RC - Oszillatoren

Beschreibung / Inhalt
Das Dokument beschäftigt sich mit Oszillatoren und ihrer Funktionsweise. Ein Oszillator erzeugt sinusförmige Schwingungen und besteht aus einem Verstärker, einem Verbraucherwiderstand und einem Rückkopplungsnetzwerk. Die Schwingbedingungen für einen Oszillator lauten: die Ausgangsspannung muss gleich der Eingangsspannung sein und ein Teil der Ausgangsspannung muss phasenrichtig dem Eingang zugeführt werden. Die Kenngrößen eines Oszillators sind Frequenzstabilität, Amplitudenstabilität und Verzerrungen. RC-Oszillatoren werden im Niederfrequenzbereich eingesetzt, während LC-Oszillatoren in höheren Frequenzbereichen verwendet werden. Es gibt verschiedene Arten von Oszillatoren wie beispielsweise Phasenschieber-, WienRobinson- und Doppel T-Oszillatoren.

In der dokumentierten Schaltung eines Phasenschieberoszillators wird das frequenzbestimmende Glied durch drei hintereinandergeschaltene Hochpässe realisiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers muss gegenüber dem Eingangssignal um 180 Grad verschoben werden, deshalb sind mindestens drei RC-Glieder erforderlich. Weitere RC-Glieder vergrößern die Frequenzstabilität. Tiefpassglieder werden meist zur Realisierung bevorzugt, da sie Oberwellen dämpfen. Der Wien-Brücken-Oszillator besteht aus einem passiven RC-Bandpass und einem ohmschen Spannungsteiler (R1 und R1/2). Die Differenzspannung hängt dabei von den Spannungen U1 und U2 ab.

Das Ziel ist es, einen möglichst idealen harmonischen Oszillator zu bauen, der eine „reine“ Sinusschwingung mit konstanter Amplitude und Frequenz liefert. In der Praxis kann das nur angenähert werden. RC-Netzwerke ermöglichen ohne großen Aufwand die Realisierung von niederfrequenten Oszillatoren. Der Dokumentenauszug gibt Einblick in die Funktionsweise verschiedener Oszillatoren und ihre Kenngrößen.
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Auszug aus Referat
RC - Oszillatoren Fach Kl.: EDT 2ANB Autor: Thomas Koppensteiner Datum: 18.02.96 Literaturhinweis: Laborunterlagen Dipl.Ing. Szakaly Tietze-Schenk : Halbleiterschaltungstechnik 1.Allgemeines: Oszillatorschaltungen dienen zur Erzeugung sinusförmiger Schwingungen. Die nachfolgende Anordnung zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Oszillators. Der Verstärker verstärkt die Eingangsspannung mit dem Faktor A . Am Verstärkerausgangsind der Verbraucherwiderstand RV und ein frequenzabhängiges Rückkopplungsnetzwerk angeschlossen, das z.B. aus einem Schwingkreis bestehen kann. Damit lautet die rückgekoppelte Spannung U3 k U2. Um zu prüfen, ob der Oszillator schwingfähig ist, trennt man die Rückkopplungsleitung auf und belastet den Ausgang des Rückkopplers weiter mit Re(Eingangswiderstand des Verstärkers). Dann speist man den Verstärker mit U1 und mißt U3. Der Oszillator ist schwingfähig, wenn U3 U1 ist. Rückkopplungsleitung A k Verstärker Rückkoppler U1 U2 Re U3 Abbildung 1:Prinzipschaltung - Oszillator Oszillatoren unterscheiden sich hauptsächlich durch die Art der Rückkopplung. So ergeben sich verschiedene Oszillatortypen wie z.B.: RC - Oszillatoren: finden Anwendung im Bereich von 0,1Hz bis 1MHz Phasenschieber-, WienRobinson-, Doppel T- Oszillator LC - Oszillatoren: werden in höheren Frequenzbereichen (1kHz-GHz) verwendet Meißner-, Colpitts-, Hartley- Schaltung Kristalloszillatoren: für genaue Hochfrequenzen Quarz-, Atom- Oszillator Der ideale harmonische Oszillator liefert eine reine ...
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