Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Guten Abend,
mein Sohn und Ich haben zu Beginn unserer Radiobastelei einen kleinen Signalgenerator als Hilfsmittel zum Abgleich von Skalen und Zwischenfrequenzstufen aufgebaut. Ein Collpitsoszillators liefert in mehreren schaltbaren Bändern ein Sinussignal zwischen 150 kHz und 35 MHz. Das Signal kann modulationslos, mit 800 Hz intern und extern moduliert werden. Die Drift des Oszillators ist für unsere Zwecke ausreichend. In 2 Stunden läuft das Signal um max. 150 Hz weg.
Hier ein paar Bilder
Sinus bei ZF= 455 kHz
Sinus bei ZF= 10.7 MHz
Wir haben den Generator in der Zwischenzeit erweitert. Über zwei zusätzlich schaltbare Filter können wir die Oberwellen bis 140 MHz nutzen. Das war für unser UKW Projekt sehr von Vorteil. Allerdings haben wir dort auch nur fertig konfektionierte Filter eingebaut die wir auf das Signalmaxium justiert haben. Wir würden jetzt aber gern auch mal einen Filter selbst aufbauen und wickeln. Für die Aufzeichnung der Filterkennlinie existiert ein Osziloskop mit eingebautem Sägezahngenerator für die Triggerung. Ein steinalter xy-Schreiber von HP ist auch vorhanden. Unser Problem ist folgendes. Wie bauen wir den Signalgenerator so um, das dieser einen Frequenzbereich von einigen kHz (Filterbandbreite + ein paar kHz) durchläuft. Unsere Idee ist die, dass wir mit einem Sägezahngenerator eine Abstimmspannung für eine Kapazitätsdiode erzeugen. Welche Diode ist da zu empfehlen und vorallen noch verfügbar? Wie müssen wir die Kapazitätsdiode in unseren Oszillator einbauen? Normale Dioden müssten doch in Sperrrichtung auch eine variable Kapazität haben, aber wie messen wir diese mit einem DMM? Unser Multimeter möchte in der Kapazitätsmessung keine Spannung am Eingang haben, dies würde es zerstören!
MfG Thomas
Hier noch der Schaltplan unseres Signalgenerators in einer Ur-version.
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Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Hallo Thomas,
ThomasW:Wie bauen wir den Signalgenerator so um, das dieser einen Frequenzbereich von einigen kHz (Filterbandbreite + ein paar kHz) durchläuft.
Hallo Thomas,
ich will Dich (Euch) nicht davon abbringen, einen Wobbelgenerator zu bauen. Ich würde aber davon abraten, einen vorhandenen funktionierenden Signalgenerator zu einem solchen Gerät umzubauen. Schon die vielen Fragen, die Du in Deinem Post gestellt hast, sollten Dich vermuten lassen, daß es sich bei Eurem Vorhaben nicht um ein einfaches Projekt handelt. Im Rahmen eines Postings ist es kaum möglich, alle diese Fragen so ausführlich wie nötig zu beantworten. Es ist mir auch nicht ganz klar geworden, ob Du nur bei der üblichen AM-ZF-Frequenz bei ca. 470kHz oder auch bei FM-ZF-Frequenzen wobbeln willst.
Es ist mit Sicherheit einfacher, ein neues Gerät speziell zum Wobbeln von Filterkurven zu bauen. Falls Du es nicht schon getan hast, sieh Dir bitte diesen Thread noch einmal an:
Der dort u.a. erwähnte IC-Baustein LTC1799 würde Dir die Arbeit, einen wobbelbaren Signalgenerator zu bauen, im wesentlichen abnehmen. Im Datenblatt des LTC1799 gibt es auch Standardbeschaltungen. Du benötigst nur noch einen passenden Sägezahngenerator. Ob Du dafür Dein Oszilloskop hernehmen kannst, kann ich nicht beurteilen. Im verlinkten Thread findest Du aber auch einen Plan für einen separaten Sägezahngenerator.
Ich hoffe, das ist erstmal genug Stoff für weitere Überlegungen...
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
hallo Thomas,
bau ihn mechanisch um, da muß ein Poti mit rein dass zusammen mit dem Durchstimmregler gedreht wird. Die beiden Enden des Potis, das eine an +10v, das andere an - 10v, Schleifer zum EXT-X Eingang des Oszis. Vertikal kommt ein Demodulatortastkopf dran.
Nun kannst du den Bereich des Filters manuell abfahren und an jederbeliebigen Stelle der Kurve anhalten. Parallel zum Generator klemmst du einen F-Zähler. Der zeigt dir nun die Frequenz von jeder beliebigen Stelle der Filterkurve.
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Guten Tag,
vielen Dank für die Antworten. Wir würden schon gern FM-Filter ausmessen können. Die Wobbelbreite (Sagt man das so?) soll also mindestens 250-300 kHz sein. Wenn der Umbau eines Signalgenerators nachteilig wäre würde ein dem Generator nachgeschalteter Mischer nicht auch funktionieren? Der Mischer erhält die Mittenfrequenz des Filters und zusätzlich aus einem kleinen Oszillator das Wobbelsignal. Also fMitte+Wobbelfreqenz und fMitte-Wobbelfrequenz am FiIlter? Wie müsste die Triggerung des Osziloskop erfolgen? Der Wobbeloszillator könnte doch aus dem Sägezahngenerator des Osziloskop abestimmt werden. Wie kann man mit unseren Messmitteln eine geeignete Abstimmdiode aussuchen? Geht das nur mit einem Referenzoszillaor und Rückrechnung durch die Schwingungsgleichung oder auch einfacher mit einem Multimeter mit C-Messbereich?
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Hallo Thomas,
ThomasW: ...würde ein dem Generator nachgeschalteter Mischer nicht auch funktionieren? Der Mischer erhält die Mittenfrequenz des Filters und zusätzlich aus einem kleinen Oszillator das Wobbelsignal. Also fMitte+Wobbelfreqenz und fMitte-Wobbelfrequenz am FiIlter? Wie müsste die Triggerung des Osziloskop erfolgen? Der Wobbeloszillator könnte doch aus dem Sägezahngenerator des Osziloskop abestimmt werden. Wie kann man mit unseren Messmitteln eine geeignete Abstimmdiode aussuchen? Geht das nur mit einem Referenzoszillaor und Rückrechnung durch die Schwingungsgleichung oder auch einfacher mit einem Multimeter mit C-Messbereich?
Fragen über Fragen! man kann sich die Sache natürlich beliebig kompliziert machen. Es gab nach meiner Erinnerung auch industrielle Lösungen, wo der Wobbeloszillator im VHF-Bereich arbeitete, also z.B. bei 100...200MHz, und dann auf die benötigten Zwischenfrequenzen heruntergemischt wurde. Der Vorteil dieser Lösung war, daß man mit geringem Kapazitätshub einen relativ großen Frequenzhub erreichte. Bis zu einer solchen Lösung hättest Du aber noch einen weiten Weg vor Dir.
Bedenke, daß es zum Wobbeln nicht genügt, eine veränderliche Frequenz zu erzeugen. Man muß auch noch dafür sorgen, daß die Amplitude über den Wobbelhub konstant bleibt und daß die Frequenz sich linear mit der Ablenkspannung des Oszilloskops ändert. Beides ist mit LC-Oszillatoren nicht ganz einfach zu erreichen. Sind diese Anforderungen nicht erfüllt, bekommst Du nur mehr oder weniger stark verzerrte Durchlaßkurven von Deinen Filtern.
Bei einem LC-Oszillator ist z.B. die Frequenzänderung proportional zum Quadrat der Kapazitätsänderung. Wie willst Du das mit einer Kapazitätsdiode erreichen? Bei kommerziellen Geräten findet man im Ausgang oft geregelte Verstärkerstufen, mit denen die Ausgangsamplitude konstant gehalten wird. Hast Du vor, so etwas zu entwickeln?
Ich will nicht davon abraten, einen solchen Wobbler mit Mischstufe zu bauen. Der Lerneffekt ist sicher erheblich. Ich selber bevorzuge aber die Möglichkeit, alle diese Schwierigkeiten durch Verwendung eines modernen IC-Bausteins zu umgehen. Der schon erwähnte LTC1799 taugt dafür. Es ist nicht schwierig, einen Blick in das Datenblatt zu werfen und es tut auch nicht weh.
Ich kann verstehen, daß es für den Otto-Normal-Bastler nicht einfach ist, anhand eines IC-Datenblattes eine funktionierende Schaltung zu entwickeln. Zumeist gibt es aber von der Herstellerfirma Applikationsberichte mit Beispielschaltungen. Oder es gibt andere Bastler im Internet, die so etwas schon gebaut und veröffentlicht haben. Vielleicht einfach mal mit den richtigen Stichwörtern die Suchmaschine füttern.
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Moin die Herren,
auch ich würde einen gut funktionierenden Signalgenerator nicht unnötig umbauen. Für die Ermittlung von Durchlasskurven eines Filters gibt es heute genug andere elegante und einfache Lösungen. Ich habe mir dazu vor einiger Zeit ein DDS-IC von Analog besorgt. Die Ansteuerung über I2C übernimmt ein PIC mit USB Stack. Die Abtastung der Filterantwort realisiert ein schneller A/D Wandler, der sein Ergebnis via PIC und UBS an den Steuerrechner übergibt. Also Messgerät an den Rechner, Steuerprogramm anwerfen, Filter rein und Ergebnis ist in einer Sekunde da...
@Thomas: Ich bin ab nächsten Wochenende wieder daheim, wenn Du willst können wir so ein kleines Messgerät aufbauen. Platinen und Bauteile habe ich noch, die Software war sowieso eine Eigenentwicklung. Ihr könnt die Sache natürlich auch durchweg "Analog" aufbauen, will niemanden etwas vorschreiben.
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Hallo zusammen,
und wer weder über einen Wobbler noch ähnliche Technik verfügt, für den bleibt die Aufnahme der Durchlasskurve auch manuell möglich. Allerdings mag das ein recht mühsam sein.
Ein vorhandenes Gerät um zu bauen halte ich wie meine Vorredner jedoch nicht für angezeigt. Eher würde ich da Heinz' (gw123) vorgeschlagenen Weg mit dem IC wählen und mir in den Applikationsvorschlägen eine passende Schaltung aussuchen.
Re: Umbau eines Signalgenerators zur Aufzeichnung einer Filterkennlinie
Guten Tag,
das Problem haben wir so gelöst, daß wir den Signalgenerator um eine elektronische Feinabstimmung per Poti erweitert haben. Wir können so genau 320 kHz von der eingestellten Hauptfrequenz abbweichen. Für ein FM Filter von 10.7 MHz stellt man den Signalgenerator auf 10.5 MHz ein. Per Poti können wir jetzt bis 10.8 MHz aufaddieren. Die Ausgangsspannung der elektronischen Feinanstimmung geht von 0-15 Volt und kann auf der Bedienplatte abgegriffen werden. Das Regelverhalten - nahezu linear. Wir wollten die Sache unbedingt auf analogen Weg lösen, denn nur die ist für uns verständlich! Als Ausgabegerät läuft ein alter xy-Schreiber. Diesen müssen wir aber mechanisch noch reparieren, da die x-Achse im oberen Drittel etwas schwergängig ist.
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