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Erstausgabe 6/2017
3. Auflage
© 2021 Karl-Heinz Omet
Coverdesign: Karl-Heinz Omet
Bilder und Grafiken sind mit der entsprechenden Lizenz versehen, alle übrigen Karl-Heinz Omet
Lizenztyp CC BY-NC-SA 4.0.
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Herstellung und Verlag:
BoD-Books on Demand GmbH, Norderstedt
ISBN: 978-3-7448-0629-9
Ziel war der Bau eines Sinusgenerators mit einer Festfrequenz von 1 kHz, einer Amplitude von 1 Vrms und einem Klirrfaktor von ca. 0,01%. Die Qualität sollte ausreichen, um die THD eines guten Audio-Verstärkers zu bestimmen. Erreicht wurden 0,008%.
Die gesamte Schaltung incl. zweier 9 V-Batterien findet Platz auf einer Lochrasterplatine 100 x 100 mm. Eine Abdeckung aus 2 mm Plexiglas schützt die Schaltung.
Der eigentliche Sinusgenerator ist eine Wien-Robinson-Brücke. Die Regelspannung zur Amplitudenstabilisierung wird mittels Komparator und Integration gewonnen und dem FET BF245A zugeführt. Ein Potentiometer für die Referenzspannung des Komparators erlaubt die Amplitudeneinstellung in sehr weiten Bereichen. Diese Anordnung arbeitet sehr stabil. Mittels eines Bandpasses 6. Ordnung nach Chebyshev wird die Grundschwingung des erzeugten Sinussignals herausgefiltert.
Tabelle 1.1: Filterdaten Chebyshev Bandpass
| Parameter | Wert |
| Center frequency | 941 Hz |
| order | |
| no. of stages | |
| gain | 0 dB |
| passband | 100 Hz |
| stopband bandwidth | 1 kHz |
| stopband attenuation | -45 dB |
| Q-Factor | 38 |
| R-tolerances | 1% |
| C-tolerances | 2% |
Abbildung 1.1: Blockschaltbild
Die Werte und Genauigkeiten der Widerstände im Schaltplan wurde durch Parallel- und/oder Reihenschaltung von 5% Ausführungen erreicht. Die 100 nF Kapazitäten wurden ausgemessen und selektiert. Das eingesetzte Messgerät ist ein Multimeter Typ UNI-T UT71C.
Da der Klirrfaktor bei kleinen Amplituden niedriger ist (71,4 mVrms nach der Wien-Robinson-Brücke), folgt eine Verstärkerstufe mit dem Faktor 14. Somit steht eine Signalspannung von 1 Vrms mit niedrigem Klirrfaktor zur Verfügung. Als Operationsverstärker wird der TL071/TL074 eingesetzt. Der Klirrfaktor wird mit 0,003% angegeben. Die Spannungsversorgung erfolgt symmetrisch mit +/-5 V.