei einer Schaukel: Damit sie schön schwingt, muss man im Rhythmus (!) der Schaukelbewegung ein wenig Schwung dazugeben, um die Schwingung zu erhöhen, oder aufrecht zu erhalten. Beim Schaukeln macht man das durch passende Schwerpunktverlagerung im Vor- und Rücklauf. Bei diesem Phasenschiebergenerator wird ein Teil des Ausgangssignals auf den Eingang zurückgeführt. Da ein Transistor in Emitterschaltung zwischen Basis (Eingang) und Kollektor (Ausgang) immer gegenphasig (180°) ist, würde das erstmal nichts nützen. Es würde der Schwingung entgegenwirken. Also schaltet man eine Phasenverschiebung von 3 x 60° dazu, was 180° + 3 x 60° = 360° = 0° ergibt. Mit der Wahl von R und C bestimmst du, welche Frequenz genau um 3 x 60° + 180° = 360° = 0° wieder am Eingang erscheint. Wenn dir diese Erklärung nicht weiterhilft, dann erzähle, was dir weiterhin unklar ist!
Hi, danke erstmal für die zahlreichen Antworten. Ich steige jetzt erstmal bei Jacko ein....... Mir ist das Prinzip der Emitterschaltung klar sowie der Phasenshift durch die 3 RC Glieder. Durch die Gesamtphasendrehnung um 360° bzw 0° ist die Schaltung in der Lage zu schwingen. Aber wie fängt sie denn an zu Schwingen?Es gibt ja erstmal nur eine Gleichspannung.... Wie ist der ablauf des Einschwingvorgangs? VG
Christian schrieb: > Aber wie fängt sie denn an zu Schwingen?Es gibt ja erstmal nur eine > Gleichspannung.... Wie ist der ablauf des Einschwingvorgangs? Allgegenwärtiges Rauschen wird mit etwas mehr als 1 verstärkt, rückgekoppelt, verstärkt, ... und schaukelt sich so immer weiter auf. Darin enthalten ist auch die Frequenz des Oszillators, die R/C-Kette pickt sich die raus. Alternativ der Einschaltsprung.
ArnoR schrieb: > Allgegenwärtiges Rauschen Das gilt für reale Schaltungen. Wenn man die gleiche Schaltung in einem Simulator laufen lässt kann das Fehlen des Rauschens dazu führen, dass sie nicht anschwingt.
ArnoR schrieb: > So ein Phasenschieberoszillator erzeugt ohne Weiteres keinen Sinus, Das mag theoretisch stimmen, praktisch funktioniert der aber ganz gut. :-)
Da das Signal über eine Kette von RC-Gliedern geführt wird, werden die Oberwellen durch Gegenkopplung sehr stark geschwächt. Die entstehende 3.Harmonische schon um den Faktor 27, die 5.Harmonische sogar um den Faktor 125. Da sieht man am Scope schon garnichts von Oberwellen sondern nur noch etwas sinusförmiges.
edit: bei C-Längselementen der RC-Kettenoszilaltoren werden die Oberwellen direkt von C zur Basis geleitet, deshalb starke Gegenkopplung für die Oberwelen. bei R-Längselementen werden die Oberwellen in der RC Kette fast ganz unterdrückt (durch die niedrige Impedanz der Cs) und der Ts wird mit einem nahezu reinen Sinus angesteuert. Die Amplitude läuft am Ausgang nur wenig in die Begrenzung, sodass am Kollektor ein brauchbarer Sinus erhalten bleibt.
Harald W. schrieb: >> So ein Phasenschieberoszillator erzeugt ohne Weiteres keinen Sinus, > > Das mag theoretisch stimmen, praktisch funktioniert der aber ganz gut. > :-) Das ist schon oft diskutiert worden, es stimmt nicht. Ohne Stabilisierung kein brauchbarer Sinus. Steht übrigens auch in der ganz oben verlinkten Schaltungsquelle. Ohne Amplitudenstabilisierung kann die nötige Verstärkung von 1 nicht stabil eingestellt werden, weil die Verstärkung vom Signalpegel, der Versorgung, der Temperatur usw. abhängig ist.
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