Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schwingkreis von Theremin.UNO


von Max M. (maxi123456)


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Hallo alle,

ich bin grade dabei ein Theremin.Uno aufzubauen, bzw. prinzipiell auf 
dessen Grundlagen. Ich habe hier aber den Arduino durch ein STM32F4 
ersetzt.

Ich habe ein Problem mit den Schwingkreisen, daher unter dem Forum 
analoger Elektronik.

Hier ist der originale Schaltplan: 
http://www.gaudi.ch/OpenTheremin/images/stories/OpenTheremin/ArduinoTheremin/openthereminuno_schematic_v2.pdf

Ich spreche jetzt mal von dem Schwingkreis oben links im Bild zu sehen.
Für R7 verwende ich 39k.
Für L1 nehme ich 4,4mH, so eine Power-Induktivität.
Für C7 nehme ich 220pF, C0G.
Für CT1|C5|C24 nehme ich 100pF, C0G.

Alles in SMD. Damit erzeuge ich eine Grundfrequenz von 230kHz. Als 
Referenzfrequenz lasse ich mir vom µC eine frequenz, leicht über den 
230kHz genrieren, z.B. 230,5kHz. Die Differenzfrequenz erzeuge ich nicht 
mit einem D-FlipFlop, sondern mit XOR -> Tiefpass (Grenzfrequenz ca. 
7kHz) -> 74HC14.
Dadruch habe ich eine Frequenz von 500Hz-1.5kHz, welche die Handposition 
angibt.

So nun zum Problem: Der Schwingkreis ist zunächst so wie er sein soll: 
empfindlich genug, so dass ich bei 100MHz Systemtakt mit hoher Auflösung 
messen kann und wenig Zittern, welches durch Mittelung auf ein gutes 
Niveau reduziert werden kann.

Aber: Der Schwingkreis braucht gefühlt Ewigkeiten (min. 15-20 minuten), 
bis er eingeschwungen ist. Ist das die Temperaturdrift? Wenn ich die 
Spannungsversorgung für wenige Sekunden unterbreche, beginnt der Prozess 
von vorne.
Das äußerst sich so, dass die Frequenz vom Schwingkreis sich beim 
Einschalten erst schnell und dann immer langsamer erhöht.

Das zweite ähnliche Problem ist, dass diese Erhöhung nie endet 
scheinbar. Sie wird immer langsamer, aber auch nach ner halben Stunden 
erhöht sich die Frequenz stetig sehr langsam. Für eine genaue 
Kalibration unbrauchbar, ich muss alles paar Minuten neu kalibrieren. 
Ich hätte erwartet, dass sie nach kurzer Zeit um einen gewissen Wert 
pendelt. Aber sie steigt einfach stetig an, irgendwann nur noch paar Hz 
pro Minute.
Da ich aber im Hz Bereich messe ist das zuviel.

Ich kann für das zweite Problem natürlich die Differenzfrequenz so groß 
machen, dass diese im kHz Bereich liegt. Das geht natürlich auf Kosten 
der Auflösung bei der µC Messung.

Was könnte ich hier tun?

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Max Mustermann schrieb:
>Ist das die Temperaturdrift?

Ja.

>Referenzfrequenz lasse ich mir vom µC eine frequenz, leicht über den
>230kHz genrieren,

Das solltest du nicht machen, weil diese Frequenz ja dann stabiler
ist als die vom freilaufenden Oszillator. Wenn für beide Frequenzen
die Oszillatoren gleich aufgebaut sind, heben sich die Temperaturdriften
gegenseitig auf.

von Max M. (maxi123456)


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Und dass ich 10 Minuten brauche bis es halbwegs eingeschwungen ist 
scheint wohl ok zu sein?

Wie könnte ich denn eine Referenzfrequenz erzeugen mit der 
selben/ähnlichen Temperaturdrift, die jedoch über einen µC gesteuert 
werden kann? Mit einem VCO?

Welche Funktion hat eigentlich C7? Wenn ich meine Frequenz berechne mit 
4,7mH und 100pF (CT1|C5|C24) komme ich fast genau auf meine gemessenen 
230kHz. Es scheint, als ob C7 keinen Einfluss auf die frequenz hat?

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Max Mustermann schrieb:
>Welche Funktion hat eigentlich C7?

C7 ist Teil des Schwingkreises und sorgt dafür das der
Schwingkreis eine hohe Güte hat. Die Schwingkreiskapatzität
berechnet sich aus der Parallelschaltung
von CT1 C5 C24 = 163pF, und dann in Reihe mit C7 = 330pF
Also ist die Schwingkreiskapazität etwa 109.1pF

von Max M. (maxi123456)


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Und mit R7 kann ich die Amplitude des Schwingkreises bestimmen, bzw. mit 
wieviel Strom der angeregt wird?

: Bearbeitet durch User
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