Hallo Zusammen Ich beschäftige mich mit dieser Schaltung. Und zwar würde ich gerne wiesen um wieviel ich die Phase drehen kann bis die Schaltung schwingt. Dabei muss bei der Rückkoplung der Imaginärteil 0 sein oder ?
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Srdjan M. schrieb: > 2022-01-21_16_02_16-PDF_Reader_by_Xodo.png Ich kann da keine Werte erkennen und auf rumrätseln habe ich jetzt keine Lust. Bau dir dir Schaltung doch in LTSpice nach. Dann kannst du an Verstärkung und Phasenverschiebung drehen und dir ansehen, was passiert. Für eine Schwingung muss der Realteil der Übertragungsfunktion größer 1 sein.
Srdjan M. schrieb: > Hallo Zusammen > > Ich beschäftige mich mit dieser Schaltung. Und zwar würde ich gerne > wiesen um wieviel ich die Phase drehen kann bis die Schaltung schwingt. > Dabei muss bei der Rückkoplung der Imaginärteil 0 sein oder ? Was heißt das - Du willst die Phase drehen? Das macht die Schaltung von ganz allein - falls sie sich denn erregen kann (richtige Dimensionierung vorausgesetzt). Im pos. Rückkopplungszweig ist ein passiver RC-Bandpass, welcher bei Resonanz die Phasendrehung Null produziert. Das ist eine der beiden Bedingungen für Selbst-Erregung. Wenn dann noch die negative Rückkopplung dafür sorgt, dass die (positive) Verstärkung groß genug ist, schwingt die Schaltung. Mit anderen Worten: Dann ist die Bedingung von Barkhausen (Schleifenverstärkung=1) erfüllbar. Weißt Du denn wie groß die Verstärkung sein muss (beim Bandpass mit 2 gleichen R und 2 gleichen C)??
Das ist ein Wien-Brücken-Oszillator, bei dem die Nichtlinearität des Opamps zur Amplitudenregelung (wenn man überhaupt von einer solchen sprechen kann) genutzt wird. Mit idealen Bauteilen muss R3=2·R4 sein, damit der Oszillator mit konstanter Amplitude schwingt. Weitere Details dazu findest du unter dem eingangs genannten Stichwort.
Yalu X. schrieb: > Mit idealen Bauteilen muss R3=2·R4 sein, > damit der Oszillator mit konstanter Amplitude schwingt. Ja - gilt aber nur unter der Voraussetzung R1=R2 und C1=C2.
Lutz V. schrieb: > Yalu X. schrieb: >> Mit idealen Bauteilen muss R3=2·R4 sein, >> damit der Oszillator mit konstanter Amplitude schwingt. > > Ja - gilt aber nur unter der Voraussetzung R1=R2 und C1=C2. Nicht nur dann, sondern bspw. auch für R2=1,5·R1 und C2=2·C1, aber natürlich nicht für beliebige R1, C1, R2 und C2. Allgemein muss gelten:
Die Frequenz ist dann
Srdjan M. schrieb: > Ich beschäftige mich mit dieser Schaltung. Sehr lobenswert. >Und zwar würde ich gerne > wiesen um wieviel ich die Phase drehen kann bis die Schaltung schwingt. Die Schaltung wird so wie sie angegeben ist, von selbst schwingen. Da brauchst weder Du, noch sonst jemand an der Phase drehen. (wiesen != wissen) > Dabei muss bei der Rückkopplung der Imaginärteil 0 sein oder ? Die Rückkopplung über die beiden Widerstände R3 und R4 ist ein ohmscher Spannungsteiler, dreht also an der Phase nichts und somit gibt es nur einen Realteil. Der andere Zweig mit R und C, die Mitkopplung wurde oben bereits besprochen. Vorraussetzung sei ein OPV, der so weit jenseits seiner Grenzwerte betrieben wird, daß er noch als "ideal" anzusehen ist. mfg
Yalu X. schrieb: > Nicht nur dann, sondern bspw. auch für R2=1,5·R1 und C2=2·C1, aber > natürlich nicht für beliebige R1, C1, R2 und C2. Was Du hier in Deiner Antwort schreibst, bezieht sich auf die allgemeine Schwingbedingung - und stimmt natürlich. Aber darum ging es bei der Frage, auf die ich mit meiner kurzen Antwort reagiert habe gar nicht. Es wurde behauptet (Yalu X.), dass R3=2R4 sein muss - und ich hab nur drauf hingewiesen, dass diese Bedingung nur für R1=R2 und C1=C2 gelten würde. Das ergibt sich einfach daraus, weil der Bandpass NUR bei dieser Dimensionierung bei f=fo den Übertragungswert 1/3 hat (und die Verstärkung deshalb 3 sein muss). Bei jeder anderen Dimensionierung (z.B. Dein Vorschlag mit R2=1,5R1 und C2=C1) muss die Verstärkung aber größer sein (im Beispiel etwa 3,66). Die Frequenz bleibt natürlich auch nicht erhalten.
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@Lutz: Möglicherweise reden wir ganz gewaltig aneinander vorbei :) Lutz V. schrieb: > Es wurde behauptet (Yalu X.), dass R3=2R4 sein muss - und ich hab nur > drauf hingewiesen, dass diese Bedingung nur für R1=R2 und C1=C2 gelten > würde. Yalu X. schrieb: > Mit idealen Bauteilen muss R3=2·R4 sein Damit bezog ich mich auf die Schaltung des TE, in der zwar R1=R2 und C1=C2, aber R3>2·R4 ist. Ich wollte nur darauf hinweisen, dass in der Theorie (deswegen schrieb ich "mit idealen Bauteilen") das Verhältnis von R3 zu R4 nicht größer, sonder exakt gleich 2 sein muss. Auch in der real aufgebauten Schaltung sollte R3 nur minimal größer als 2·R4 sein, da sonst das Ausgangssignal stark verzerrt wird. Die angegebene Dimensionierung mit R3=100kΩ und R4=47kΩ liegt da schon ziemlich weit daneben, so dass das Sinussignal an den Rails deutlich abgeflacht sein dürfte. > Das ergibt sich einfach daraus, weil der Bandpass NUR bei dieser > Dimensionierung bei f=fo den Übertragungswert 1/3 hat (und die > Verstärkung deshalb 3 sein muss). Auch für R2=1,5·R1 und C2=2·C1 trifft dies zu, deswegen mein Einwand von oben: Yalu X. schrieb: > Nicht nur dann, ... > Bei jeder anderen Dimensionierung (z.B. Dein Vorschlag mit R2=1,5R1 und > C2=C1) Vorsicht: Ich schrieb C2=2·C1. > muss die Verstärkung aber größer sein (im Beispiel etwa 3,66). Wie kommst du auf diesen Wert? > Die Frequenz bleibt natürlich auch nicht erhalten. Das stimmt. Aber auch die Frequenz (im Beispiel des TE ist f=5201 Hz) kann erhalten bleiben, bspw mit R1 =7650 Ω, R2 = 12240 Ω, C1 = 2 nF, C2 = 5 nF Siehe Simulation im Anhang. Die Werte der Wien-Brücke sind völlig verschieden, trotzdem können die Widerstände im Gegenkopplungszweig gleich bleiben, und auch an der Frequenz ändert sich nichts. Es gibt noch unendlich viele weitere Beispiele, wo dies ebenso zutrifft. Natürlich sprechen in der Praxis viele Gründe dafür und wenige dagegen, R1=R2 und C1=C2 zu wählen, aber ein absolutes Muss ist das nicht.
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Yalu X. schrieb: > @Lutz: Möglicherweise reden wir ganz gewaltig aneinander vorbei :) > > Auch für R2=1,5·R1 und C2=2·C1 trifft dies zu, deswegen mein Einwand von > oben: > > Vorsicht: Ich schrieb C2=2·C1. > >> muss die Verstärkung aber größer sein (im Beispiel etwa 3,66). > > Wie kommst du auf diesen Wert? > * Ja - da gab es ein Missverständnis. * Die Originalschaltung ist schwer zu lesen - ich habe automatisch (wohl, weil ich es immer so mache) bei der RC-Serienschaltung den Index 1 angenommen... Deshalb ist der Ansatz C2=2C1 natürlich was anderes als C1=2C2. * Allgemein ist die Mittenverstärkung Ao (mit den Indizes wie in der Aufgabenstellung): Ao=R1C2/(R1C1+R2C2+R1C2), was natürlich für R1=R2 und C1=C2 zu Ao=1/3 und zur nötigen Verstärkung von V=3 führt. * Für R2=1,5R1 und C2=2C1 erhalten wir weiterhin Ao=1/3 und V=3. (Du hast also recht) * Und für R1=1,5R2 und C1=2C2 ergibt sich dann Ao=0,273 mit V=3,66. (So hat sich der von mir zuvor genannte Wert ergeben als Folge der vertauschten Indizes). ___________________ Fazit: Missverständnis geklärt.
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