schwingungserzeugung

[sundown]

hallo, ich hänge beim prinzip der ungedämpften schwingungserzeugung. habe einen generator aus verstärker, mitkopplung, frequenzbestimmendem glied und amplitudenbegrenzung. kann mir jemand erklären, was genau da passiert?
gruß sundown

[edgar]

hi,


du hast saemtliche begriffe aufgelistet ,die bei einem generator ueblich sind....perfekt. Ich kann nicht glauben dass du die sache nicht verstanden hast.

deshalb gebe ich dir nur eine analogie: ein hund beisst sich in den schwanz. das mag schmerzlich sein.er regt sich darueber auf und sagt : du hund ich zeig es dir! und beisst nochmal . wenn das so weiter geht (armer hund) dann wird er immer wieder beissen und normalerweise im kreis hinter seinem schwanz herrennen.
du hast gerade ein beispiel fuer mitkopplung ,ungedaempfte verstaerkung,frequenzbestimmendes glied und amplitudenbegrenzung
bekommen.

jetzt ist alles klar
und der hund im eimer beim
Veterinaer

ed

[elmar]

Hi,


bei einem klassischen Schwingkreis bestehend aus Spule und Kondensator tauschen die beiden Bauteile die Enerien abwechselnd. Das kann man sich vorstellen wie bei einer Schaukel. Höhen- und Bewegungsenergie wechseln sich ständig ab. Man kann sich das vortellen, dass der Kondensator die Höhenenergie repräsentiert und die Spule die Bewegungsenergie.

Die Spule versucht nämlich den Strom (hier Bewegung) aufrechtzuerhalten, der Kondensator versucht die Spannung (hier Höhenenergie) loszuwerden (hier in Bewegungsenergie). Selbst wenn die Höhenenergie abgebaut ist, baut sie die Massenträgheit wieder auf.

Zieht man die Schaukel zurück und lässt sie los (Kondensator aufladen und an die Spule halten), so beginnt das System zu schwingen. Durch Reibung (Verluste in den Bauteilen und Ohmscher Widerstand der Anschlussleitungen, hier Reibung des Seils und Luftwiderstand) wird das System gedämpft, die Schaukel schwingt immer weniger. Interessant in dem Zusamenhang ist, dass die Frequenz immer gleich bleibt (Schwingungen pro Zeit). Die Geschwindigkeit und Hub nehmen ab, dadurch bleibt die Frequenz gleich.

Eine gedämpfte Schwingung nimmt immer weiter ab, bis zum Stillstand.
Was macht man bei der Schaukel? Man führt in geeigneten momenten Energie zu durch anschubsen (Wir gehen davon aus, dass keiner auf der Schaukel sitzt, der Energie ins System einbringt). Das kann man durch einen Transistor machen. Wenn der Schwingkreis in einer bestimmten Richtung ausgeschlagen hat, gibt man dem System einen Schubs. Dazu wird in der Praxis eine kleine Hilfswicklung an der Spule angebracht, die einen pos- oder neg. Impuls (je nach Richtung der Schwingung) erzeugt, wenn sich die Richtung umkehrt. (Induktionsgesetz, wenn sich das Magnetfeld ändert - besonders bei Vorzeichenwechsel - induziert das einen Strom). Der Transistor reagiert nur auf pos bzw. negative Impulse, je nach Bauart (NPN/PNP) und gibt dem Schwingenden System genau im richtigen Moment einen Schubs.

Systeme, dei mit Rückkopplung arbeiten koppeln den Ausgang Phasenverschoben (und verstärkt) auf den Eingang zurück. Die negativen halbwellen werden umgedreht, verstärkt, phasenverschoben, so dass die genau auf die positiven Halbwellen treffen und sich hinzuaddieren. Analog geschieht das auch mit den positiven Halbwellen. Die Phasenverschiebung bestimmt die Frequenz, auf der das System schwingungsfähig ist, und somit die Ausgangsfrequenz.

Gruß
Elmar

[nullus]

hab zwar nix konstruktives beizutragen, dennoch möchte ich hier Elmar mal ein Kompliment für die sehr schöne Erklärung machen! Nicht, dass ich das inhaltlich beurteilen könnte, aber ich hab jetzt ne ganze Menge verstanden!

[Unregistriert]

hallo,

geht mir genauso wie nullus. danke euch für die antworten!
eine frage habe ich aber noch, wie wird die amplitudenbegrenzung realisiert?
kann man die beeinflussen?

gruß
sundown

[elmar]

Hi,

bei einem RL Parallelschwingkreis wird die Amplitude durch die versorgungsspannung begrenzt. bei einem Rückgekoppelten Schwingkreis muss man eine Dämpfung einbauen, sonnst schaukelt sich das so weit auf, dass anstatt Sinus ein rechteck herauskommt, da das Ausgangssignal begrenzt ist und "clippt" (alles was zu hoch ist wird abgeschnitten)

Gruß
Elmar

[sundown]

hallo elmar,
verstehe ich das richtig? ich habe einen generator wie oben beschrieben aus verstärker, mitkopplung, freuenzbestimmendem glied und amplitudenbegrenzung.
das freuenzbestimmende glied ist der RL-parallelschwingkreis, der durch die mitkopplung eine ungedämpfte schwingung erzeugt, ohne rückkopplung würde es sich um eine gedämpfte schwingung handeln. und wegen dieser rückkopplung brauche ich die amplitudenbegrenzung, die wie realisiert wird?

gruß sundown

[elmar]

Hi,

kommt immer drauf an, welche Art oszillator da zum Einsatz kommt. Bei einem Schwingkreis aus Spule und Kondensator ist die Dimensionierung von L und C ausschlaggebend.

Bei einem Schwingkreis, der auf Rückkopplung basiert ist die Zeitverzögerung ausschlaggebend.

Bei einem RC Oszillator hängt die Frequenz von der Ladezeit des Kondensators ab, der durch Ladewiderstand und Kapazität bestimmt wird.

Wenn Du eine bestimmte Schaltung verstehen willst, musst Du die mir zeigen, damit ich sagen kann, wie die Funktioniert und worauf es ankommt.

Gruß
Elmar

[sundown]

hallo, ich muß die ungedämpfte schwingungserzeugung erklären, und bin da auf den oben beschriebenen generator gestoßen, nun versuche ich zu verstehen, was da genau passiert. da ich leider nicht elektrotechnik studiere oder mich sonst irgendwie tiefer damit beschäftigt habe (bzw. gerade erst damit anfange), tue ich mich damit ein wenig schwer.
gruß sundown

[elmar]

Hi,


wie nennt sich der Oszillator oder hast Du vielleicht eine Schaltung davon?

mitkopplung
Der Ausgang wird auf den Eingang gekoppelt. Dadurch wird das Eingangssignal vom Ausgangssignal verstärkt. Übertreibt man die Kopplung, so wird so stark verstärkt, dass der verstärker in Sättigung geht

Gegenkopplung
Hier wirkt das Ausgangssignal dem Eingangssignal entgegen. Das benutzt man, um einen hohen Verstärkungsfaktor zu "zähmen" und linear zu machen. Wie das funktioniert findest Du in "Grundlagen des Operationsverstärkers" hier auf der Seite unter "Know How diverses".

ungedaempfte verstaerkung
bezeichnet man die Verstärkung bei einer Mitkopplung. Die Kopplung bzw. die Verstärkung hebt gerade die Verluste auf.

frequenzbestimmendes glied
Ist der Teil der Schaltung, der die Frequenz festlegt. Das kann ein Quarz sein, die Dimensionierung des Schwingkreises oder eben die Verzögerung bei einem Rückgekoppelten System.

amplitudenbegrenzung
Das Ausgangssignal wird passend abgeschwächt oder der Schwingkreis ist so aufgebat, dass die Amplitude einen bestimmten Wert nicht überschreiten kann.

Gruß
Elmar

[edgar]

hi,

>wie nennt sich der Oszillator oder hast Du vielleicht eine Schaltung davon?

es wird wohl 'WIEN_bruecken_oszillator' sein...mit gluehbirne fuer die amplitudenbegrnzung !

ed
ps google !

[sundown]

hallo elmar,

hm, wie der heißt, weiß ich nicht, bin auch "nur" in der theorie.
habe mir verschiedene erklärungen im internet zusammengesucht, aber irgendwie bin ich nicht so ganz sicher, ob ich da was richtiges draus gemacht habe...
kann ich dir meinen erklärungsversuch (mit skizzen) mal per mail zuschicken? vielleicht wird dann klarer, wo ich hänge?

gruß sundown

[sundown]

edgar, mit google arbeite ich übrigens schon die ganze zeit...

[Anatec]

obwohl Elmar alles schon so schön erklärt hat, mal was zur "Amplitudenbegrenzung".
Bei HF Generatoren erfolgt das in der Regel durch eine fest eingestellte Gegenkopplung. Je nach Ausführung des Generators als Emitterwiderstand oder einen kapazitiven Spannungsteiler vor der Rückkopplung. Trickreiche Schaltungen vereinigen beides zu einem, - Spannungsteiler > Phasendrehung -. Auch Heiß und Kaltleiter werden zur Stabilisierung herangezogen.
Hochwertige HF Erzeuger machen das über getrennte Stufen
Schwingungserzeugung > Frequenzregelung und Stabilisierung > Gleichrichtung - gewinnen einer Regelspannung > Rückführung auf den Schwingungserzeuger.
Das ist notwendig, da ja jede Änderung der Verstärkungsparameter des Schwingungserzeugers letzendlich die Frequenz und Amplitude beinflusst.
Der Rückkopplungsfaktor sollte nur knapp über dem Wert 1 liegen. Nur so entsteht eine rausch und klirrarme Schwingung.
Typische Vertreter von Grundschaltungen sind
Meißner Schaltung
Colpitt Schaltung
Clapp Oszilator
ECO Schaltung (Röhrentechnik)
In der NF Technik verwendet man Wienbrücken uä. da LC Schwinkreise enorme mechanische Ausmaße erreichen würden.
Die digitalen Sinusgeneratoren lasse ich mal weg, da die nix mehr mit herkömmlicher Schwingungserzeugung zum tun haben.

Gruß Gerd H