Mal zugegeben… einen Sinusgenerator im NF-Bereich ohne Induktivitäten aufzubauen… da war ich doch recht skeptisch, musste aber sein. Nur durfte ich mich eines besseren belehren lassen, denn das Zauberwort heißt hier Wien-Robinson-Oszillator. Dabei wird ein Operationsverstärker mit RC-Gliedern zum Rückkoppeln am nichtinvertierenden Eingang gebracht. Bei diesen RC-Gliedern handelt es sich jeweils um einen Hoch- und einen Tiefpass, Die Amplitudenstabilisierung wird durch eine Glühlampe vorgenommen, die als PTC dient. Anleitungen und Funktionsweise findet man im Internet auf unzähligen Seiten.

Prinzip-Schaltbild der Wien-Robinson-Brücke

Prinzip-Schaltbild der Wien-Robinson-Brücke

Bei den Recherchen nach einer geeigneten Schaltung fand ich zwei annehmbare Exemplare aus denen ich die Vorteile beider Schaltungen heraus arbeitete. Beide nutzen hier den OP TL084. Dieser ist mit vier OP-Amps bestückt und liefert genau das, was ich benötige, Nämlich einen klirrarmen Sinusgenerator. Zunächst habe ich eine Schaltung auf einem Breadboard aufgebaut und diese dann nach getesteter Funktion auf eine Lochrasterplatine übertragen. Ein geeignetes Gehäuse habe ich in der Bucht gefunden. Leider war es doch etwas kleiner, als ich dachte. Aber die Bedienelemente habe ich doch noch unterbringen können.

Die Schaltung verbraucht nicht mehr als 15mA bei 10V Betriebsspannung. Somit ist dann auch der Betrieb mit einer 9V-Batterie möglich. Ein entsprechender Umschalter steuert das.

In vier sich überlappenden Bereichen steht ein verzerrungsarmes Sinussignal von etwa 10 Hertz bis 60 kHz mit bis zu 6Vss an einem 600 Ohm-Ausgang zur Verfügung. Diesem Ausgang können noch bis zu ±2V Gleichspannung regelbar hinzugefügt werden. Ein weiterer Op-Amp erzeugt aus dem eingeschwungenen Sinusoszillator ein Rechtecksignal der selben Frequenz, dessen Pulsweite von etwa 5…95% geregelt werden kann.

Die Schaltung auf dem Breadboard wurde fast ausschließlich aus Beute-Teilen aus der Kramkiste angefertigt und im wilden Drahtverhau auf die Lochrasterplatine in das Gehäuse übertragen. Es hat sich schon auf dem Breadboard gezeigt, dass besonders im hohen kHz-Bereich die Verkabelung schon eine gewisse Bedeutung zum Anschwingen des Oszillators erhält. Hier spielen Eigenkapazitäten eine große Rolle, die es gilt zu vermeiden. Darum habe ich versucht die Kabel so kurz wie möglich zu halten, nur leider ist es an Hand der vielen Bedienelemente an der Frontplatte nicht immer möglich. Wichtig ist auch einen (!) Massepunkt festzulegen, um Rauschen und Brummeinstreuungen entgegen zu wirken.

Ich gelobe, dass der zweite Aufbau schöner wird und schließlich noch eine ansprechende Frontplatte erhält.
Das Ziel: Die Platine mit SMD-Bauteilen ist direkt an den Bedienelementen (Schalter, Potis) angelötet und montiert.

Dieses kleine Helferlein hat mir bei einigen Versuchen und Reparaturen bereits auf dem Breadboard gute Dienste geleistet.

Hier die Fotodokumentation:

0_img_0002

0_img_0003

0_img_0004

Die Schaltung verbraucht nicht mehr als 15 mA

Die Schaltung verbraucht nicht mehr als 15 mA

a_img_0001

a_img_0002

a_img_0003

a_img_0004

a_img_0005

b_img_0001

b_img_0002

b_img_0003

b_img_0004

b_img_0005

b_img_0006

b_img_0007

b_img_0008

b_img_0009

b_img_0010

b_img_0011

b_img_0012

c_img_0001

c_img_0002

c_img_0003

c_img_0005

c_img_0004

Der Spannungsregler wird auch gegen die Gehäusemasse abgeschirmt. Doppelseitiges Klebeband geht prima.

d_img_0001

d_img_0002

d_img_0003

Dummerweise habe ich mir mit dieser Einbaubuchse den ersten IC zerstört. Der Minuspol der Stromversorgung ist hier mit der Gehäusemasse verbunden. Jedoch wird die negative Versorgungsspannung des ICs virtuell erzeugt, indem die im Gerät benutzen 10 Volt geteilt werden in +5 V und -5 V. Also raus damit…

d_img_0004

d_img_0005

d_img_0006

d_img_0007

d_img_0008

d_img_0009

d_img_0010

e_img_0001

Neue Einbaubuchse für die Stromversorgung, getrennt von der Gehäusemasse.

e_img_0002

Einsatzbereit – beim nächsten Exemplar wird die Anordnung und die Frontplatte schöner.

Bedienelemente von links nach rechts und oben nach unten:

  • Frequenzbandschalter (in rot)
    A: 10 Hz … 100 Hz,
    B: 100 Hz … 1000 Hz,
    C: 1 kHz … 10 kHz,
    D: 10 kHz … 100 kHz (theoretisch, praktisch in dieser Schaltungsanordnung bis etwa 60 kHz)
  • Stufenloser Frequenzregler (in rot)
  • Wahlschalter für Sinus (oben) oder Rechtecksignal (unten)
  • Stufenlose Einstellung des Tastverhältnisses des Rechtecksignals ( ca. 5-95%)
  • Pegeleinstellung 0 … 6 Vss
  • Signal-Ausgang mit 600 Ohm Impedanz
  • Stufenlose Regelung einer Gleichspannung von +/- 2 Volt zum Ausgangssignal
  • Wahlschalter für AC (unten) oder DC (oben) gekoppelter Ausgang

Der Schaltplan kann gerne angefordert werden.

Mal ganz schnell Hochfrequenz...
Datenübertragung im Subaudiobereich

Diskussion

  • Kommentatoren-Avatar
    Timo — 10.01.2017 09:47 um 09:47

    Moin,

    Dein Funktionsgenerator spricht mich an und ich würde ihn gerne nachbauen :)
    Könntest du mir bitte den Schaltplan bereitstellen?

    Mit freundlichen Grüßen
    Timo

  • Kommentatoren-Avatar
    Michael Latsch — 11.01.2024 01:08 um 01:08

    Moin Carsten,
    habe mal auf Deiner Homepage spioniert :-).
    Der Funktionsgenerator ist eigentlich das, wonach ich gesucht habe. Mir sind meine beiden abgeraucht….hab ich mal 1987 gebaut und finde die Schaltpläne nicht mehr….
    Wärst Du so nett, mir die Unterlagen zum Bau Deines Sinusgenerators zur Verfügung zu stellen? Würde mich sehr freuen..
    Dankeschön!
    Schönen Gruß
    Michael

Kommentar verfassen

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.