Wie funktioniert ein RC-generator ( Schwingungsbedingungen )

[Max W. (Gast)]

Moin Community,

Könnte mir Mal einer erklären (für Dumme) was die Schwingungsbedingungen 
für ein Oszillator ist und wie ein RC-generator funktioniert? Das was 
ich bei Google finde versteh ich nicht.

Danke schonmal:)

[hinz (Gast)]

https://de.wikipedia.org/wiki/Phasenschieber#Phasenschiebergenerator

[Max W. (Gast)]

Genau das versteh ich ja nicht. Wie gesagt für dumme

[Helmut S. (helmuts)]

Diese CRCRCR Hochpässe sorgen für eine Phasenverschiebung von bis zu 
270° bei sehr tiefen Frequenzen und von 0° bei sehr hohen Frequenzen. 
Wenn bei der Frequenz bei der die Phasenverschiebung 180° beträgt die 
Verstärkung des invertierenden Verstärkers (hier ein Transistor in 
Emitterschaltung) groß genug ist, dann schaukelt sich ein Schwingung mit 
genau dieser Frequenz auf. Die Amplitude wird natürlich durch die 
Versorgungsspannung begrenzt.


CRCRCR 180° bei f0
Verstärker 180°
--------------
Summe  360° bzw. 0°

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Max W. schrieb:
> Genau das versteh ich ja nicht.

Was daran verstehst du nicht? Es gibt 3 CR-Glieder, die jeweils eine 
Phasenverschiebung von maximal 90° machen. Durch die Reihenschaltung 
addieren sich die Phasenverschiebungen. Der invertierende Verstärker hat 
nochmal 180° Phasenverschiebung. Für die Schwingbedingung von insgesamt 
0° (= 360° = 720° = ...) muß jedes CR-Glied die Phase um wieviel Grad 
verschieben? (es gibt nur eine Lösung)

Außerdem muß der Verstärker mindestens so viel Verstärkung haben, daß er 
die Dämpfung der CR-Glieder aufhebt. Da ein einzelner Transistor locker 
eine Verstärkung von 100 schafft, ist das einfach einzuhalten. 
Tatsächlich muß man die Verstärkung in der Praxis reduzieren, damit das 
Signal ein Sinus bleibt und nicht durch Übersteuerung zu einem Trapez 
verzerrt wird.

[Turbogast (Gast)]

Warum steht in dem Bild vom TO dass jedes RC Glied 60° schiebt? 
Seltsam...versteh ich ehrlich gesagt auch nicht.

[Joachim B. (jar)]

Turbogast schrieb:
> Warum steht in dem Bild vom TO dass jedes RC Glied 60° schiebt?
> Seltsam...versteh ich ehrlich gesagt auch nicht.

weil es sinnvoll ist,

die maximal möglich Schiebung für RC 90° bedeutet ja das eine Komponente 
0 wird!

Pythagoras das rechtwinklige Dreieck! eine Kathete ist UR eine UC.

Es ist also sinnvoll je eine Komponente (Kathete) >0 zu erhalten also 
60° für die Hypotenuse für 3 Glieder zu 180°.

Man könnte auch 6 Glieder a 30° nehmen ist aber zu aufwändig, doppelt so 
viele Bauteile die passen müssen.

180° aus RC brauchen wir weil der Transistor so beschaltet 180° dreht, 
damit ist die Mitkopplung (Schwingbedingung erreicht).

Der Anstoß erfolgt beim Einschalten ein rechteckiger Spannungsanstieg 
von VCC hat praktisch alle Frequenzen und die passende wird hier 
bevorzugt verstärkt ( für alle anderen gilt ja nicht die 0°/360° 
Bedingung weil RC nicht auf 60° steht) bis es schwingt.

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Joachim B. schrieb:
> Turbogast schrieb:
>> Warum steht in dem Bild vom TO dass jedes RC Glied 60° schiebt?
>> Seltsam...versteh ich ehrlich gesagt auch nicht.
>
> weil es sinnvoll ist,

Vielleicht waere es schoen (im Sinne von: Weltfrieden waere schoen), 
aber ich find's gewagt, das einfach so hinzuschreiben. Die 3 RC-Glieder 
in Kette schieben insgesamt um 180°.OK.
Alle 3 R und C kann man jeweils gleich gross dimensionieren.OK.
Aber ich wuerde mal nicht davon ausgehen, dass dann jedes der 3 
RC-Glieder genau 60° schiebt. Die sehen naemlich alle unterschiedliche 
Impedanzen an ihren Ein/Ausgaengen.
Von daher zweifle ich stark an, dass sich die Phasenschieberei sich 
exakt gleich auf die 3 RC-Glieder aufteilt.
(Was natuerlich fuer die Schwingbedingung eher wurscht ist, nur diese 
Zeile mit 60+60+60=180 haett' ich da nicht hingeschrieben)

Gruss
WK

[Joachim B. (jar)]

Dergute W. schrieb:
> Aber ich wuerde mal nicht davon ausgehen, dass dann jedes der 3
> RC-Glieder genau 60° schiebt. Die sehen naemlich alle unterschiedliche
> Impedanzen an ihren Ein/Ausgaengen.

und dann gibt es noch Toleranzen der Bauteile, finde erst mal 3 gleiche 
R und drei gleiche C die genau auf der berechneten Freuquenz liegen, da 
ist man eine Weile beschäftigt diese auszumessen oder herzustellen, 
Impedanz hin oder her, aber als Lehrbeispiel taugt die Vereinfachung und 
ob F +- 10%-20% ist fürs Lernen egal.

Keiner baut RC Generatoren so auf wenns stabil und genau werden soll.

[ArnoR (Gast)]

Dergute W. schrieb:
> Von daher zweifle ich stark an, dass sich die Phasenschieberei sich
> exakt gleich auf die 3 RC-Glieder aufteilt.

So ist es. Im angehängten Bild sieht man, dass bei 180° 
Gesamtphasendrehung die ersten 2 Teilfilterstufen im unteren Filter 
(violett) weniger als 60° Phase liefern. Im oberen Filter (grün) dagegen 
ist die Phasendrehung aller 3 Teilfilter ziemlich genau 60°.

Man sieht außerdem, dass die größte Phasensteilheit bei jeweils 45° 
auftritt, was allerdings 4 Teilfilterstufen benötigt. Der zusätzliche 
Aufwand ist aber gerechtfertigt, weil größere Phasensteilheit eine 
bessere Stabilität ergibt.

Was man hier nicht sieht, aber in diesem Beitrag

Beitrag "Re: Dimensionierung Sinusozillator"

beschreiben ist, ist die kleinere Signaldämpfung der oberen Filterkette 
mit auf/absteigenden Werten, die zu geringerer Signaldämpfung und damit 
zu einer einfachen Regelbarkeit der Amplitude führt. Außerdem sinkt die 
Signaldämpfung mit ansteigender Stufenzahl.

Das hier RC-Filter gezeigt sind, ist unerheblich, CR-Filter verhalten 
sich genauso, nur "umgekehrt".

[Klaus R. (klara)]

Max W. schrieb:
> Das was
> ich bei Google finde versteh ich nicht.

Dafür nimmt man dann LTspice.
mfg Klaus

[Zdumm (Gast)]

Geht auch cr, rc, cr?

[Helmut S. (helmuts)]

Zdumm schrieb:
> Geht auch cr, rc, cr?

Nein. CR macht 90° bis 0°, RC macht 0° bis -90°. Das hebt sich also auf.

[Jobst Q. (joquis)]

Zdumm schrieb:
> Geht auch cr, rc, cr?

Mit cr,rc kann man auch einen Oszillator bauen, allerdings dann nicht im 
Gegenkopplungszweig, sondern im Mitkopplungszweig.

Es ist dann im Prinzip ein Sallen Key Bandpass, dessen Güte auf 
Überschwingen eingestellt ist.

Beitrag "Sallen Key Bandpass"

[Zdumm (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Zdumm schrieb:
>> Geht auch cr, rc, cr?
>
> Nein. CR macht 90° bis 0°, RC macht 0° bis -90°. Das hebt sich also auf.

O.k. Die Frage war nur um die Russen zu verwirren.

Aber jetzt wirklich ernst gemeint. Man kann diese Generatoren ja auf 
zweierlei Versicherung nen aufbauen rc und cr. Hat das einen 
irgendwelchen Einfluss auf das Schwingverhalten des Oszillators? 
Stabilität etc. pp.?

[Zdumm (Gast)]

Zdumm schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Zdumm schrieb:
>>> Geht auch cr, rc, cr?
>>
>> Nein. CR macht 90° bis 0°, RC macht 0° bis -90°. Das hebt sich also auf.
>
> O.k. Die Frage war nur um die Russen zu verwirren.
>
> Aber jetzt wirklich ernst gemeint. Man kann diese Generatoren ja auf
> zweierlei Versionen aufbauen rc und cr. Hat das einen
> irgendwelchen Einfluss auf das Schwingverhalten des Oszillators?
> Stabilität etc. pp.?

Dieses sch...ß Daddelfone macht mich noch kirre...

[Helmut S. (helmuts)]

Zdumm schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Zdumm schrieb:
>>> Geht auch cr, rc, cr?
>>
>> Nein. CR macht 90° bis 0°, RC macht 0° bis -90°. Das hebt sich also auf.
>
> O.k. Die Frage war nur um die Russen zu verwirren.
>
> Aber jetzt wirklich ernst gemeint. Man kann diese Generatoren ja auf
> zweierlei Versicherung nen aufbauen rc und cr. Hat das einen
> irgendwelchen Einfluss auf das Schwingverhalten des Oszillators?
> Stabilität etc. pp.?

Man kann natürlich mit C-R und R||C einen Wien-Oszillator bauen. Der ist 
viel besser als der CRCRCR Oszillator.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Zdumm schrieb:

>> Man kann diese Generatoren ja auf
>> zweierlei Versionen aufbauen rc und cr. Hat das einen
>> irgendwelchen Einfluss auf das Schwingverhalten des Oszillators?
>> Stabilität etc. pp.?

Darauf nicht. Aber in der Variante mit RC Tiefpässen haben die R's einen 
Einfluß auf den Arbeitspunkt des Transistors. Mit Hochpässen gibt es 
keinen Gleichstrompfad vom Ausgang zurück auf den Eingang und man kann 
den Arbeitspunkt hypsch nach Lehrbuch einstellen.

Wenn man den Oszillator mit einem Drehko abstimmbar machen will, hat die 
RC-Variante möglicherweise einen Vorteil: man findet Dreifach-Drehkos 
eher mit einem gemeinsamen Pol als mit 3 komplett getrennten 
Kondensatoren. Andererseits baut man einen per Drehko abstimmbaren 
Sinusgenerator typischerweise als Wienbrücke.

[Michel M. (elec-deniel)]

zum testen, noch unvollständig ....

[Michel M. (elec-deniel)]

Phasenschieber-Oszillator Draft

[Helmut S. (helmuts)]

Michel M. schrieb:
> Phasenschieber-Oszillator Draft

Wenn du in Reihe zu C4 einen 47 Ohm Widerstand einfügst, dann gibt es 
einen schönen Sinus.

Mit "startup" startet der Oszillator sofort.

.tran 0 100m 0 10u startup

[Michel M. (elec-deniel)]

stimmt (FFT bewies es), danke für die schnelle Korrektur.
Hier noch die angepasste Version..

[Michel M. (elec-deniel)]

.AC und .Tran   Version