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Board-AnsichtSC-Oszillator (Elektronik)
verfasst von schaerer
, Kanton Zürich (Schweiz), 26.01.2011, 08:46 Uhr
» » Angenommen man schickt ein ideales
» » Rechtecksignal, also Square-Wave mit exakt t/T=0.5 und konstante
» Amplitude
» » durch ein relativ steilflankiges (SC-)Tiefpassfilter, das dafür sorgt,
» dass
» » bei der ersten Oberwelle, also bei der 3-fachen Grundfrequenz die
» Dämfung
» » mehr als 100 dB beträgt, dann wäre zumindest die Amplitude bei dieser
» » ersten Oberwelle so gering, dass diese keinen nennswerten Klirrfaktor
» » beitragen kann.
»
» Irgendwie traue ich da den Datenblattwerten nicht so ganz.
» Erfahrungsgemäss gibts da immer irgendwelche Dreckeffekte,
» die das Ergebnis verschlechtern.
Diese Aussage gilt aber eher dem was ich weiter unten schreibe. Hier geht es nur um das Prinzip: Wenn ich von einer idealen Rechteckspannung alle Oberwellen wegfiltere, gibt es keine durch Oberwellen erzeugte Verzerrung des Sinus.
Das mit den 100 dB/Oktave stimmt, habe ich auch nachgemessen. Allerdings heisst das nicht, dass die Dynamik ebenso gross ist. Sie liegt je nach Filter/IC-Typ bei ca. 65 bis 70 dB (~2000-3000).
Vom Dreckeffekt, der durch den Clockfeedthrough entsteht, habe ich geschrieben. Das (natürliche) Rauschen ergibt sich aus der soeben genannten Dynamik.
» » Mit steilflankig ist die Steilheit der Grenzfrequenz gemeint, die man
» z.B.
» » in dB/Dekade oder dB/Oktave angibt. Es gibt integrierte SC-TP-Filter
» mit
» » einer Steilheit von 100 dB/Oktave.
»
» Schon klar. Wahrscheinlich müsste ich mir mal einen
» solchen baustein besorgen und selbst etwas rumprobieren.
»
» » Natürlich muss man noch berücksichtigen, dass andere Faktoren zum
» » Klirrfaktor beitragen. Allerdings liegt die spektrale Komponente weit
» » oberhalb zur Signalfrequenz im Bereich der SC-Abtastfrequenz. Diese
» kann
» » man allerdings mit einem zusätzlich einfachen analogen TP-Filter erster
» » oder zweiter Ordnung wirksam dämpfen.
»
» ...
»
» » Und da setzt der Punkt ein, wo ich schreibe Knochenarbeit. Es ginge da
» um
» » das Subsituieren dieser beiden Potmeter durch passende SC-Komponenten.
» » Einfach ist das nicht und es gäbe auf jedenfall nur die Methode des
» » direkten IC-Design, weil die Probleme nur schon mit Clockfeedthrough
» wären
» » sonst nicht beherrschbar.
»
» Hmm, ich hatte gedacht, man könne eine SC-Schaltung mit
» CMOS-Schaltern nachbauen.
Ja kann man, aber genau da liegt das Problem drin, dass man dabei die parasitären Effekte massiv verstärkt. Diese Phase hatte man in den frühen 1980er-Jahre an Diplom/Dissertations-Arbeiten durchgepaukt. Das war übrigens eine interessante Phase. Dazu baute ich extra durchstimmbare Nonoverlapping Mehrphasen-Taktgeneratoren (Geräte) mit veränderbarem Overlapping.
» » » Wie der Sinus nach einem Rechteck
» » » und nachgeschalteten SC-Filter aussieht, weiss ich nicht.
» » » Könnte aber sein, das der dann doch eher in der Grössen-
» » » ordnung von Funktionsgeneratoren, also eher bei ca.
» » » 1% liegt.
»
» » Dazu habe ich mich weiter oben geäussert. Ich kann Dir leider nicht
» » antworten, weil für diese vorliegende Schaltung als Demo-Modell als
» Teil
» » einer SC-Filter-Vorlesung, die in jedem Frühjahr stattfindet und ich
» auch
» » dieses Jahr wieder durchführen werde, ist das halt gar kein Thema. Das
» mit
» » dem SC-Sinusgenerator ist lediglich sowas wie eine Zugabe um dem
» » interessierten Studenten zu zeigen, was man mit einem SC-Tiefpassfilter
» » auch noch anstellen kann. Hätten wir am Institut eine
» » Klirrfaktormessbrücke zur Verfügung gehabt, hätte ich dies
» » selbstverständlich trotzdem gemessen.
»
» Ich hatte mal eine ähnliche Schaltung mit Standard-
» OPV-Aktivfiltern in Benutzung. Aber da ging es um Fest-
» frequenzen sodas ich das Filter nicht durchstimmen
» brauchte und die ca 1% Klirrfaktor reichten auch.
Also verstehe ich das jetzt richtig. Du hast ein Rechtecksignal mit einem analogen aktiven Tiefpassfilter zu einem Sinus gewandelt?
Das analoge Filter alleine hatte bestimmt einen niedrigeren Klirrfaktor, wenn die Openloop-Bandbreite drastisch grösser ist als die welche durch die Gegenkopplung zustande kommt. Und wenn Du den Rechteck am Ausgang eines Flipflop (1:2-Frequnzteiler) verwendest, hast Du einen praktisch idealen Rechteck.
--
Gruss
Thomas
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