Vermutlich ist der Mischer-IC heillos veraltet, doch habe ich früher damit einiges gebastelt.
S042

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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

Zitat :

Vermutlich ist der Mischer-IC heillos veraltet,

Nicht unbedingt, aber mittlerweile wohl schwer zu bekommen.
Das ist so ein Doppelbrückenmischer, den ich oben erwähnte.

Wenn die Frequenz nicht zu hoch wird, kann man sich mittlerweile so etwas ja auch mit ein paar SMD-Teilen selbst zusammenkleben.
Das wird sogar billiger, denn der SO42P war auch damals relativ teuer.

Alternativ nimmt man den SA602, den es noch überall gibt.

Anstelle des analogen Mischers gibt es noch die Möglichkeit die beiden Digitalsignale mittels XOR miteinander zu verknüpfen, aber das macht man eher für zum Phasenvergleich als zum Frequenzvergleich, denn hierbei werden auch die imm Rechteck enthaltenen Oberwellen gemischt.

Wenn das Ziel des Frequenzvergleichs aber ist, den einen Oszillator auf die Frequenz des anderen zu ziehen, dann nimmt man besser ein PLL-IC in welchem sowohl ein Frequenzvergleich wie auch ein Phasenvergleich stattfindet.
Davon gibt es reichlich.

Hmm, ich hatte gehofft, das geht mit etwas 74er Magie. Ich möchte das Prinzip einer Partikel-Masse-Waage ausprobieren, bei der ein Quarz eingeschlossen und der andere der Luft ausgesetzt ist. Wenn auf dem nun Partikel kleben bleiben, sollte sich die Schwingungsfrequenz geringfügig ändern (im Hertz-Bereich). Zum Schwingen gebracht hätte ich die Quarze mit einer einfachen Schaltung aus 74-Invertern oder NAND-Gatter.

Prinzipiell funktioniert das schon mit dem XOR, du bekommst hinter einem analogen Tiefpass einen symmetrischen Sägezahn für den Phasenverlauf, aber ich sehe folgende Probleme:

1) Warum sollte das Partikel auf dem Quarz haften bleiben?
Wenn du ihn speziell dafür beschichtet hast, musst du das auch mit dem Referenzquarz machen, und möglicher Weise verstimmen diese Beschichtungen, sowie deren unerwünschte Eigenschaften, wie etwa Feuchtigkeitsempfindlichkeit die Oszillatoren stärker als das zu messende Objekt.

3) Weisst du, wie der Quarz schwingt?
Wenn du das Partikel in einem Schwingungsknoten aufbringst (meist dort, wo die Anschlüsse sind) hat es nahezu keinen Einfluss auf die Schwingfrequenz, während der Einfluß an den Bäuchen (also i.d.R an den Kanten es Quarzes) maximal ist.
Es kommt aber sicher auch auf die Richtung der Schwingung an, ob das Teilchen mitschwingt, evtl. auch abgeworfen wird, oder nur auf der Oberfläche umher rollt.

3) Die Oszillatoren mit TTL-Gattern sind voraussichtlich zu schlecht und zu instabil. Nimm lieber "ordentliche" Oszillatorschaltungen.

Ich möchte nicht unbedingt ein genaues Messgerät bauen, es geht mir wieder Mal eher um's Prinzip.

Ich arbeite schon mit einer solchen Quarzkristall-Mikrowaage. Ich kann das Gerät aber nicht zerlegen, weil's zu teuer ist . Ich sehe dort nur die zwei "Enden". Zwei Quarze auf der einen Seite, einer im Luftstrom, einer verdeckt als Referenz und am anderen Ende ein Arduino Micro (ja auch in teuren Geräten wird sowas anscheinend verbaut), der an einem Pin die Differenz-Frequenz (die um 0 bis in kHz-Bereich liegen kann) reingefüttert bekommt. An die Schaltung dazwischen komme ich nicht ran.

Die Quarze sind natürlich speziell dafür gefertigte runde Scheiben mit ca. 10mm Durchmesser und mit Goldelektroden beschichtet (Bilder). Insgesamt schauen sie aber nicht so viel anders aus als die Quarze, die man in einem HC-49 Gehäuse findet (und genau solche würde ich aufschneiden). Der Luftstrom bläst durch einen sehr kleinen Einlass (ca. 2mm Dm) direkt auf den Kristall (die Luft wird durch eine Pumpe dahinter angesaugt). Durch den "Schwung" bleibt da einiges kleben und der Quarz bekommt einen schwarzen Fleck, den man immer wiedermal mit Isopropanol wegputzen muss. Der Hersteller gibt einem einen "Effizienz"-Wert, weil natürlich nicht 100% der Partikel haften bleiben. Damit und mit Pumpleistung, Pumpdauer und Frequenzänderung kann man dann mittels Sauerbrey-Gleichung auf die Partikelmasse in einem Kubikmeter Luft schließen.

Zitat :

Ich möchte nicht unbedingt ein genaues Messgerät bauen, es geht mir wieder Mal eher um's Prinzip.

Na dann probier's halt aus.
Wenn du die Quarze mit ICs zum Schwingen bringen willst, solltest du auf jeden Fall getrennte Gehäuse, möglichst sogar getrennte Platinen verwenden, Pufferstufen an den Ausgängen verwenden und die Versorgungsspannungen ganz besonders sorgfältig entkoppeln, damit sich die Oszillatoren nicht gegenseitig synchronisieren.
Das XOR mit nachgeschaltetem RC-Tiefpass reicht dann um die Schwebung zu erzeugen.


P.S.:
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Demnach sind das tatsächlich ziemlich gewöhnliche Quarze mit AT-Schnitt, wie sie meist auch für andere Zwecke verwendet werden.
Bei Pollin gibt es 6MHz Quarze im HC49 für 12 Cent.
Ebenfalls dort für 12 Cent 14,3... MHz, alte Grafikkartenfrequenz, aber ich bin nicht sicher, ob die noch auf der Grundwelle laufen.

Lediglich bei der Metallisierung wirst du nachträglich vergolden müssen, weil die Elektroden normaler Weise aus Silber bestehen und dieses an der Luft schwarz anläuft (Bildung von Ag₂S aus H₂S oder SO₂)



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  6 Mär 2015 18:53 ]