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Thema: Schwingkreise

  1. #1
    WerBinIch
    Gast

    Schwingkreise

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    Hallo, Com,

    ich bin seit einiger Zeit am werkeln und möchte gern ein Theremin simulieren. Das ist ein Musikinstrument, welches darauf basiert, Kapazitäten von Schwingkreisen mithilfe der Hand als Erdung zu verändern und somit die Frequenzen der Schwingkreise als Klang auszugeben. Hier die genauere Beschreibung, falls Ihr damit nichts anfangen könnt^^: http://de.wikipedia.org/wiki/Theremin

    Meine Frage ist es: Ich konnte bereits einen gedämpften und einen ungedämpften Schwingkreis bauen (als Basics) und dann die Frequenz als Sound durch einen Lautsprecher auszugeben. Allerdings bin ich in der Elektroniktheorie eine Niete...

    Hier ist ein Schaltplan des Schwingkreises: http://www.sesama.de/PKIA/WIN-FPA12/...Schaltplan.jpg

    Was muss ich beachten bei der Auswahl von Transistoren, Kapazitäten des Kondensators und Kenngrößen der Spule? Ich meine, wenn ich sagen wir mal eine bestimmte Frequenz X ausgeben möchte, was für Werte müssen die Bauelemente haben, um nicht durchzubrennen?^^ Gibt es dafür Formeln?

    Und was die Schwingkreise betrifft, die berührungslos von der Hand beeinflusst werden, könntet Ihr mir eine Anweisung geben, womit ich anfangen könnte?

    Ich würde mich herzlich über Denkanstöße freuen!

    Alex

  2. #2
    Unregistriert
    Gast
    Es ist gar nicht erledigt O.ô

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Was muss ich beachten bei der Auswahl von Transistoren, Kapazitäten des Kondensators und Kenngrößen der Spule? Ich meine, wenn ich sagen wir mal eine bestimmte Frequenz X ausgeben möchte, was für Werte müssen die Bauelemente haben, um nicht durchzubrennen?^^ Gibt es dafür Formeln?
    Die Frequenz im Oszillator wird durch die Kapazität und Induktivität im Schwingkreis bestimmt, die Formel findet sich hier.
    Über die Dimensionierung von Transistorschaltungen kann man hier einiges lernen.

    Vielleicht noch ein paar Hinweise.
    Wenn man sich die möglichen Kapazitätsänderungen (wenige Picofarad) beim Spielen überlegt, wird man schnell erkennen dass man damit keine sinnvolle Frequenzänderung im hörbaren Bereich (16-16000 Hz) zustandebringt. Deshalb geht man auf wesentlich höhere Frequenzen und setzt die hohe Frequenz auf eine niedrige Frequenz um, indem man sie mit einer konstanten Frequenz aus einem Quarzoszillator mischt. Daraus folgt, dass man leider einen kleinen Radiosender baut, mit dem Risiko von Rundfunkstörungen. Man muß also darauf achten, dass man mit nur äußerst geringen Leistungen an der Antenne arbeitet und dass der Oszillator nicht auch auf anderen Frequenzen als erwünscht abstrahlt. Außerdem wird man auch Probleme mit der Temperaturstabilität bekommen wenn man nicht sorgfältig kompensiert. Insgesamt kein einfaches Thema für einen Anfänger.
    Ansonsten: Viel Erfolg!

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von ranke Beitrag anzeigen
    Wenn man sich die möglichen Kapazitätsänderungen (wenige Picofarad) beim Spielen überlegt, wird man schnell erkennen dass man damit keine sinnvolle Frequenzänderung im hörbaren Bereich (16-16000 Hz) zustandebringt.
    Das ist für aus deinem Schaltplan eines LC Meißneroszillators (was du falsch als Schwingkreis nennst) als Fmax/Fmin = 3:1 beschränkt, was musikalisch nur etwa 1,5 Oktaven entspricht. Das gleiche gild praktisch für alle LC Oszillatoren, deshalb die richtige Idee meines Vorredners. Ich denke, dass eine Entwicklung von gutem Theremin-Instrument viel Erfahrung verlangt.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  5. #5
    Unregistriert
    Gast
    Hmm, ich hab ja noch etwas Zeit um mich einzufinden. Mich würde viel mehr jetzt interessieren, wie ich immer die Größen wie U und I auswählen muss, um ein Teil nicht durchbrennen zu lassen. Also meine Frage ist wirklich so grundlegend, dass ich nicht mal genau weiß, wie ich danach suchen kann, um mich nicht sofort in google zu verlieren. Wenn ich eine Spannung von 9V anlege und eine Stromstärke von sagen wir mal 10A... was muss ich bei der Auswahl an Kondensatoren, Widerständen etc. beachten? Wie viel Ohm muss ein Widerstand sein? Gibt es Auslastungsgrenzen für die Komponenten?

    Ich hoffe meine Frage ist verständlich.

    Grüße

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Bei Entwicklung eines Oszillators geht es vor allem um Erfüllen von zwei nötigen Bedienungen: Amplitude und Phasenverschiebung der Oszillationen. Ich verstehe deine Frage, aber nicht dein Traum._.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Grenzwerte von einem Bauteil findest du immer im jeweiligen Datenblatt oer manchmal sogar schon in der Produktbezeichnung, z.B. bei Widerständen.

    Bedenke, dass bei Wechselstrom in der Regel mit Effektivwerten gearbeitet wird.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Zitat Zitat von Unregistriert Beitrag anzeigen
    Mich würde viel mehr jetzt interessieren, wie ich immer die Größen wie U und I auswählen muss, um ein Teil nicht durchbrennen zu lassen. Also meine Frage ist wirklich so grundlegend, dass ich nicht mal genau weiß, wie ich danach suchen kann, um mich nicht sofort in google zu verlieren. Wenn ich eine Spannung von 9V anlege und eine Stromstärke von sagen wir mal 10A... was muss ich bei der Auswahl an Kondensatoren, Widerständen etc. beachten? Wie viel Ohm öme so klein wie möglichmuss ein Widerstand sein? Gibt es Auslastungsgrenzen für die Komponenten?
    Maximale Spannungen, Ströme und Leistungen stehen im Datenblatt der Bauteile.

    Grundsätzlich wählt man Ströme so klein wie möglich, besonders bei Batteriebetrieb.

    Nun hat man aber das Problem, dass z.B. bei einem Transistor, die Verstärkung eine Abhängigkeit vom Strom hat. Des weiteren hat so ein Halbleiter immer auch noch Leckströme, welche zudem noch Temperaturabhängig sind.
    Du hast nun das Problem, dass z.B. am Ausgang eines Transistors dein verstärktes Nutzsignal und die Leckströme anliegen. Wenn jetzt dein Nutzsignal etwas gleich gross ist wie der Leckstrom, hast du einen Fehler von 100%. Wenn das Nutzsignal 10x grösser als der Leckstrom ist, beträgt der Fehler noch um die 10%.
    Nun hast du aber oft das Problem, dass dein Nutzsignal z.B. von einem Sensor vorgegeben ist, du hast dann gar keine Möglichkeit diesen Strom frei zu wählen.

    Grundsätzlich ist Technik immer ein Kompromiss, von sich oft widersprechenden Parametern.

    Dies ist dann auch der Grund wieso es für ein Problem tausende unterschiedliche Lösungen gibt.
    Selbst wenn man die Schaltung für z.B. eine Transistorstufe vorgibt, wird die jeder Entwickler etwas anders dimensionieren.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Also meine Frage ist wirklich so grundlegend, dass ich nicht mal genau weiß, wie ich danach suchen kann, um mich nicht sofort in google zu verlieren
    Es würde wahrscheinlich genügen, sich im Elektronik kompendium (habe ich oben verlinkt) zu verlieren.

    ... eine Spannung von 9V anlege und eine Stromstärke von sagen wir mal 10A ...
    9V sind brauchbar, könnte aber auch etwas weniger sein. 10A sind für den Oszillator jenseits aller Diskussion, als Kollektorstrom könnte man in einer ersten Auslegung 1 bis 5 mA ansetzen, vielleicht muß man sogar weniger nehmen.
    Grund: wie oben schon geschrieben, muß man mit der abgestrahlten Leistung geizen (Funkstörungen). Bei 10 A wird das schon mehr ein Radiotherapiegerät als ein Musikinstrument. Außerdem würde der hohe Strom zu starker Erwärmung des Halbleiters führen, was wiederum dessen elektrische Werte verändert. Drittens wird die Spule wesentlich kleiner / billiger / im Verhalten linearer, wenn sie nicht auf hohe Ströme ausgelegt werden muß. Viertens müssten dann auch die anderen Bauteile (Festfrequenzoszillator, Mischer, Netzteil) auf die hohe Leistung ausgelegt sein, mit entsprechend hohem Aufwand. Es braucht auch den 2N3055 nicht, nimm einen beliebigen Kleinsignaltransistor.

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