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Habe ein Quarzmodul 1 MHz. Spannung dran, fertig. Die absolute Genauigkeit der Frequenz reicht, aber stabil muß diese sein. Rechteck hat aber ungemein viele und starke Oberwellen, alle 1 MHz eine. Ich glaube alle Ungeraden sind besonders kräftig (warum gerde die?).

Um die Oberwellen halbwegs loszuwerden, schirme ich die Baugruppe, mache eine galvanisch getrennte Stromversorgung (5 Volt). Aber nö - Oberwellen in Massen. Reicht es nun einen Trigger hintendran zu schalten? Vielleicht den 4093? Ich würde alle, die im IC sind, parallel schalten. Eben um auf eine höhere Ausgangsleistung (Strom) bei den 5 Volt Rechteck zu kommen.

Sind noch mehr oder gar andere Maßnahmen notwendig? Irgendwelche Filter sind ja sinnlos, weil kein Sinus oder Dreieck oder ähnlich. Perfekt muß es nicht werden, aber eine sehr deutliche Schwächung wäre gut. Kenne mich bei dB und Konsorten nicht so aus, gefühlt 60 dB Schwächung sind mindestens das Ziel.

LG Sel

» Habe ein Quarzmodul 1 MHz. Spannung dran, fertig. Die absolute Genauigkeit
» der Frequenz reicht, aber stabil muß diese sein. Rechteck hat aber ungemein
» viele und starke Oberwellen, alle 1 MHz eine. Ich glaube alle Ungeraden
» sind besonders kräftig (warum gerde die?).
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» Um die Oberwellen halbwegs loszuwerden, schirme ich die Baugruppe, mache
» eine galvanisch getrennte Stromversorgung (5 Volt). Aber nö - Oberwellen in
» Massen. Reicht es nun einen Trigger hintendran zu schalten? Vielleicht den
» 4093? Ich würde alle, die im IC sind, parallel schalten. Eben um auf eine
» höhere Ausgangsleistung (Strom) bei den 5 Volt Rechteck zu kommen.
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» Sind noch mehr oder gar andere Maßnahmen notwendig? Irgendwelche Filter
» sind ja sinnlos, weil kein Sinus oder Dreieck oder ähnlich. Perfekt muß es
» nicht werden, aber eine sehr deutliche Schwächung wäre gut. Kenne mich bei
» dB und Konsorten nicht so aus, gefühlt 60 dB Schwächung sind mindestens das
» Ziel.
»
» LG Sel

Hallo Sel,
ein Rechtecksignal mit Tastverhältnis 1:1 besteht aus einer Summe
von Sinus- und Cosinusschwingungen (musste ich selber mal ausrechnen,
nicht spannend...)
Näheres steht z.B. hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#Fourieranalyse

Wenn die Oberwellen weg sollen, dann hilft ein passives Tiefpassfilter.
Dann wird ein Sinus aus dem Signal.
Rechteck ohne Oberwellen geht nicht. Oder meinst du etwas anderes?

Grüße
Altgeselle

Als in der Schule die Integralrechnung drankam, da hat man mich immer Kreide holen geschickt Ich weiß zwar um was es geht, Sinus/Cosinus u.ä. sind mir ein Begriff, auch die Berechnungen drumrum... Aber tiefere mathematische Hirnknoten lösen, nee. Gib mir paar Fetzen Einstein, Hawkin, von mir auch den ollen Newton, damit komme ich besser klar. Und das Zeugs ist ja auch nicht von Pappe...

Ich werde also die Oberwellen (Harmonische ist wohl richtiger) beim Rechteck nicht los, zumindest im Signal. Abschirmen (Abstrahlung) oder die Betriebsspannung (Impulse) von diesen "Störungen" freizuhalten, das bekomme ich hin.

Ich habe also nun einen recht schönen Rechteck bei 1 MHz, absteigend im Pegel aber leider auch bei 3, 5, 7... MHz.

LG Sel

» Ich habe also nun einen recht schönen Rechteck bei 1 MHz, absteigend im
» Pegel aber leider auch bei 3, 5, 7... MHz.
»
» LG Sel

Deshalb hat man die astabile Kippstufe auch Multivibrator genannt. Man konnte damit schön Radio Skalen "eichen".

LG

Hallo Sel
» Als in der Schule die Integralrechnung drankam, da hat man mich immer
» Kreide holen geschickt Ich weiß zwar um was es geht, Sinus/Cosinus u.ä.
» sind mir ein Begriff, auch die Berechnungen drumrum...

Bei genauer Betrachtung der dargestellten Fouriersynthese des symmetrischen Rechtecks erkennst Du schon, dass eine Grundschwingung definiert werden muß, um dann die ungeraden Vielfachen der Frequenz phasenrichtig zu addieren. Gerade Vielfache tauchen hier nicht auf.

Die Fourieranalyse zerlegt eine Rechteckschwingung in reine Sinuswellen.

Aber auch wenn Du dein Rechteck mit einem Schalter erzeugst, gilt dieser Grundsatz. Nimmst Du einem Rechteck die Oberwellen, dann bleibt Dir ein Sinus mit der Grundfrequenz - optimalerweise mit einem Klirrfaktor von 0% - also ohne Oberwellen, da schließt sich der Kreis

Ein ideales Rechteck dürfte also (entsprechend der Formel) nur ungeradzahlige Oberwellen haben, keine geradzahligen Oberwellen. Das ist in der Praxis allerdings schwer zu erreichen - geringe Fehler in der Symmetrie etc. erzeugen sofort geradzahlige Oberwellen. Zur Optimierung Deines Rechteckes solltest Du aber die ungeradzahligen Oberwellen keinesfalls unterdrücken. Was stört sind nur die ungeradzahligen Oberwellen. Nur die "wegzufiltern" ist nicht so einfach, ohne die "guten" Oberwellen so zu lassen wie sie sind bzw. die Formel das vorgibt. Allerdings wirst Du nur in Grenzen Möglichkeiten haben, durch schaltungstechnisches Optimieren der Geometrie des Rechteckes die geradzahligen Oberwellen zu minimieren. Dabei ist es natürlich nicht so ganz einfach, dass Signal eines fertigen Quarzoszillators zu trimmen.

Andererseits ermöglichen einem die Oberwellen, die ja auf der Stabilität der Grundfrequenz beruhen, auch Referenzen mit höherer Frequenz zu benutzen. Und mittels Bandfilter (Schwingkreis) lassen sich aus der Grundfrequenz des Rechteckes oder dessen Oberwellen genaue Sinusschwingungen herausfiltern.
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» Ich werde also die Oberwellen (Harmonische ist wohl richtiger) beim
» Rechteck nicht los, zumindest im Signal.

nicht ohne das Rechteck loszuwerden

» Abschirmen (Abstrahlung) oder die
» Betriebsspannung (Impulse) von diesen "Störungen" freizuhalten, das bekomme
» ich hin.

ist ein anderes Thema, aber das ist natürlich auch wichtig.
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» Ich habe also nun einen recht schönen Rechteck bei 1 MHz, absteigend im
» Pegel aber leider auch bei 3, 5, 7... MHz.

Eigentlich ist das das Zeichen dafür, dass das Rechteck wirklich schön ist! freue dich also!

Grüße
Hartwig

» Hallo Sel
» Ich habe also nun einen recht schönen Rechteck bei 1 MHz, absteigend im
» Pegel aber leider auch bei 3, 5, 7... MHz.
»
» LG Sel

Hier kann man das fast spielerisch nachvollziehen.
https://www.j-berkemeier.de/Fouriersynthese.html

» gefühlt 60 dB Schwächung sind mindestens das Ziel.

60dB sind schon ziemlich heftig.

Besser gleich ein Sinussignal erzeugen.

» Hier kann man das fast spielerisch nachvollziehen.
» https://www.j-berkemeier.de/Fouriersynthese.html

Das ist ja mal richtig schön! Danke.

LG Sel

» Eigentlich ist das das Zeichen dafür, dass das Rechteck wirklich schön ist!
» freue dich also!

Gut, ich freue mich

Dann lebe ich mit den Schwingungen. Das der Baustein nicht trimmbar ist, macht nichts. Ich kann ohne viel Aufwand die Frequenz eh nicht nachmessen. Die ist ja nur paar Hz von den 1 MHz weg, reicht für meine Zwecke völlig aus. Denn das Quarzmodul ist in der Frequenz stabiler als alles was ich bauen kann, obendrein supereinfach ohne zusätzliche Bauelemente einsetzbar.

Vielen Dank
Sel

Dein 1 MHz Modul entspricht wohl dem Modul auf auf den Bild.
Die Ausgangsspannung ist " rechteckförmig " wie auf dem Bild.
Wenn ein sinusförmiges Signal unbedingt gewünscht ist, dann
ist der Aufwand mit Filtern aus einem Rechteck einen Sinus zu machen
recht groß.
Dann wäre es besser und einfacher mit einen 1 MHz Quarz einen
Quarzoszillator aufzubauen, bestehend aus 1 bis 2 Transitoren.
Der erzeugt dann eine recht gute sinusförmige Ausgangsspannung.
Vor allem, wenn der Oszillator noch einen 1 MHz Schwingkreis enthält.
Dass rechteckförmige Schwingungen sinusförmige Oberwellen enthalten, ist allgemein bekannt.
Was aber stört dich daran ?
Mir fällt keine Anwendung ein, wo man eine so reine sinusförmige Schwingung benötigt.
Bei einem 1 MHz-Sender würden zusätzlich abgestrahlte Oberwellen natürlich stören.

Alles richtig. Doch ich schrieb mehrmals das ich einen guten Rechteck will. Und zwar ohne die Harmonischen drüber. Geht so nicht, wie ich jetzt weiß, weil Rechteck.

Für Sinus baut man anders. Aber ich will ja auch keinen Sinus...

LG Sel