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Elektor

7-8/99

werden dadurch stark verringert, daß der 555 aus der 3,4-V-Refe-
renzspannungsquelle des ADXL05 versorgt wird.
Mit der im Bild angegebenen Dimensionierung beträgt der Ska-
lierfaktor des an Pin 9 des ADXL05 liegenden Ausgangssignals

±400 mV/g, so daß die Ausgangsspannung im Bereich +1,8 V ±
0,4 V variiert. Der Skalenfaktor des Ausgangssignals an Pin 3 des
555 beträgt 16500 Hz/g (

±2600 Hz). Die Grafik stellt den

Zusammenhang zwischen der Spannung an Pin 5 des 555 und der
Ausgangsfrequenz dar.
Die Schaltung zeigt eine erstaunliche Frequenzstabilität. Bei einer
0-g-Frequenz von 15,5 kHz driftet die Frequenz innerhalb des
Umgebungstemperaturbereichs 0...70 °C um nur 5 Hz/°C, was einer
Abweichung von 0,03 %/°C entspricht. Die Frequenzdrift durch
Betriebsspannungsänderungen bleibt unter 10 Hz im Bereich
5...9 V.

(994046gd)

(Quelle: Analog Devices)

5000

0

3

2.5

2

1.5

994046 - 12

1

10000

15000

20000

25000

V

IN

FREQ. OUTPUT [Hz]

055

Das integrierte State-Variable-Filter UAF42 von Burr-Brown ist
nicht nur als Filter, sondern auch sehr gut als Oszillator zu gebrau-
chen, vor allem dann, wenn man ein 3phasiges Sinussignal
benötigt. Das Filter besteht aus drei Filterabschnitten, nämlich
einem Hochpaß, einem Bandpaß und einem Tiefpaß. Die Aus-
gangssignale am Hochpaß- und Bandpaßausgang sind gegenüber
dem Signal am Tiefpaßausgang um 90 Grad beziehungsweise 180
Grad phasenverschoben. Ein zusätzlicher Opamp im Filter-IC

kann noch als Ausgangsverstärker verwendet werden.
Die Frequenz der Oszillatorschaltung wird mit den Widerstände
RF1 und RF2 eingestellt. Für die Berechnung gilt die bekannte
Formel

f = 1 / 2

πRC

wobei R = RF1 = RF2 und C = C1 = C2 = 1000 pF
Die maximal mit dem UAF42 erreichbare Oszillatorfrequenz liegt
bei etwa 100 kHz, ein niedriger Klirrfaktor ergibt sich bei Fre-
quenzen bis 10 kHz. Für Frequenzen unter 100 Hz muß man par-
allel zu C1 und C2 noch externe Kondensatoren schalten, um für
RF1 und RF2 unpraktisch hohe Werte zu vermeiden. Falls hohe
Temperaturstabilität gefordert wird, sollten die externen Konden-
satoren keramische NP0-Typen oder Glimmer- oder Styroflex-
kondensatoren sein. In der Formel zur Frequenzberechnung muß
man bei C1 und C2 zu den Werten der externen Kondensatoren
natürlich auch noch die 1000 pF der internen Kondensatoren
addieren.
Zur Erzielung der gewünschten Ausgangsamplitude müssen die
Widerstände R1...R4 wie folgt berechnet werden:

R1 / R2 = R3 / R4 = (Vo + Vb) / (Vo – 0,15) –1

Vb ist dabei die Betriebsspannung der Schaltung.
Die in der Schaltung angegebenen Werte gelten für eine Oszilla-
torfrequenz von 1 kHz. Dabei können die beiden externen Kon-
densatoren Cext entfallen, die beiden internen 1000-pF-Konden-
satoren reichen bei dieser Frequenz ohne weiteres aus.
Die tatsächliche Frequenz kann durch das nichtideale Verhalten
von Dioden und Opamps im IC etwas vom berechneten Wert
abweichen. Gegebenenfalls muß man die Widerstandsverhältnisse
R1 / R2 und R3 / R4 etwas anpassen.
Die für das Schwingen der Schaltung erforderliche Mitkopplung
erfolgt über RFB vom Bandpaßausgang auf den Eingang des Sum-
mierverstärkers. Bei Frequenzen über 1 kHz ist der Richtwert für
RFB 10 M

Ω, zwischen 10 Hz und 1 kHz sind es 5 MΩ und für Fre-

quenzen unter 10 Hz 750 k. Bei niedrigeren Werten für RFB
nimmt die Ausgangsamplitude und damit die Gefahr der Über-
steuerung mit Verzerrungen in der Folge zu. Um den Oszillator
auch bei niedrigen Frequenzen schnell starten zu lassen, kann man
einen 1-k-Widerstand parallel zu RFB schalten und diesen Wider-
stand nach dem Anschwingen des Oszillators wieder abschalten.

(994049e)

Quelle: Burr-Brown

R

10M

R

150k

C

R

150k

R2

1k

R1

12k

1N914

R3

12k

R4

1k

1N914

Highpass Out

A sin(

ω

t)

A sin(

Lowpass Out

ω

t + 180

°

)

FB

F1

F2

EXT

C

EXT

A sin(

ω

Bandpass Out

t + 90

°

)

994049 - 11

UAF42

IC1

50k

50k

50k

50k

12

C1

C2

13

14

11

10

1n

1n

9

3

8

7

1

5

4

6

2

8

7

C1

10

µ

25V

C2

10

µ

25V

C3

100n

C4

100n

15V

15V

Drei-Phasen-Sinusgenerator