https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/

Ich möchte keinesfalls das Urheberrecht des Hr. Schaerers verletzen.

Auch will ich mich nicht mit fremden Federn schmücken.

Ich kann jederzeit den Inhalt für alle weltweit sperren ! ! !

  Ist nur als Inhaltsverzeichnis für mich gedacht.

• Elektronik-Minikurse: Inhaltsverzeichnis   WICHTIG: Diverse technische Infos
• Elektronik-Minikurse: Philosophie (Sinn, Vorwissen, Praxisbezug)
• Hilfe bei Leserfragen. (WICHTIG: Unbedingt zur Kenntnis nehmen!)
• Simulieren und Experimentieren, ein Vorwort von Jochen Zilg
• Autor:   Thomas Schaerer      Opamp-Buch   Timer555-Buch

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Das ELKO (ELektronik-KOmpendium) von Patrick Schnabel gibt es seit 1997 und seit dem Jahre 2000 bin ich als Autor meiner Elektronik-Minikurse mit dabei. Der erste Kurs dieser Art - in der Art von Praxis-Workshops - gibt es seit dem März 2000 mit dem Titel Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom in zwei Teilen. Der erste_Teil enthält die theoretischen Grundlagen und der zweite_Teil eine praktische und verzerrungsarme Anwendung. Zum Einsatz kam diese Schaltung bereits viele Jahre zuvor mit meinen selbstgebauten aktiven Küchenlautsprecherboxen.

Den selben Workshop-Stil setzte und setze ich in den folgenden Elektronik-Minikursen fort. Alle dimensionierten Schaltungen stammen aus dem Repertoire der von mir entwickelten Schaltungen für Beruf und Freizeit. Bei den wenigen Schaltskizzen, die nicht getestet sind, wird dies im Schaltbild oder im dazu gehörigen Text erwähnt. Das sind z.B. Tipps oder Empfehlungen, die ich nicht realisiert habe, jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit trotzdem richtig arbeiten.

Die hier vorgestellten Schaltungen, dienen nicht nur der 1:1-Umsetzung. Sie sollen die Kreativität des Lesers anregen. Es ist durchaus vorstellbar, dass man einige der hier gezeigten Schaltungen, entsprechend angepasst, für andere Anwendungen einsetzen kann.

Elektronik ist meine Passion, und deshalb haben Beruf und Freizeit einen fliessenden Übergang. Meine Erfahrung umfasst die analoge Schaltungstechnik im Gleichspannungs- und Niederfrequenzbereich, gewisse Bereiche der Steuerungs- und Leistungselektronik und die digitale Schaltungstechnik, jedoch nicht im Bereich programmierbarer Bausteine, wie z.B.Mikroprozessoren, PICs oder Arduino.

Die Anwendung von Switched-Capacitor-Filtern (SC-Filtern) ist u.a. ein Lieblingsthema von mir. Diese SC-Filter nenne ich pseudodigital, weil die Anwendung zwar rein analog ist. Es gibt ein analoges Eingangs- und ein analoges Ausgangssignal. Durch die IC-interne Abtastung entsteht allerdings ein Alias-Effekt, der jedoch meist mit geringem Aufwand gefiltert werden muss. Am Eingang mit einem Antialasing- und am Ausgang mit einem Smoothing-Tiefpassfilter. Ähnlich wie bei einem Analog-Digital-, bzw. Digital-Analog-Übertragungssystem.

Interdisziplinär: Ein weiteres Lieblingsthema von mir ist interdisziplinär. Es umfasst Elektronik und Medizin/Neurophysiologie und nennt sich Elektromyographie (EMG). Seit mehr als drei Jahrzehnten arbeitete ich mit in den Forschungaktivitäten im Bereich der Elektromyographie (EMG) an der ETH-Zürich, teils zusammen mit der Rheumatologie der Universität Zürich, als Elektroniker. Ich entwickelte und baute die zu den Messungen notwendigen Schaltungen und Geräte. Unter anderem aus dieser Tätigkeit entstand viel Erfahrung in der analogen Schaltungstechnik, vor allem mit Operationsverstärkern und auch im Bereich mit aktiven Filtern in der SC-Technik. Diese Erfahrung kommt hauptsächlich in den Opamp-Elektronik-Minikursen zum Ausdruck. Zum leichten Auffinden einfach EMG in die Suchfunktion eingeben. Wichtiger Aspekt ist die richtige Schaltung mit dem Instrumentationsverstärker. Ein spezieller Elektronik-Minikurs dazu ist:
Echter Differenzverstärker IV: EMG-Vorverstärker Deluxe mit INA111.

Interdisziplinäres Praktikum: Während 15 Jahren, bis zu meiner Pensionierung Ende 2016, leitete ich das interdisziplinäre Praktikum EMG/Elektronik an der ETH-Zürich, mit der Priorität auf der elektronischen Schaltungstechnik. Studierende im Bereich der Elektrotechnik erlernten die elektronische Schaltungstechnik praxisnah, wobei u.a. auch Lötarbeiten selbstverständlich war. Man lernte z.B., dass man mit dem mathematischen Umgang mit der virtuellen Spannung am Operationsverstärker, noch lange nicht den elektronischen Vorgang selbst versteht. Solches verstehen zu lernen, war der Sinn dieses Praktikums und hat ebenso hier in diesen Elektronik-Minikursen seinen festen Platz, bzw. es stand im Vordergrund. Hier noch einen kleinen Rückblick in diese Praktikumsära, falls es jemand interessiert.

Voraussetzung: Alle Elektronik-Minikurse setzen - wie es bei Workshops üblich ist - ein gewisses Mass an Grundlagenwissen und z.T. auch eine gewisse Erfahrung in der elektronischen Schaltungstechnik voraus. Mehr Details erfährt man in Die_Philosophie_meiner_Elektronik-Minikurse im Kapitel "Welches Vorwissen ist nötig?". Hier im ELKO kann Grundlagenwissen in den Grundlagen_des_ELKO von Patrick Schnabel erworben werden.

An dieser Stelle möchte ich Patrick Schnabel dafür danken, dass es sein ELektronik-KOmpendium - das ELKO - gibt und für seinen unermüdlichen Einsatz für die Gestaltung und für den umfangreichen Inhalt, der weit über die elektronische Schaltungstechnik hinausgeht. Dieses ELektronik-KOmpendium machte meine Elektronik-Minikurse erst möglich!

Achtung Gefahr Netzspannung! Es gibt einige Elektronik-Minikurse mit Netzteilen und sogar solche die ausschliesslich mit der Netzspannung 230 VAC zu tun haben. Ich warne an dieser Stelle generell vor dem Umgang mit Hochvoltspannungen!!! Der Nachbau dieser Schaltungsteile eignet sich nicht für Unerfahrene und Anfänger. Das Risiko liegt beim Anwender!

Wie macht sich ein neuer oder ein geupdateter Elektronik-Minikurs bemerkbar? Im ELKO-Newsletter (hier bitte anmelden!), der alle zwei Wochen erscheint. Ein neuer oder nennenswert erweiterter Elektronik-Minikurs (Update) wird zusätzlich mit einer grün blinkenden LED, links beim Eintrag hier angekündet:

[Link zu einem Elektronik-Minikurs]

Auch "fremde" Inhalte gibt es: Man beachte, es gibt auch Themen ausserhalb der Elektronik, wobei historische_Inhalte selbstverständlich dazu gehören. Speziell ist der Beitrag zum Stromkrieg zwischen Tesla und Edison. Es gibt auch ein Kapitel Extra-Beilagen zu den Themen wie Mobilfunk, Low-Energy-Nuclear-Reaction LENR (fälschlicherweise als Kalte Fusion bezeichnet), die Elektronik-Newsgruppe im UseNet, Falsche Konzepte über statische Elektrizität, Natur und Technik (Faszination Kugel), und noch anderes...

Passt nicht? Wenn jemand der Meinung ist, dass solche Themen nicht eine Elektronik-Webseite gehören, dann respektiere ich dies in dem Sinne, dass ich höflich darum bitte, diese Inhalte zu ignorieren. Besten Dank für das Verständnis Deinerseits, dass es hier diese Vielfalt gibt.

Ein wichtiges Anliegen!

Die Neueinsteiger meiner Elektronik-Minikurse bitte ich unbedingt die Inhalte der ersten vier Links zu lesen:

• Diverse technische Infos
  Besonders vorteilhaft ist es, wenn man vor dem ersten Minikurs-Lesestart den Inhalt dieses Links liest, weil da stehen wichtige Dinge drin wie z.B. Spannungsangaben, positive und negative Ströme, Stromsenke und Stromquelle, oder wenn ein beliebtes Bauteil obsolet ist.

• Die Philosophie meiner Elektronik-Minikurse
  Sinn der Minikurse, notwendiges Vorwissen, Praxisbezug.

• Hilfe bei Leserfragen
  Unterstützung via E-Mail und was man dazu wissen muss.

• Simulieren und Experimentieren, ein Vorwort von Jochen Zilg
  Die Simulation ersetzt das Experiment und die lebendige Praxiserfahrung nicht!

Die folgende Einführung empfiehlt sich gelegentlich zu lesen:

• Eine kurze Einführung zu dieser Indexseite
  Meine Elektronik-Minikurse werden zur Hauptsache mittels Suchmaschine erreicht. Die Leichtigkeit des Findens ist begründet in der hohen Google-Sensivität des Elektronik-Kompendium (das ELKO) und damit betrifft dies auch meine Elektronik-Minikurse.
  Wenn man stets auf diese Weise zielorientiert Elektronik-Minikurse erreicht, kann es leicht geschehen, dass man den Header übersieht, obwohl jeder Elektronik-Minikurs den selben Header, mit den selben informativen Links, enthält. Dies passiert deshalb so leicht, weil man auf ein Thema fixiert ist. Dieser Beitrag soll auf diesen Header und auch auf diese Indexseite mit der grossen Übersicht zu weiteren Elektronik-Minikursen hinweisen, die z.T. ebenfalls zum interessierten Thema passen.

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>>>>>> Die Elektronik-Minikurse <<<<<
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Themenübersicht
(Bitte vorher wenigstens einmal die Einleitung durchlesen. Danke.)


Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker...
Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom * Überspannungsschutz Verstärkereingänge * Spezial-Elko für AC-Spannung * Operationsverstärker I bis IV * Vom Opamp bis Schmitt-Trigger (Demoschaltung) * Fensterkomparator bis Präz.-Schmitt-Trigger * OTA - Audio-Dynamiklimiter * Echter Differenzverstärker (Instrumentationsverstärker) I bis IV (IV = EMG-Verstärker Deluxe) * Isolations-Trennverstärker mit HCNR200 *

Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...
Synchron-Gleichrichter mit JFET-Switch (diskret) * Vierkanal-Übersteuerungsanzeige * Amplifier-Attenuator (Ausgang symmetrisch) * EMG-Testgenerator (erzeugt symm. Dreiecksignal) * Blinkschaltung * Print- und Verdrahtungstester (Wenn die Ausgangsspannung plötzlich kippt [Opamp-Schwäche], Phasenverschiebung vs Inversion, Allpassfilter, EMG-Anwendung) * Kabeltester (defekte Abschirmung) *

Netzteile, U-,I-Regelung, U-,I-Messung, Begrenzungs- und Referenzmethoden, Testschaltungen
Komplementär-Darlington (Sziklai-Connections) * Labornetzteil mit Komplementär-Darlington * Netzgerät 1-10V/3A * Lowdropout-Netzgerät mit "723" und Impulsfolback-Stombegrenzung * Netzteil-Testgerät I * Transistor-LED-Konstantstromquelle * Transistor-LED-, FET-Konstantstromzweipol * Konstantstromquelle mit Opamp und Bandgap-Referenz * Stromspiegel-Schaltungen * LED-Testschaltung * 3-Pin-Spannungsregler (u.a. Akkuladeschaltung) * LM317 bis auf 0V * Spannungsregelr-Spezial (78xx, LM317, Lowdropout) * 48V-Phantomspeisung für Kond.-Mikrofon * Spannungsregelung mit elektron. Brummsiebung * Kondensator-Netzteil * Z-Diode-Erweiterungskurs mit Bandgap-Referenz * Power-Zener-Diode * Thyristor-Crowbar (Brechstange) * elektron. Sicherung * LMC555 für pos. Zusatzspannung * pos./neg. Zusatzspannnung aus DC-Spannung * Hochsicherheits-Netzteil * DC-Spannungsregler ist auch Induktivität *

Batterie-Schaltungen
Lowpower-MOSFET-Abschaltverzögerung * Akku-Abschaltverzögerung mit CMOS-Invertern, MOSFET und DIL-Leistungsrelais * LMC/TLC555-Batteriespannungsenzeige (Lowbatt.-Funktion) * Rainbow-Batterieanzeige mit 2-farben-LEDs *

Schalten und Steuern
Diodenschalter - UKW-Antennenumschalter * JFET: analoger Schalter * CMOS-Transmissions-Gate: analoger Schalter * Schalten und Steuern mit Transistoren I bis III (auch bipolare Transistoren BJT und Relais [ Raspberry-Pi]) *

Generatoren, Timer- und Triggerschaltungen
LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar) * LMC555-/TLC555-Timer/Generator-Schaltungen * LMC555-/TLC555 retriggerbar * Toggle-Flipflop und Prellfrei-Schaltung mit LMC555-/TLC555 * LMC555-/TLC555 - PWM Ventilator * LMC555-/TLC555 - PWM - LED * MonoFlipflop * Einschaltverzögerung mit LMC5555 oder TLC555 * Langzeit-Timer mit CD4020 und CD4040 * Dreieckgenerator mit Opamp * ROUTER-DELAY *

Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen
Von RC- zum RCD-Hochpassfilter * Rauschdämpfung mit Tiefpassfilter * Das SC-Filter, eine kurze Einführung * SC-Tiefpass mit umschaltbaren Grenzfrequenzen * SCF mit variabel im grossem Frequenzbereich * 50Hz-Notchfilterbank (SC-Filter) - PLL-Frequenzmultiplier * (analoge) Sinusgeneratoren und SC-Sinusgenerator *

PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046
PLL-Frequenzsynthesizer mit digit.Potmeter * CD4046B (MC14046B) und 74HC4046 = spezielles Problem! * VCO mit CD4046B (MC14046B) u.a. EMG-Biofeedbackschaltung *

Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen
"Zukunft und Design moderner digitaler Schaltkreise" (TI-Seminar-Report 1992) * Tristate-Logik * RS-Flipflop-Entstörung * Pullup-,Pulldown-Widerstand * Unterspannungswächter mit Auto-Reset (TL7702, TL7705) * Dreistufiger Logik-Umschalter mit einfachem Kippschalter * EXOR-Logik mit IC oder Transistoren (BJT) [Motorrad-Appl.] * Frequenz-Verdoppler mit EXOR-Gatter * Vom Logikpegelwandler zum Impulsgenerator (Endstufe) * TTL-CMOS-Converter * TRANSIENT-PULSE-CONVERTER *

230-VAC-Anwendungen
"TV Standby Off" * Netzsynchronisation mit LMC555/TLC555 * Synchronisation - Sinus-Nulldurchgang * Relaisbetrieb an 230VAC * Automatische Netzspannungsumschaltung für Trafos * Master-Slave-Netzschalter mit mit Printlayout * Einschaltstrombegrenzung - Ringkerntrafo (Power-NTC) *

Diverse Schaltungen
Weihnachts-LED-Stern mit 36 LEDs

Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ...
Elektromyographie (EMG) - kleine Einführung * Print-Ätzen mit Schaumätzer * Zinnikers Batterie- und Akku-Seiten *

ATARI-ST: Emulatoren, Elektronik-Rechenprogramme, Schaltschema-Zeichnungsprogramm (Mit Downloads, auch TOS...)

Elektronik-Geschichte
Stromkrieg Tesla/Edison * Funkeninduktor Kaltkathoden-Röhre * "Deutsche Halbleiter-Technik vor dem Urknall?" * Die Halbleiterindustrie in der DDR *

Extra-Beilagen
Energie-Katalysator (E-Cat/LENR) * Mobilfunk * Umweltprobleme * Computernetzteile zerstören Computer! * 25 Jahre DE.SCI.ELECTRONICS * Hauptsätze der Thermodynamik * Zittern des Monitorbildes durch magnetisches Wechselfeld * Falsche Konzepte über statische Elektrizität * Natur und Technik *

Im Fokus
Fokusiert wird ein Thema von allgemeinem Fachinteresse. Dieses Thema wird so weit wie nötig erklärt. Oft bietet Wikipedia eine hervorragende einführende Erklärung, wenn es grundlegend mit Physik zu tun hat. Danach werden Elektronik-Grundlagen- und Elektronik-Minikurse aus dem ELKO vorgestellt, wo das Thema in praktischer Form präsentiert wird. Es ist auch möglich, dass ein Thema aus dem ELKO-Forum fokusiert wird.

Diverse technische Infos
Infos die zum Verständnis notwendig sind: Hinweise zu Spannungsangaben VDC und VAC. * Positiver und negativer Strom? Ja, gibt es denn überhaupt ein negativer Strom? * Stromquelle oder Stromsenke, das ist hier die Frage. * Die Schemata und Diagramme in den Minikursen. Womit gezeichnet? * Ein beliebter JFET, den es nicht mehr gibt, dafür ein Ersatztyp. * (Trimm-)Potentiometer, optimal eingesetzt. *



Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, OTA, Instrumentationsverstärker, Isolationsverstärker...
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Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom: Theorie und Grundlage. Anstelle des AB-Betriebes mit Ruhestrom geht es sehr übernahmeverzerrungsarm ebenso gut im B-Betrieb, wenn die Leistungs-Endstufe innerhalb einer starken Gegenkopplung mit Hilfe eines Opamp arbeitet, der im Bereich der Übernahmeverzerrung schnell genug reagieren kann.
Stichworte: LF356 *

Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom: Die praktische und verzerrungsarme Anwendung. Seit August 2012 erweitert mit der integrierten Klangregelschaltung LM1036, dazu ein Kapitel zum Thema warum eine symmetrische Speisung besser ist und ein weiteres Kapitel zum Thema Verlustleistung und Wärmeableitung.
Stichworte: NE5534 * LF356 * BD239 * BD240 * 7815 * 7915 * LM1035 * LM1036 * Rauschdämpfung mit Tiefpassfilter * Ringkerntrafo * Einschaltstrombegrenzung * Boucherot-Glied *


Überspannungsschutz von empfindlichen Verstärkereingängen: Methode mittels Dioden und preiswerter Transistoren. Transistoren zwecks niedrigen Sperrströmen für niedrige DC-Offsetspannungen, anstelle von teuren Picoampere-Dioden. Überspannungsschutz mit bipolarer Strombegrenzung. Der Latchup-Effekt bei CMOS-Ein- und CMOS-Ausgängen. Allfällige Probleme durch Stromfluss,verursacht wegen Überspannung, über die Schutzdioden zurück zur Betriebsspannung und Netzteil an einer fiktiven Schaltung diskutiert.
Stichworte: Latchup * Latchupeffekt *


Polarisierter Elektrolytkondensator für Wechselspannung und inverse Gleichspannung: Ein Elektrolytkondensator eignet sich nur für DC- und nicht für AC-Spannung, ausser es ist ein spezieller polarisierter Alu-Elko wie der 128-SAL-PRM von Vishay. Er lässt eine invers gepolte DC-Spannung von maximal 30 % und eine maximale AC-Spannung bis zu 80 % von der DC-Nennspannung zu. Leider wird dieses Produkt ab Januar 2016 nicht mehr hergestellt. Alternativ eignen sich nichtpolarisierte Alu-Elkos z.B. von Multicomp. Mehr dazu in diesem Elektronik-Minikurs. Siehe blauer Textabschnitt in der Einleitung.
Stichworte: Vishay - 128-SAL * nichtpolarisierte Alu-Elko * Instrumentationsverstärker * Elektro-Myographie * Überspannungsschutz *


Operationsverstärker I: Praxisnahe Einführung in die Technik des Operationsverstärkers. Themen: Virtueller GND * virtuelle Spannung * virtuelle Spannung = Stromknotenpunkt * Differenzspannung immer Null Volt * GND * GND oder Referenzspannung * Referenzspannung und Eingangswiderstände bei invertierender und nichtinvertierender Verstärkung * Aussteuerung des Opamp * DC-Offsetkompensation * Unity-Gain-Bandbreite und Slewrate * "Slewrate-Online-Rechenprogramm" * parasitäre Induktivität verursacht mit dem Opamp * unerwünschter Piezoeffekt * Die Ub/2-Referenz und der synthetische GND * Einschwingverhalten bei steilflankigen Spannungen am Eingang * Unity-Gain-Bandbreite abhängig von der Anzahl Eingängen bei invertierender Verstärkung *

Operationsverstärker II: Die Gain- und die Offsetabstimmung, und die Problembeseitigung von kapazitiver Belastung am Ausgang des Operationsverstärkers, die so genannte Lead-Kompensation. Präziser Abgleich der DC-Offsetspannung mit Bandgap-Referenzdiode (LM385).

Operationsverstärker III: Vertiefung zum Thema virtuelle Spannung und der GND. Ein etwas anderer Erklärungsansatz, ein Versuch zum leichteren Verständnis. Die virtuelle Spannung praxisnah mit der Leerlaufverstärkung (Open-Loop-Gain) erklärt. Wie stellt man die Stabilität einer Verstärkerschaltung fest?
Stichworte: LF356 * Schmitt-Trigger * Knotenregel *

Operationsverstärker IV: Hier geht es um unterschiedliche Störprobleme bei Opamp-Schaltungen. Es beginnt mit der störarmen Beschaltung. Dabei gilt der elementare Grundsatz, dass eine analoge signalverstärkende oder signalverarbeitende Schaltung so niederohmig wie möglich realisiert sein sollte. Dies reduziert das Risiko der parasitär-kapazitiven Einkopplung von elektrischen Wechselfeldern. Dazu ein ein Bild für den ersten Eindruck.


Vom Operationsverstärker bis zum Schmitt-Trigger, kontinuierlich einstellbar. Eine Demoschaltung! Vor allem geeignet für Lehrer welche Elektronik-Azubis ausbilden! Die Demo beeindruckt den interessierten Schüler! Mit der praktischen Schaltung kann man mit einem einzigen Potmeter die Funktionen Verstärkung, Komparator und Schmitt-Trigger, als auch die vollständige und reduzierte Frequenzgangkompensation elegant demonstrieren.
Stichworte: LF356 * TL081 * TL080 * TL071 * OPA604 * LM317-LZ * LM337-LZ * Frequenzgangkompensation * Gegenkopplung * Mitkopplung *

Vom Fensterkomparator zum Präzisions-Schmitt-Trigger: Die Hysterese dieser Schmitt-Trigger-Schaltung ist nicht von der Ausgangsspannung abhängig, weil die Triggerspannungen mit einer hochstabilen Bandgap-Referenzspannung erzeugt werden können. Geringer Aufwand: Ein Quad-Opamp oder Quad-Komparator genügt!
Stichworte: LMC555 * TLC555 * LM358 * LM324 * Pullup-Widerstand * Wired-OR-Verknüpfung * Tristate-Logik * Schmitt-Trigger-Entstörung * Mini-Störsender * Bandgap-Spannungsreferenz (LM385) *


"Was ist ein OTA?" und "Ein Dynamiklimiter mit dem OTA LM13700": Der "Operational Transconductance Amplifier" (OTA) und eine praktische Anwendung als Dynamiklimiter.
Stichworte: LM13700 * AGC-Amplifier * Integrator * Peak-Detektor * Regeleinsatz *

Amplitudenmodulation mit dem OTA LM13700: Hier befassen wir uns damit, wie man den OTA als Amplitudenmodulator (AM) verwenden kann. Man kann mit dem OTA einen kleinen Lang- oder Mittelwellensender bis zu einer Trägerfrequenz von maximal etwa 700 kHz realisieren. Die vorliegende Schaltung (Bild 1) eignet sich für das Selbststudium zum Experimentieren und auch für den praxisorientierten Schulunterricht auf anschauliche und hörbare Weise.
Stichworte: LM13700 * Amplitudenmodulator *


Echter Differenzverstärker I: Die Überlegenheit des Instrumentationsverstärkers gegenüber dem Operationsverstärker. Präzise Gleichtaktunterdrückung, statisch und dynamisch mit Ableich. Präziser DC-Offsetpannungsabgleich. Instrumentationsverstärker nur für Wechselspannungen. Interesse am Grenzbereich Medizin/Elektronik ? Elektromedizinische Hinweise wie EMG und EKG.
Stichworte: Elektroskop * TL074 * Elektro-Myographie (EMG) *

Echter Differenzverstärker II: Referenzierung betreffs Spannungsmessung und DC-Offsetspannung. Automatischer DC-Offsetspannungsabgleich für AC-Anwendung. INA111 (integr. Instrumentationsverstärker)

Echter Differenzverstärker III: Instrumentationsverstärker zerlegen und verstehen. Eingangsstufe in Opampschaltungen zerlegt, die Gleichtaktverstärkung, Differenz- und Gleichtaktspannung. Der Asymmetrie/Symmetrie-Wandler, das Gegenteil zum Instrumentationsverstärker, mit nur zwei Opamps möglich.
Stichworte: TL064 * TL074 * TL084 * TL061 * TL071 * TL081 * LF356 *

Echter Differenzverstärker IV: Einführung in die Verstärkung von EMG-Signalen mit Instrumentationsverstärker Marke Eigenbau. Hauptthema: EMG-Vorverstärker Deluxe mit INA111. Beim Einsatz von intramuskulärer EMG-Messung (iEMG), sind aktive Abschirmungen der Elektrodenleitungen im Einsatz. Diese neutralisieren die Kapazität zwischen Abschirmung und Leiter zur Erhalt der Bandbreite der Frequenz. Das Kapitel "Erste Stufe stärker als die zweite" erklärt ausführlich warum es Sinn macht, dass die erste Stufe am meisten verstärkt. In diesem Zusammenhang wird besonders die Gleichtakteigenschaft thematisiert. Ub/2-Referenz und der synthetische GND. Überspannungsschutz, Isolationsspannung und Patientenableitstrom. Überspannungsschutz: Transistoren als Pico-Ampere-Dioden.
Stichworte: TL074 * INA111 * Rauschreduktion durch Tiefpass *


Isolations-/Trennverstärker (HCNR200): Isolationsverstärker (Trennverstärker) kommen zur Anwendung, wenn Potentialtrennung oder/und Personenschutz gefordert sind. Da die Elektromyographie (EMG) in den Elektronik-Minikursen über analoge Schaltungstechnik oft im Fokus steht, ist das Thema Isolationsverstärker sehr wichtig. Beruflich benutzte ich jahrelang den teuren und hochstabilen ISO121, der jedoch nicht mehr produziert wird. Als Alternative habe ich eine preiswerte Schaltung mit dem linearen Optokopler HCNR200 realisiert. Hier wird eine funktionsfähige Applikation vorgestellt, die ausbaufähig und veränderbar ist nach eigenen Bedürfnissen. Der Elektronik-Minikurs beginnt mit einem Isolationsverstärker mit PWM und induktiver Kopplung...


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Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...


Der Synchron-Gleichrichter: Präzisions-Gleichrichter ohne Dioden. Er arbeitet mittels Komparator und JFET-Schalter (BF245A).
WICHTIGE INFO: Der BF245 wird seit April 2013 nicht mehr hergestellt! Zum Einsatz kommt der BF245A. Alternativ zu diesem eignet sich der J113 von Fairchild, ebenfalls im TO-92-Gehäuse. Weitere Informationen erfährt man in Der analoge Schalter I (der JFET).


Einfach realisierbare Vierkanal-Übersteuerungsanzeige mit LEDs. Erweiterbar! Interessanter Trick von Kombination digitaler und anloger ICs.
Stichworte: Elektromyographie (EMG) * SC-Filter * LM339 (Komparator) * 74HC132 47HC14 (HCMOS: Schmitt-Trigger) * Fenster-Komparator * LM385-2.5 Bandgap *


Amplifier-Attenuator mit symmetrischem Ausgang verstärkt eine asymmetrisch niederfrequente AC-Spannung und wandelt sie mit wählbarer Spannungsteilung in eine rauscharme symmetrische AC-Spannung zum Testen von symmetrischen Verstärkerschaltungen (EMG, EKG, Audio, etc.). Es kommt an Stelle des LF356 (NSC) die bessere Variante der LT1056 (LTC) zum Einsatz. Phasenverschiebung von 180 Grad und Signal-Inversion ist nicht dasselbe.


EMG-Testgenerator: Eine kleine Schaltung, die ein symmetrisches Dreiecksignal erzeugt, um zu testen ob eine EMG-Messanlage oder ein EMG-Biofeedback-Gerät funktioniert oder nicht. Die Ausgangspannungen sind mittels Drehschalter zwischen 0.1 und 10 mV wählbar.
Stichworte: TL750L05 * LMC555 * TLC27M4 *

EMG-Elektroden-Impedanztester: Im Laufe von vielen Jahren sind einige Elektronik-Minikurse entstanden, welche sich auch mit der Elektromyographie (EMG) befassen und es gibt solche, welche EMG zum Hauptthema haben. Etwas speziell ist das intramuskuläre Messen elektromyographischer Signale (iEMG).
Gerade hier ist es wünschenswert, nach dem Implantieren von sehr dünnen Drahtelektroden, zu messen, ob die Elektroden Kontakt haben mit dem Muskelgewebe oder ob ein Unterbruch oder ein Kurzschluss besteht. Wenn Kontakt vorhanden, ist es sinnvoll etwas über den elektrischen Widerstand zwischen den beiden Elektroden im Muskelgewebe zu erfahren.
Stichworte: HLMP-K150 (Lowpower-LED) * TLC274 * BS170 *


Von der Blinkschaltung zum Print- und Verdrahtungstester: Dieser Tester prüft Kontakte, Leitungen und Kurzschlüsse. Er unterscheidet niederohmige Widerstände von weniger als 1 Ohm von einer elektrischen Verbindung wie Draht, Leiterbahn, Relaiskontakt, Schalterkontakt, etc.
Der Minikurs beginnt mit diskreten astabilen Multivibratoren. Es wird erklärt was man unternehmen muss, damit diese Oszillatoren auch bei Betriebsspannungen arbeiten, die höher sind die Emitter-Basis-Durchbruchspannung von bipolaren Transistoren. Der selbe Multivibrator dient als Knack- und Tongenerator für den Verdrahtungstester.
Stichworte: LM741 * BC178A * 2N3704 * 1N914 * 1N4002 *


Defekte Abschirmung? Ein spezieller Kabeltester!: Abschirmung in einem abgeschirmten Kabel mit vergossenem Stecker vom Anschluss unterbrochen. Kein Zugang zur Abschirmung möglich. Kapazitive Messmethode zur Feststellung ob Verbindung im Stecker okay oder nicht. Als Rechteckgenerator (400 kHz) kommt ein LMC555 zum Einsatz.
Stichworte: LMC555 * BS170 * 1N914 * 1N270 *


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Netzteile, U-,I-Regelung, U-,I-Messung, Begrenzungs- und Referenzmethoden, Testschaltungen

VORSICHT!   Teilweise Hochvoltanwendungen. Diese Teile sind nicht geeignet für Anfänger und Unerfahrene. Der Nachbau dieser Teile erfolgt auf eigenes Risiko.

Die_komplementäre_Darlington-Schaltung_(Theorie_und_praktische_Übung): Der Vorteil dieses komplementären Darlington-Prinzips ist die etwa halb so grosse minimale Dropoutspannung (Spannung zwischen Kollektor und Emitter) und ebenso reduzierte minimale Verlustleistung im Vergleich zum konventionellen Darlington. Die komplementäre Darlington-Schaltung entwickelte ich in Verbindung mit einem Netzteilprojekt im Jahre 1979. Dass dieses Prinzip schon 1953 von George Clifford Sziklai erfunden und patentiert wurde, erfuhr ich erst viel später. Diese Schaltung nennt man auch das Sziklai-Paar.

Einfaches Labornetzteil mit NPN-Komplementärdarlingtonstufe und Überlastanzeige: Praktische Realisierung eines Netzteiles 0...20VDC / max.3A. Umfassende und präzise Beschreibung was in den Schaltungsteilen vor sich geht. An den Inhalt angepasster Lehrstoff betreffs Kühlung von Halbleitern. Strombegrenzung mit Overload-Anzeige. Stabilität, Brummen und Rauschen. Belastung des Leistungstransistors und der "Zweite Durchbruch". Testschaltung und die Frequenzgangkompensation. Alternativen für höhere Spannungen. Online-Programme zur Berechnung von Kühlkörpern.
Stichworte: LM317S * LM350T * LM338 * LM396 * MJE2955 * BD139A * BC550C * LM358 * LM385-2.5 * Platine hergestellt von Martin Schend (für Download) *


Renovation eines "Steinzeit"-Netzgerätes 0.1 - 10 VDC / 3A: Auch alte Geräte aus den 1960er-Jahren lassen sich mit vernünftigem Aufwand oft renovieren. Spezielle Gleichrichterschaltung mit zusätzlicher Spannungsverdopplung für die Steuerung. Interessante Leser-Beiträge. Trafo mit Schirmwicklung. Die Resultate lassen sich sehen! Mit einem Trimmpoti kann man die maximale Ausgangsspannung definieren, die man mit dem Poti auf der Frontplatte einstellen kann. Damit lässt sich vermeiden, dass z.B. TTL- oder HCMOS-Versuchsschaltungen durch zu hohe Betriebsspannung zerstört werden. Eine LED zeigt an, wenn der maximale Strom erreicht ist und die Spannungsregelung nicht mehr korrekt arbeitet.
Stichworte: CA3130 * CA3140 * 2N3055 * BD139 * BC547 * BC557 * LM317L *


Lowdropout-Netzgerät_mit_dem_legendären_"723"_und_Impuls-Foldback-Strombegrenzung: Wirksame Reduktion des Spannungsabfalles bei Grenzlast und extreme Lastreduktion bei Überlast und Kurzschluss. Nachdem ich meine Idee mit dem Impuls-Foldback entwickelt und realisierte habe, war für mich dieses Thema Geschichte und ich widmete mich andern Projekten. Das war im Mai 1979. 34 Jahre später im April 2013 erfuhr ich, dass etwa 20 Jahre später, die Idee noch einmal erfunden wurde und von unterschiedlichen Erfindern zu zwei Patenten angemeldet worden sind...
Stichworte: Diskreter astabiler Multivibrator * Spannungsverdoppler * Impulsfoldback = Hiccup-Mode * LM723 * BC107 *BC177 * 1N914 *


Netzteil-Testgerät I: Wie realisiert man ein Testgerät für Netzteile und Netzgeräte um ihre statischen und dynamischen Regeleigenschaften zu testen? Ein Kurs und eine nachbaubare Schaltung. Teilweise thematisiert ist die Kühlung von Halbleiter, bezogen auf das selbe Thema in Einfaches Labornetzteil mit NPN-Komplementärdarlingtonstufe und Überlastanzeige (Overload).
Stichworte: Stromsenke * Stromquelle * Darlington * Bandgap * TL071 * TL081 * LM741 * TL074 * TL084 * BS170 * BC560C * MJ3055 * TIP3055 * MJ2955 * TIP2955 * 2N1893 * 2N2905 * 7812 * 7912 *


Die Transistor-LED-Konstantstromquelle mit ein oder zwei Transistoren und Konstantstromquelle mit Bandgap und Opamp: Die Transistor-LED-Konstantstromquelle hat weniger Temperaturdrift als die Stromquelle mit Transistor und zwei Dioden. Diese Stromquelle kann sehr präzise und stabil dimensioniert werden. Ganz speziell mit zwei Transistoren, wo die eine Stromquelle die andere unterstützt. Sie eignet sich für eine Last die auf +Ub, GND oder -Ub bezogen werden kann und sie eignet sich für positive (Stromsenke) und negative Ströme (Stromquelle). Was es mit den positiven und negativen Strömen auf sich hat, ist im Kapitel "Einfach und doch vielseitig!" genau beschrieben. Zum Schluss noch eine Konstantstromquelle mit Bandgap-Referenz und Opamp. Der Stromquellenausgang bezieht sich auf GND. Es ist aber ebenso ein Bezug auf +Ub möglich, wenn die Bandgap-Referenz umgepolt betrieben wird.

Der Transistor-LED- und der FET-Konstantstromzweipol: Zwei Transistor-LED-Konstantstromquellen die sich gegenseitig stabilisieren und die Funktionsweise von JFETs in Stromquellenschaltungen. JFET-PRAXIS: Mit einem passenden JFET und einer LED kann man anzeigen ob eine DC-Spannung vorhanden ist in einem Bereich von etwa +3 VCC bos +30 VDC. Die Stromkonstanz eines JFET reicht dazu längst. Eine praktische Anwendung wird in einer Schaltbox für Netzgeräte vorgestellt.

Konstantstromquelle mit Opamp und Bandgap-Spannungsreferenz, und eine LED-Testschaltung: Man erlernt das Prinzip dieser Konstantstromquelle und am Schluss kann jeder seine eigene LED-Testschaltung bauen, die man entweder mit einer Bandgap-Spannungsreferenz oder mit einer gelben LED als Referenzspannungsquelle ausstatten kann.
Stichworte: TL061 * TL071 * TL081 * LF351 * LF356 * LM741 * µA741 * LM301 * LM307 * LM385-2.5 * 2N2905 *


Stromspiegel-Schaltungen: Eine besonders stabile konstante Stromquelle besteht aus Bandgap-Referenz, Operationsverstärker und Transistor. Ersetzt man die eingangsseitige Bandgap-Referenz durch einen Widerstand und speist diesen mit einem variablen Strom, erzeugt dies am Ausgang der Schaltung ebenfalls einen variablen Strom (Spiegelfunktion), der, trotz dieser Veränderbarkeit, in dem Sinne hochstabil ist, wenn die Betriebsspannung oder der Lastwiderstand am Ausgang sich in einem zulässigen Bereich ändert. Damit sind wir beim Thema Stromspiegel mit Opamp und Transistor. Gut bekannt ist der Stromspiegel, bestehend nur aus Transistoren. Dieses Thema folgt später in einem Update.



Integrierte fixe und einstellbare 3-pin-Spannungsregler und eine einfache Akku-Ladeschaltung mit LM317LZ: Die Familie der dreibeinigen Spannungsregler 78xx und 79xx für fixe und die der LM317 und LM337 für einstellbare Spannungen mit Widerständen. Symmetrisches (Dual-Supply) und asymmetrisches Netzteil (Single Supply) mit LM317 und LM337. LM317 als Konstantstromquelle mit Einschränkungen. Wichtiges zu Tantal-Elkos! LM317L der kleine Bruder des LM317. LM317L als Konstantstromquelle für kleine Ströme im mA-Bereich. Gefährlicher Rückstrom, wenn keine Schutz-Diode im Einsatz ist. Hauptursache: Parasitäre Diode und Transistoren im IC! Zusatzspannung mit kleinem Spannungsregler - Sinn oder Unsinn. Akkuladeschaltung (NiMH) mit zwei LM317 als strombegrenzte Präzisions-Spannungsquelle, die auf die Akku-Ladeschluss-Spannung eingestellt sein müssen. Damit erreicht man einen niedrigen konstanten Erhaltungsladestrom.
Single-Supply-LM317-Netzteil mit drei umschaltbaren Spannungen. Hier wird gezeigt, wie man es richtig macht. Nämlich, es darf beim Umschalten von Ub keinen signifikanten Unterbruch im Regelkreis geben, wie das passiert mit rein mechanischen Umschaltern. Wie das geht, zeigt gleich hier Bild 14.
Stichworte: R-78B5.0-1.0 (Schaltregler: Alternativer DCDC-5VDC-Spannungsregler im TO220-Gehäuse von RECOM) *


LM317 runter bis Null Volt und frei definierbare Strombegrenzung: Mit wenig zusätzlichem Aufwand ist es möglich die Strombegrenzung selbst zu realisieren und zu definieren. Und wenn man sich auch noch eine zusätzliche negative Spannung mit wenig Aufwand leistet, hat man sogleich auch noch eine einstellbare Ausgangsspannung bis hinunter auf 0 VDC.
Stichworte: LM317 mit Zustatz-Strombegrenzung * Negative Hilfsspannung im Einsatz *


Spannungsregler Spezial: Das 78xx-, LM317- und Lowdropout-Schaltungsprinzip! Regelungsvorgänge und wichtige Inhalte, auf die es besonders ankommt, werden erklärt.
Stichworte: LM317 * LM2941 * LP3961 * LP3964 * ELEC2000-Elektronikrechenprogramm *


48 VDC Phantom-Speisung für Kondensatormikrofone: Leicht nachbaubarer DC/DC-Wandler, gespiesen aus einer 9V-Blockbatterie oder von einem 12V-Akku. Geeignet für akustische Freifeld-Schallmessungen.
Stichworte: MC14093B * 2N2219 * BC550 * BZX79C24 *


Spannungsregelschaltung mit elektronischer Brummsiebung: Elektronische Brummsiebung zur vollständigen Säuberung geregelter Ausgangsspannungen von restlicher Brummspannung (100-Hz-Rippelspannungen).
Stichworte: Brummsiebung * komplementäre Darlington * Trafo * Gleichrichtung * 2N3055* MJ2955 * BD239* BD240 * LM350 * LT1185 * 1N4002 * hochfrequente Störungen * Impulse * Nadelimpulse * steile Flanken * Trafo-Schirmwicklung * Netzfilter * Schaltregler-Alternative * Gleichrichter-Diode als Störquelle *


Kondensatornetzteil - Kondensator statt Trafo: Kostengünstiges Netzteil: Verbraucht eine Schaltung nur wenig Leistung und sie muss von der 230-VAC-Netzspannung galvanisch nicht getrennt sein, benötigt man keinen Trafo. Es geht auch mit einem kapazitiven Vorwiderstand, mit einem Kondensator. Deshalb der Name Kondensatornetzteil. Praktische Anwendung "Netzspannungsverzögerung in einer Audioanlage" (Bild 6) oder "Der Einsatz von Halbleiterrelais" (Bild 7).
Gefährlicher Irrtum:

Ein ELKO-Leser glaubte, die Schaltung so zu realisieren, dass sie die Bedingung einer galvanischen Trennung erfüllt. Ein gefährlicher Irrtum! Die Aufklärung dazu hier.


Z-Diode-Erweiterungskurs und die Bandgap-Referenz: Erweiterung der Z-Dioden-Grundlagen von Patrick Schnabel. Themen: Differenzieller Innenwiderstand, Temparaturdrifft, Begrenzerschaltung für Wechselspannung, Vor- und Nachteile der Z-Dioden-Serienschaltung, Z-Dioden-Stabilisierung für die Fahrradbeleuchtung, Präzisions-Z-Dioden und Bandgap-Spannungsreferenzen (LM385), Bandgap-Referenz LM385 mit zwei Transistoren (Darlington) mit hoher Präzision (Teilbild_9.3).

Die Power-Zenerdiode aus Z-Diode und Transistor
Die präzise geregelte Power-Zenerdiode
Eine Leistungs-Zenerdiode als Shuntregler dient als Überspannungsschutz zum Testen von Schaltungen. Die einfachste Lösung besteht aus einer kleinen Zenerdiode und einer diskret realisierten komplementären Darlingtonstufe, die man auch als Sziklai-Connection bezeichnet. Die bessere Lösung ist regelbar und man kann mittels Potmeter die Spannungsbegrenzung einstellen. Diese Schaltung besteht zur Hauptsache aus einer hochstabilen Bandgap-Referenzspannungsquelle, einem Operationsverstärker und einer Leistungs-Transistorstufe, die auch ein Power-MOSFET sein darf.

Mit der Brechstange gegen zuviel Spannung: Der Thyristor-Crowbar, eine besonders wirksame Methode, wie man eine teure Schaltung mit minimalem Aufwand vor Überspannungen schützen kann. Die einfache Methode besteht aus Zenerdiode und Thyristor, die komfortable und kalibrierbare mit hochstabiler Bandgap-Referenzdiode, Komparator und Thyristor.
Stichworte: TLC3702 (LinCMOS-Komparator, benötigt kein Pullup-Widerstand) * 2N2905 * 71RIA60 (Hochstrom-Thyristor) * LM385-2.5 * LM393 *


Vom Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung (Theorie Teil I)
Vom Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung (Praxis Teil II)

Messung von zu hohem Strom auf der positiven DC-Speiseleitung und die Realisation einer elektronischen Sicherung. Die Messung erfolgt mit herkömmlichen Opamps und es wird erklärt, warum dies möglich ist. Ein Blick in das Innenleben eines Opamp macht dies verständlich. Wenn der Opamp nicht bis zur positiven Betriebsspannung arbeitet, benötigt man eine zusätzlich höhere Spannung. Mit wenig Aufwand mit einem LMC555 und einem Spannungsverdoppler. Die praktische Anwendung einer elektronischen Sicherung in Teil 2.


Positive Zusatzspannung mit dem LMC555: Man benötigt zur positiven Betriebsspannung eine weitere mit höherer Spannung, jedoch nur wenig Strom von einigen Milli-Ampere. Eine praktische Anwendung mit dem CMOS-TimerIC LMC555 (auch mit TLC555).

Positive und negative Zusatzspannung aus Gleichspannung: Hier wird gezeigt wie man mittels preiswerten CMOS-ICs Spannungsverdoppler, Spannungsvervielfacher (Villardschaltung) und Spannungsspiegel und mit diesen stabilisierte positive und negative Hilfsspannungen realisieren kann. Ein sehr wichtiges Nebenthema ist das so genannte Abblocken der Speisung mittels Multilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) in unmittelbarer IC-Nähe!
Stichworte: CD4584B * MB14584B * LM317LZ * LM337LZ * 74HC14 * BAT48 *


Sicherer ICs testen, ein Hochsicherheits-Netzteil: Spezielles Netzteil für den Test selbstentwickelter integrierten Schaltungen (IC-Design). Eines der sehr heiklen Probleme ist der Latchup-Effekt bei selbst entwickelten CMOS-Schaltungen auf einem Chip. Diese enthalten im Vergleich zu den CMOS-Familien-ICs (CD4xxx oder MC14xxx) kaum ein nennenswerter Latchupschutz.


Ein DC-Spannungsregler ist auch eine Induktivität!: Dieser Elektronik-Minikurs zeigt, warum dies so ist und dass dies die Ursache dafür sein kann, dass schlecht angepasste Kapazitäten der Kondensatoren am Ausgang von Netzteilschaltungen das Gegenteil von dem bewirken, was man will - nämlich das Dämpfen von Störspannungen.


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Batterie-Schaltungen


Lowpower-MOSFET-Minikurs und Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung: Die Arbeitsweise des Low-Power-MOSFET (BS170) am praktischen Beispiel einer einfachen Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung. Diese ökologische Schaltung hilft den Batterieverbrauch sparen! Der Inhalt dient auch dazu den MOSFET besser kennen zu lernen. Hier am Beispiel, dass es mit einer kleinen Schaltung möglich ist, bei sehr kleinem Drainstrom, eine sehr lange Verzögerungszeit im Minuten-Bereich mit einer sehr kurzen Abschaltzeit mit wenigen Sekunden zu realisieren. Es gibt Anwendungen die problemlos damit arbeiten, wenn nicht, passt der nächste Elektronik-Minikurs...


Akku-Betriebsspannung-Ausschaltverzögerung mit CMOS-Invertern, MOSFET und DIL-Leistungsrelais: Zwei Methoden einer Langzeitausschaltverzögerung mit einem Schaltstrom bis 16 A (230 VAC) und einer Steuerleistung von nur 0.2W.
Stichworte: BS170 * CD4584B * MC14584B * CD40106B * 1N914 * BC550


Sparsame Batteriespannungsanzeige mit Lowbatt-Funktion mit 555-CMOS-Timer-IC: LED blinkt im Sekundentakt. Zum Blinken dient die rasche Entladung eines Kondensators über die LED. Es steuert ein LMC555 (TLC555). Die Akkuspannung wird dadurch nicht durch Stromimpulse belastet. Geeignet für hochsensible Analogschaltungen! Historischer Rückblick - das selbe vor mehr als 40 Jahren für genau den selben Zweck.


RAINBOW, die Batterieladezustandsanzeige: Ladezustandsanzeige einer Batterie oder eines Akku mit einer Zweifarben-LED. Kontinuierliche Farbänderung (Regenbogen) zwischen grün (geladen) und rot (entladen). Wirksamer Effekt bei Tastendruck!
Stichworte: Dreieckgenerator * Komparator * LED-Treiber * TLC274 * 74HC240 * HMP-4000 * BC550 * BC560 *


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Schalten und Steuern


Vom Dioden-Schalter zum elektronischen UKW-Antennenumschalter: Geschichte, Theorie und Ersatzschema der Diode in Kürze. Das Schalten analoger Signale mit Dioden. Praktische und nachbaubare Schaltung. Die UKW-Dipolantenne.


Der analoge Schalter I (der JFET): Der JFET als einfacher und universeller Schalter. Ein kleines Studium des BF245A. Zum Einsatz kommt eine kaum bekannte exotische Ansteuerung. Mit zusätzlichem kleinen Gatestrom kann man den Drain-Source-Widerstand des JFET weiter reduzieren. Besonders geeignet für die Schalterfunktion!
WICHTIGE INFO: Der BF245 wird nicht mehr hergestellt (April 2013)! In diesem Elektronik-Minikurs sind die detailierten Infos zu den Alternativen. Diese Angaben gelten für alle andern Elektronik-Minikurse, bei denen der BF245A zum Einsatz kommt.

Der analoge Schalter II: Das MOSFET-Transmissions-Gate grundsätzlich und am Beispiel des Quad-Analog-Switchs MC14066/CD4066. Wichtige technische Infos zur MC14xxx/CD4xxx-CMOS-Familie. Moderner CMOS-Analogschalter mit Logikpegelshifter und ein praktischer Einsatz.

Der analoge Schalter III (mit bipolaren Transistoren): Der JFET BF245 gibt es nicht mehr! Den BF245A gibt es in wenigen Elektronik-Minikursen. Ich evaluierte die JFETs J113 und PN4393 als passend. Alternativ geht es auch mit einem bipolaren Transistor (BJT). Es können AC-Signalspannung bis zu maximal 10 Vpp (3.5 Vrms bei Sinus) geschaltet werden.


Schalten und Steuern mit Transistoren I: Das elektronische Schalten von kleinen Leistungen (Relais) mit bipolaren Transistoren und MOSFETs, u.a. von Schalt(Uhren)-Modulen. Mit praktischen Beispielen! Speziell: Das Schalten mit Darlington im Vergleich mit dem komplementären Darlington. Vergleiche zwischen bipolaren Transistoren und MOSFETs in Bezug auf den Spannungsabfall zwischen Kollektor/Emitter und Drain/Source bei gleichem Kollektor- bzw. Drainstrom. Störungen bei langen Leitungen. Grosse Linkliste zum Thema Transistoren und Transistorschaltungen.

Schalten und Steuern mit Transistoren II: Das schnelle Schalten mit bipolaren Transistoren. Was ist der Sättigungs-Effekt, was die Miller-Kapazität? Wie vermeidet man das Erst- und wie kompensiert man das Zweitgenannte? Die hohe Transitfrequenz eines NF-Transistors im Bereich von mehr als 100 MHz sagt nichts aus, jedoch die Angaben in Einschalt- (Turn-On-Time), Speicher- (Storage-Time) und Ausschaltzeiten (Turn-Off-Time). Diese Werte müssen im Bereich der unteren 10 ns oder je nach Anwendung wesentlich niedriger sein. Neben dem Sättigungs- und Millereffekt ist auch das Ausräumen von Ladungsträgern aus der Basis des Schalttransistors (BJT) thematisiert. Es gibt dafür eine aktive Methode mit einem zusätzlichen PNP-Transistor.

Schalten und Steuern mit Transistoren III: Hier geht es um weitere Inhalte die mit dem Schalten und Steuern mit Transistoren und MOSFETs zu tun haben. Der Fokus liegt auf Logik-Ausgänge mit einem HIGH-Pegel von 3.3 V, weil dessen Bausteine mit 3.3 VDC gespeist werden. Das sind z.B. die Prozessoren moderner Einplatinen-Computer, wie der Raspberry-Pi, den es hier im ELKO als Grundlagen- und Anwenderkurs von Patrick Schnabel gibt.


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Generatoren, Timer- und Triggerschaltungen
(hier speziell: ROUTER-DELAY)

Schaltungen mit 555-CMOS-Timer-IC


LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar): Dieser Vergleich vermittelt die Unterschiede und zeigt die Überlegenheit der CMOS-Version LMC555 und TLC555. Dieser Elektronik-Minikurs ist ein Muss für jeden 555er-Elektronik-Fan! Ein sehr wichtiges Nebenthema ist das so genannte Abblocken der Speisung mittels Multilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) in unmittelbarer IC-Nähe! Zum Tod des NE555-Erfinders Hans Camenzind.
Stichworte (Vor-/Nachteile): Batteriebetrieb * Leistungsverbrauch * Maximale Frequenz * Einfachheit (Rechteckgenerator) * Stromimpulse auf Speieseleitung * LMC555 steuert SC-Filter *

Der 555-CMOS-Timer, auch für lange Zeiten:
Eine Einführung bis zum Langzeittimer (Treppenhausbeleuchtung) mit Vor- und Nachteilen (grosse R und grosse C). Autoresetfunktion beim Einschalten.
Was ist die Ursache des Faktor 1.1 in der Berechnungsformel t=1.1*R*C? Berechnungsgrundlagen und präziser Abgleich der Impulsdauer (Zeitdauer) am Steuereingang.

Einschaltverzögerung mit LMC555 oder TLC555:
Zur Einschaltverzögerung dient der LMC555 oder TLC555, die CMOS-Version des altbekannten bipolaren NE555, als Schmitt-Trigger. Diese Eigenschaft ergibt sich aus einem IC-internen Fensterkomparator mit zwei Komparatoren und einem RS-Flipflop. Die Einschaltverzögerung funktioniert, bei Schaltung im Betrieb, mittels einem mechanischen Kontakt oder mit einem Logikpegel (CMOS oder TTL). Ebenso funktioniert die Schaltung beim Einschalten der Betriebsspannung, wenn zuvor der Kontakt auf ON gesetzt ist oder ein logischer HIGH-Pegel am Eingang anliegt.

555-CMOS: 50%-Duty-Cycle-Generator: Mit der CMOS-Version LMC555 oder TLC555 kann man einen zeitsymmetrischen Rechteckgenerator (t/T = 0.5) mit nur einem R und einem C realisieren. Nicht nur deswegen, auch wegen vielen andern wichtigen Verbesserungen, lohnt es den LMC555 oder TLC555 dem NE555 (bipolar) vorzuziehen. Mehr dazu in LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar) .
Spezielle Anwendung: Kapazitive Sensorschaltung

555-CMOS-Monoflop: Re-Triggerbar!: Der 555-Timer-IC ist nicht retriggerbar. Mit der CMOS-Version ist es aber mit ein wenig Zusatzschaltung problemlos möglich. Man gewinnt beim Lesen den Eindruck, dass die zusätzliche Schaltung recht kompliziert ist. Vielleicht gibt es ebenso gute alternative Lösungen. Bisher zeigte es sich jedenfalls, dass dem nicht ist. Mehr dazu im Kapitel "Einfacher ist nicht immer besser..."

Opamp/Komparator oder 555er-CMOS: Toggle-Flipflop und Prellfrei-Schaltung Auslöser zur Entstehung dieses Minikurses zum Thema, wie man mit einem 555-Timer-IC ein Toggle-Flipflop mit prellfreiem Tasten realisiert, ist der Diskussions-Thread Problem mit Flipflop im ELKO-Forum vom 19.06.2012 von Erhard. Der grosse Vorteil dieser Schaltung, ob mit einem Opamp/Komparator oder mit einem 555er-Timer-IC (vorzugsweise CMOS), ist die Integration von Toggle-Flipflop und prellfreiem Tasten in der selben Schaltung auf eine Weise, dass man diese beiden Funktionen schaltungstechnisch gar nicht separieren kann. Eine interessante Lösung.
In einem Update vom 24.09.2017 wurde das Thema mit der Möglichkeit erweitert, mit einem Opamp, Komparator oder 555er-Timer-IC prellfreie Schaltungen zu realisieren. Für 555er-Timer-ICs kommen stets LMC555 oder TLC555 zu Einsatz.

Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator (PWM) zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators: Zur PWM-Realisierung eignet sich der LMC555 oder TLC555 besonders gut, wenn die Einstellung des Tastgrades mit einem Potmeter erfolgt. Wenn eine Steuerspannung dazu benötigt wird, eignet sich eine andere Methode, z.B. mit Dreieckgenerator und Komparator mit Pegelshifting, besser. Hier wird auch gezeigt, wie ein zusätzlicher LMC555 oder TLC555 als Treiber wirkt und dadurch den PWM-Generator stabiler macht.
Stichworte: Tastgrad und nicht Tastverhältnis! * PWM * LMC555 * TLC555 * IRLZ34 (Logic-Level-MOSFET) * IRLF34 (MOSFET) * SB1100 (Schottky) *

555-CMOS-Impulsbreitenmodulator mit Strombegrenzung.
Power-LED-Anwendung, eine kritische Betrachtung...
Stichworte: Tastgrad und nicht Tastverhältnis! * alternativ auch Dreieckspannung als PWM-Quelle * LMC555 * TLC555 * IRLZ34 (Logic-Level MOSFET) * IRLF34 (MOSFET) *


Das MonoFlipflop und eine praktische Anwendung: Das Monoflop kann, einmal gestartet, mit einem zweiten Impuls am selben Eingang, vorzeitig zurückgesetzt werden. Diese Schaltung hat die Eigenschaft eines Toggle-Flipflop und eines Monoflop und für diese beiden Funktionen benötigt es ein einziges D-Flipflop (CD4013B). Das zweite D-Flipflop dieses IC dient als retriggerbares Monoflop zum Entprellen eines Tasters. Zwei unterschiedliche Arten der Retriggerns werden hier deutlich mit einem Diagramm thematisiert. Praktische Anwendung: Batteriebetriebene kleine Testschaltungen.
Stichworte:MM74C04 (CMOS-Iverter ohne Buffer) * CD4013B (MC14013B * Pullupwiderstand * Pulldownwiderstand * BC550 * BC560C * 1N914 *


Langzeit-Timer-Schaltungen mit den Frequenzteilern CD4020B und CD4040B: Hochstabiler Langzeittimer mit mittelfrequentem Taktoszillator und Frequenzteiler mit hohem Teilungsfaktor und netzfrequenzsynchroner, in Stufen einstellbarer Langzeittimer.
Stichworte: Variabler Timer: 1 bis 10 Minuten * Variabler Timer 1 bis 10 Stunden * Netzfrequenzsynchonisierter Fixzeit-Timer *


Erst das Modem, dann der Router...   R O U T E R - D E L A Y: Diese Schaltung ist in diesem Index-Segment, weil das Timer-IC CD4541B zum Einsatz kommt, der eine gewisse Ähnlichkeit hat zu den beiden Frequenzteiler-IC CD4020B und CD4040B. Allerdings hat der CD4541B den Nachteil, dass die Frequenzteilung nur sehr grob einstellbar ist, jedoch die Beschaltung für eine Verzögerungs- oder Timerschaltung (Monoflop-Funktion) ist sehr viel einfacher. Die Titel sagt worum es bei dieser Schaltung geht. Der Router sollte stets verzögert nach dem Modem eingeschaltet werden. Es ist eine sehr praktische Anwendung, die für viele Internet-User, welche das Flair haben Elektronik nachzubauen und verstehen zu lernen, sehr nützlich sein kann.


Dreieckgenerator mit Operationsverstärker: Was sind die grundlegenden Voraussetzungen um eine Dreieckspannung zu erzeugen? Wenn man verstanden hat, dass immer eine konstante Stromquelle/senke involviert ist, welche Möglichkeiten bieten sich? Die Integratorschaltung mit Opamp eine beinah ideale leicht steuerbare Stromquelle, bietet die beste und einfachste Lösung mit der Unterstützung durch einen Schmitt-Trigger. Die virtuelle Spannung, ein dynamischer Vorgang, der den Effekt einer konstanten Stromquelle am Leben hält...
Stichworte: LMC555 * TLC555 * TL071 * LM356 * TLC272 * TLC27M2 *


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Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen


Vom passiven RC- zum passiven RCD-Hochpassfilter/Differenzierer: Ein RCD-Differenzierer besteht aus Kondensator, Widerstand und Diode. Sinn der Diode, die parallel zum Widerstand geschaltet wird, ist eine rasche Entladung. Wozu dies Sinn macht wird erklärt...
Stichworte: EMG-Biofeedback * CD4046 (VCO-Teil) * BS170 * 1N914 * BAT43 * TLC750L5 *


Rauschdämpfung mit Tiefpassfilter: Mit guter Frequenzlinearität und ein stark vereinfachtes Prinzip mittels Verstärker und Filter in einem. Inhalte: Störsignale und kleine Signale, die LinCMOS-Opamp-Familie, Rauschspannungsdichte und Rauschspannung, hohe Verstärkung auf zwei Opamps verteilt.
Stichworte:
LinCMOS-Opamp: TLC271 * TLC272 * TLC274 * TLC27M2 * TLC27M4 * TLC27L2 * TLC27L4 *
BiFET-Opamp: TL071 * TL072 * TL074 *


Das SC-Filter, eine kurze Einführung: Der Aliaseffekt. Das Switched-Capacitor-Filter (SC-Filter) verwendet anstelle von Widerständen geschaltete Kondensatoren. Diese simulierten Widerstände sind abhängig von der Schaltfrequenz: Die Grenzfrequenz eines SC-Tiefpassfilters ist steuerbar mit einer Taktfrequenz.
Stichworte: Warum SC-Filter? * CMOS-Geschichte * Abtasttheorem * RC- und SC-Integrator * Komplexere SC-Filter * Clock, Abtastung und Non-Overlapping * Internet, Literatur und Hersteller *

SC-Tiefpassfilter-Einheit mit umschaltbaren Grenzfrequenzen: Diese Einheit besteht aus einem SC-Tiefpassfilter mit hoher Steilheit im Bereich der Grenzfrequenz. Inhalt: Antialiasingeffekte, Glättung, Umschaltbare Grenzfrequenzen.
Stichworte: SC-Tiefpassfilter brauchen vor und danach einfache aktive analoge RC-Tiefpassfilter * Pegelanpassungen * DC-Offsetabgleich * RF5609 * MAX293 - MAX294 - MAX297 * TL074 * DG202B * 78L05 * 79L05 * LMC555 (Taktgeber) *

Steuerbares und steiles Tiefpassfilter in SC- und Analog-Technik mit grossem Frequenzbereich: Universale Tiefpassfilterschaltung welche in einem grossen Bereich der Grenzfrequenz mittels Taktsignal kontinuierlich steuerbar ist.
Stichworte: Abtasttheorem - Grenzfrequenz -Speichermenge * Signal/Rausch-Abstand * Analog/Digital-Schnittstelle * SC-Tiefpassfilter MAX293 (beeindruckende Daten) * Analoges Tiefpassfilter mit OTA * Frequenz/Spannung-Wandler mit Monoflop 74HC4538 * Logik-Pegelwandler * Frequenzverhältnisse des Systems *

50-Hz-Notchfilterbank in SC-Filter-Technik (Teil 1): Einsatz gegen Störeinfüsse der Netzspannung, welche drahtlos kapazitiv eingekoppelt werden.
Stichworte: Analoges 50-Hz-Notchfilter * 50 Hz-SC-Notchfilter * MAX280 oder LTC-1062 *

50-Hz-Notchfilterbank in SC-Filter-Technik (Teil 2): Es geht um einen PLL-Frequenzmultiplier, der die Taktfrequenz der SC-Filter mit der 50-Hz-Netzfrequenz synchronisiert. Auch interessant für Leute die nur etwas zur PLL-Technik erfahren wollen!
Stichworte: PLL-Prinzip * Frequenzmultiplier * Tristate * 50-Hz-Notchfilterbank * LMC555 * LM317 * LM337 * CD4046B (MC14046B) *

Sinusgeneratoren und der SC-Sinusgenerator: Der Weg führt über den Wien-Robinson-Oszillator, über unterschiedliche Methoden der taktfrequenzgenerierten Sinusspannungen bis zur Methode mittels SC-Tiefpassfilter, die ebenfalls taktfrequenzgesteuert und leicht realisierbar ist.
Stichworte: Funktionsgenerator * Frequenzsynthesizer * Sinusgenerator mit Schieberegister * Sinusgenerator mit (E)EPROM * Direkte Digital Synthese (DDS) * Aus Rechteck wird Sinus * SC-Sinusgenerator * CD4040B (MC14040B) * CD4013B (MC14013B) * LTC1063 (SC-Tiefpass) * TL071 * LF356 *


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PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046


PLL-Frequenzsynthesizer mit digitalem Potentiometer: Frequenzbereich zwischen 0.5 Hz und 5 MHz. Digitales Potmeter mit Beschleunigung: Schnelles Drehen bewirkt überproportional schnelle Frequenzänderung. Langsames Drehen ermöglicht Feinabstimmung. Blockierung der Abstimmung mittels Schalter.
Stichworte: COPAL-ELECTRONICS RES20-50-200 164T * 74HC14 * 74HC132 * 74HC4538 * TL7705 * 74HC191 * 74HC4046 * MC145151-2 * BC560 * 74HC390 * 74HC125 * EXO3 (progr. Quarzgenerator) *

PLL-Frequenzsynthese und ein spezielles Problem: Die Self-Biasing-Verstärkerschaltungen des CD4046B (MC14046B) und des 74HC4046 haben ein heikles Problem. Sehr wichtig für alle Anwender dieser ICs!!!
Stichworte: Frequenzmultiplier * Phasenkomparator* VCO * Loop-Tiefpassfilter * Phasenjitter * Self-Biasing-Amplifier * PLL * 50Hz-netzfrequenzsynchron * LMC555 *

Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) mit dem CD4046B/MC14046B: Alleine nur schon für den Gebrauch des VCO lohnt sich der Einsatz dieses PLL-IC CD4046B oder MC14046B! Man lernt seine Vielseitigkeit in der Praxis kennen, wie z.B. die leichte Dimensionierung des Verhältnisses der maximalen zur minimalen Frequenz am VCO-Ausgang mit nur zwei Widerständen. Es folgt eine komfortable VCO-Schaltung mit Wechselspannungseingang. Sie eignet sich dafür, aus einem arithemtischen Mittelwert eine Frequenz mit Rechtecksspannung (d/T=0.5) zu erzeugen. Einsatzeignung z.B. eine EMG-Biofeedbackschaltung. Einleitend zu dieser VCO-Thematik wird gezeigt wie man selbst, mit einem NAND-Gatter mit Schmitt-Trigger-Eigenschaft, einen VCO realisieren kann. Ist gar nicht schwierig...
Stichworte: VCO * Schmitt-Trigger * Rechteckgenerator * Frequenzteiler * Synchrongleichrichter *


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Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen


Zukunft und Design moderner digitaler Schaltkreise: Report eines Seminars der Firma Texas Instruments von 1992. Wertvoll für alle die mit CMOS- und bipolaren Logikbausteinen zu tun haben. Auch heute noch sinnvoll trotz Mikrocontrollereinsätze...


Tristate-Logik, Grundlage und Praxis: Dieser Kurs erweitert die Logik-Grundlagen des ELKO, beschrieben in Digitaltechnik. Die Tristate-Schaltung im Vergleich zu Gatter-Schaltung zeigt, dass das Umschalten von digitalen Spannungen mit Tristate-Treibern einfacher zu realisieren ist. Ohne die Tristate-Funktion sind komplexe Bus-Schaltungen praktisch nicht möglich.
Stichworte: 74HC125 * 74HC126 * 74HC00 *


Das RS-Flipflop und die elegante Entstörung: Ein quasidiskret realisiertes RS-Flipflop mit NAND- oder NOR-Gates kann man wirksam gegen Störimpulse mit sehr kleinen Impulszeiten desensibilisieren. Oft auch als Nadelimpulse bezeichnet. Der Trick besteht darin, dass man in einem der beiden Rückkopplungspfade ein RC-Verzögerungsglied einbaut. Dies ist das Haupthema. Dazu gehört aber auch die Methode einer einfachen Auto-Resetschaltung mit einem zusätzlichen NAND- oder NOR-Gate. Vorgestellt wird im Fokus der Entstörung von RS-Flipflops eine etwas exotische Version mit einem Opamp...
Stichworte: RS-Flipflop * RS-Flipflop mit Opamp * D-Flipflop * CMOS * HCMOS * Schmitt-Trogger * Entstören * Nadelimpulse * Auto-Reset * Latchup-Effekt *


Pullup-, Pulldown-Widerstand, ... : Pullup-, Pulldown-Widerstand, Massnahmen zur Entstörung bei langer Leitung, Openkollektor, Wired-OR und Latchup-Risiken.
Das richtige Dimensionieren dieser Widerstände und die Entstörung von digitalen Schaltungen, wenn Schalter oder Taster mit langen Leitungen weit entfernt sind. Unterschiede der Pullup- und Pulldown-Widerstände zwischen CMOS- und TLL-Anwendungen. Wie arbeitet ein Schottky-Transistor. Pullup- und Pulldown-Widerstände im Batteriebetrieb und unbenutzte Logik-Eingänge ohne Pullup- und Pulldown-Widerstände. Schaltungen mit Openkollektor-Ausgängen und die Wired-OR-Verbindung. Latchuprisiken wenn die Betriebsspannungen ungleich sind.
Stichworte: Pullup * Pulldown * Optokoppler * RS-Flipflop * Der prellfreie Schalter/Taster * Schmitt-Trigger * CMOS vs. TTL * LS-TTL * Schottky-Transistor * Störsicher mit langer Leitung * Batteriebetrieb * Elektrostatischer Einfluss * Logikeingänge unbenutzt *


Elektronischer Unterspannungswächter mit Auto-Reset-Funktion: Einfache diskrete Schaltung welche auf die minimale DC-Spannung vor dem Spannungsregler reagiert. Schaltung mit CMOS-Schmitt-Trigger und Schaltung Voltage-Supervisor TL7702B und TL7705B. Anwendung in einer CMOS-Umgebung.


Dreistufiger Umschalter mit einfachem Kippschalter: Man nehme einen Kippschalter mit Mitte-Nullstellung, etwas Logik und man hat einen 3-stufigen Umschalter für Logik- und Analogsignale. Die Aktiv-HIGH und Aktiv-LOW-Methode. Einsatz von Tristate-Treibern sorgt für einfache Schaltung. Die Methode mit Analogschaltern. Umschalten von drei Relais, diskret mit Transistor und Dioden oder integriert.
Stichworte: 74HC02 * 74HC126 * 74HC4316 * TLC271 * BC550 * BS170 * 1N914 * 1N4148 *


EXOR-Logik mit IC oder Transistoren (BJT): Auslöser zu diesem Elektronik-Minikurs war ein Motorradfahrer, der mich fragte, wie man das Problem lösen kann, mit einer einzigen LED den linken und rechten Blinker und das Abblendlicht seines Motorrades zu überwachen. Daraus resultierte die praktische Lösung mit einer XOR-Schaltung. Allerdings nicht mit einem IC. Es ist eine XOR-Schaltung mit vier bipolaren Transistoren (BJTs). Im Nebeneffekt wird erklärt warum es keine XOR- und XNOR-Gatter mit mehr als zwei Gatter-Eingängen in ICs gibt, im Gegensatz zu OR-, NOR-, AND- und NAND-Gatter-ICs. XOR- und XNOR-Gatter mit drei Eingängen und mehr funktionieren nicht zu 100% korrekt! Zusätzliches Thema sind die Störspannungen im Motorrad- und Automobilbereich und wie man die Schaltung davor schützt.
Stichworte: * 74HC00 * 74HC86 *CD4011B * CD4030B * CD4070B * P6KE22A (TVS-Diode) * BZX55-V6V8 (Z-Diode) * BC517 * BC550 * BS170 *


Frequenz-Verdoppler mit EXOR-Gatter: Hier geht es um die bekannte Schaltung, wie man mit einem EXOR-Gatter einen einfachen digitalen Frequenzverdoppler realisiert. Für relativ hohe Frequenzen funktioniert das problemlos. Bei niedrigen Frequenzen zeigen sich dann unerwünschte Schwingungen, wenn die Flanke des verzögerten Eingangssignales nicht steil genug ist. Dann müsste man EXOR-Logik haben mit Schmitt-Trigger-Eigenschaften. Dies gibt es jedoch nicht. Aber es gibt die alternative EXOR-Lösung mit NAND-Gattern und davon gibt es solche mit Schmitt-Trigger-Eigenschaften (CD4093).
Will man mit wenig Aufwand untersuchen, wie es zur unerwünschten Oszillation kommt, wird dies genau erklärt. Die Schaltung ist einfach. Will man eine EXOR-Frequenzverdopplung im höheren, für CMOS zulässigen, Frequenzbereich, geht dies auch ohne RC-Glied durch den Einsatz freier EXOR-Gatter. Mit einem Gatter erhält man eine Impulsdauer von etwa 50 ns, wenn zwei sind es 100 ns und mit drei 150 ns.
Stichworte: * CD4070 * CD4077 * CD4093 * DIP-Switch


Vom Logikpegelwandler zum Impulsgenerator (Endstufe): Ein Logikpegelwandler wandelt die Spannung eines Logikpegels in einen Logikpegel mit einer anderen Spannung. Dies kann mittels Transistoren, Komparatoren oder sogar auch mit Analog-Switches (CMOS-Transmissions-Gate) realisiert werden. Und damit ist es auch möglich eine Endstufe für einen Impulsgenerator zu bauen.
Stichworte: DG419 * LM319 * LM339 * TL071 * BD139 * BD140 *


TTL-CMOS-Converter: Dieser Elektronik-Minikurs zeigt einerseits was man tun kann, wenn man alte Digitaltechnik in TTL mit CMOS kombinieren will und anderseits gibt es dem heutigen Azubi und Studierenden im Bereich der Elektrotechnik einen gewissen Einblick in eine Digitaltechnik, die vor dem Aufkommen der CMOS-Technologie hochaktuell war. Um einen Eindruck zu gewinnen, hier die der TTL-CMOS-Converter Baujahr 1979 und die aktualisierte Schaltung ohne TTL-IC mit einer diskreten Transistor-Schaltung (BJT) am Eingang. Es ist auch möglich diese Converter-Schaltung für andere Schaltkreise mit andern Spannungen einzusetzen. Wegen der CMOS-Treiberstufe CD4011B sollten 15 VDC nur in Ausnahmefällen überschritten werden. Worstcase-Grenze liegt bei 18 VDC.
Stichworte: CMOS-Familien CD4xxxx und MC14xxxx * Latchup-Effekt * Miller-Effekt * SN74(LS)06 * TL750L05CK (Low-Drop) * LM7805 * CD4011 * MC14011 * 2N3904 *


TRANSIENT-PULSE-CONVERTER: Diese Schaltung mit einigen Zusatzfunktionen, ist das Produkt aus der Zeit, als die TTL-Logik von grosser Bedeutung war. Sie ist gut beschrieben und nachbaubar. Die LS-TTL-ICs sind noch alle erhältlich, evaluiert in drei Elektronik-Distributoren (August 2017). Teilbild 7.2 zeigt den One-Shot mit HCMOS-ICs. Der One-Shot in HCMOS eignet sich für den Ersatz des TTL-Monoflop 74LS221 mit dem Vorteil, dass die minimal einstellbare Impulszeit 20 ns statt 40 ns beträgt. Es liegt beim interessierten Leser anstelle einfach nur nachzubauen, selbst die ganze Schaltung in HCMOS zu modernisieren. Thematisiert wird dabei auch was denn überhaupt eine Transiente ist.
Stichworte: CMOS * HCMOS * LVCMOS * Monoflop * One-Shot * TTL * LSTTL * Transient


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230-VAC-Anwendungen

VORSICHT !     HOCHVOLT-ANWENDUNGEN!
NICHT GEEIGNET FÜR ANFÄNGER UND UNERFAHRENE!
NACHBAU DER SCHALTUNGEN AUF EIGENES RISIKO!

230-VAC-Netzfrequenzsynchronisation mit dem CMOS-555-Timer-IC als Schmitt-Trigger: Speziell geeignet wenn eine Synchronisation mit dem Sinus-Nulldurchgang nicht notwenig ist und eine relativ grosse Hystere erwünscht ist, um die Auswirkungen von Störsignalen (z.B. Rundsteuersignale) zu vermeiden. Im Falle einer Anwendung mit einem Schmitt-Trigger mit fixer Hysterese steht das CMOS-Timer-IC LMC555 bzw. TLC555 im Fokus. Dabei wird auch das Innenleben dieser beiden Timer-ICs kurz vorgestellt. Es geht dabei um die Frage, warum ein 555er auch als Schmitt-Trigger dienen kann. Es wird auch noch eine Synchronisation mit dem HCMOS-NAND-Gatter 74HC132 mit Schmitt-Trigger-Eigenschaft vorgestellt. Wenn man keinen Zugriff auf den Trafo eines Netzteiles hat, ist man versucht, die Synchronisation mit einem Optokoppler direkt aus dem 230VAC-Netz zu realisieren. Das ist problematisch. Es wird gezeigt, was unmöglich realisiert werden darf!

Synchronisation mit dem 230-VAC-Sinus-Nulldurchgang: Dieser Inhalt bringt Licht hinter die Problematik wenn eine Laufzeitverzögerung zwischen Sinus-Nulldurchgang und Triggerimpuls nicht akzeptiert werden kann. Es wird schnell klar, dass hier nur die Komparator- und nicht die Schmitt-Trigger-Funktion zur Anwendung kommen darf, ausser bei Interferenzen mit überlagerten Störspannungen, wobei die Hysterese so klein wie möglich gehalten werden muss. Bei hoher Präzision muss man auch daran denken, dass der Netztrafo selbst eine vorauseilende (induktive) Phasenverschiebung bewirkt. Hier kann man mit einem zusätzlichen kleinen Trafo und einem R-C-Netzwerk eine einstellbare Phasenkompensation realisieren. Das geht allerdings auch trafolos, jedoch ist der Schaltungsaufwand grösser. Was ist der Unterschied zwischen einer Phasenverschiebung und einer Inversion? Auch ein wichtiges Thema. Hier gibt es eine sehr wirksame Methode der Interferenzvermeidung mit einem aktiven Tiefpassfilter vierter Ordnung.


Relaisbetrieb an 230 VAC: DC-Relais 48 VDC (200 mW) an 230 VAC und AC-Relais 230 VAC (750 mW) an 230 VAC und 115 VAC. Die AC-Spannungen werden dabei mit einer Diode gleichgerichtet. Diese Halbwellengleichrichtung genügt um diese Relais mit minimalen Verlusten zu schalten. Es kommen Relais von FINDER und SCHRACK zum Einsatz. Zum elektronischen Schalten dienen MOSFETs und bipolare Transistoren. Da es keine kleinen bipolaren Transistoren mit Kollektor-Emitterspannungen mit mehr als 300 VDC gibt, werden zwei solche Transistoren kaskadiert. Worauf es für den sicheren Betrieb ankommt, ist genau beschrieben.
Stichworte: True-RMS * Variac * Spartrafo * CERBERUS * Kaltkathoden-Relaisröhren * Kaltkathoden-Thyratrons * Hochvolt-MOSFET * BSS125 * BSP125 * Hochvolt-Transistoren * MPSA42 * MPSA44 * AC-Relais * DC-Relais *


Automatische Netzspannungsumschaltung für Trafos: Das Netzteil erkennt automatisch ob es am 115-VAC- oder am 230-VAC-Netz betrieben wird. Dazu benötigt der Netztrafo zwei 115-VAC-Primärwicklungen, oder es kommen zwei identische Trafos mit je einer 115-VAC-Primärwicklung zum Einsatz. Zusätzlich wird die Wirkungsweise von erklärt. Grundlage ist Relaisbetrieb an 230 VAC.
Stichworte: Schirmwicklung * Schirmfolie * Erdung * Erdableitstrom * BSS125 * BSP125 * TLC3702CP * TLC271 * MPSA42 *


Der Master-Slave-Netzschalter mit mit Printlayout: Man schaltet das Hauptgerät, den Master, ein oder aus und alle andern Geräte (Slaves) schalten sich ebenso ein oder aus. Eine kleine Schaltung macht's möglich und dies ohne Eingriff in das Master-Gerät. Grundlage: Relaisbetrieb an 230 VAC. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass der Strom des Hauptgerätes mit einem Shuntwiderstand gemessen und durch die Schaltelektronik ausgewertet wird.
Stichworte: Master * Slaves * Dioden schützen Shuntwiderstand * Trafo mit DC-Offsetspannung * Standby-Situation * Überspannungsschutz * Hitzeschutz * ausnahmsweise: Printlayout * MPSA42 * MPSA44 *


TV-Standby-Off, mit dem Fernseher Strom sparen: Gerät zwischen 230-VAC-Netzanschluss und TV-Gerät schalten. Einschalten in den TV-Standby-Zustand mit Drucktaste, dann innerhalb etwa einer Minute das TV-Gerät mit Fernbedienung ganz einschalten. Nach TV-Sehen mit Fernsteuerung TV-Gerät in Standby-Zustand zurückschalten. Nach etwa einer Minute wird das TV-Gerät automatisch vollständig ausgeschaltet. TV-Netzschalter bleibt stets eingeschaltet, daher keine mechanische Abnutzung und keinen Defekt, mit dem man bei Gebrauch rechnen müsste.
Grundlage: Relaisbetrieb an 230 VAC und Der Master-Slave-Netzschalter mit Elektronik und Relais.


Einschaltstrombegrenzung für Netzteile mit Ringkerntrafos: Ein Heissleiter (Leistungs-NTC) begrenzt den Einschaltstromimpuls, er erwärmt sich und sein Widerstand sinkt. Zeitlich verzögert, überbrückt ein Relaiskontakt den Heissleiter, damit dieser wieder abkühlt und für die nächste Aktion, kalt mit höherem Kaltwiderstand bereitsteht. Eine Antiploppschaltung für Audioanlagen ist ebenfalls integriert. Auf diesen Schaltteil kann man verzichten, bei Nichtgebrauch.
Stichworte: Der Kaltleiter (PTC), die alternative Sicherung * Polyswitch * Polyfuses * Multifuses * Langes Leben für Halogenbirnen *

Einschaltstrombegrenzungfür Netzteile mit Ringkerntrafos, ohne Trafo-Sekundärspannung... : Die Elektronik wird direkt aus der 230-VAC-Netzspannung betrieben. Das Relais muss keine zusätzliche galvanische Trennung sicherstellen, weil die Speisung der Einschaltstrombegrenzung erfolgt nicht durch eine Sekundärspannung des Netztrafo. Besonders geeignet für medizinische Anwendungen!
Grundlage: Kondensatornetzteil


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Diverse Schaltungen

Der Weihnachts-LED-Stern mit 36 LEDs und einer Dämmerungssteuerung zum Nachbauen.
                LED als Fotodiode - einfacher Dämmerungslichtsensor


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Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ...


Elektro-Myographie (EMG), eine kleine Einführung: Zuerst eine Einführung gemäss Stichwortangaben. Unterschied zwischen Oberflächen-EMG-Messung (Hautelektroden) und intramuskulär mit Nadeln oder feinen Drähten. Eine erwähnenswerte Praxiserfahrung mit Link zu einer Dissertation.
Stichworte: Motorische Einheiten * Nervensignale * Neuronen * Axone * Dendriten * Synapsen * Elektroden-Arten * intramuskulär * EMG-Biofeedback * EMG-Messung * Elektronik *


Schlammfreies Eisen-III-Chlorid und Schaumätzer mögen Bier: Es geht um Eisen-Chlorid das keine Schlammablagerung erzeugt und um das Wissen wie ein Schaumätzer mit Bier besser schäumt.


Zinnikers Batterie- und Akku-Seiten: Für wen sind diese Seiten gedacht? Für alle Leute welche Batterien oder Akkus als Energiequellen in elektronischen und elektrischen Geräten benutzen (und wer tut dies nicht?). Alle finden hier nützliche Informationen in leicht verständlicher Form. Diese sollen helfen, für jede Anwendung die richtige Energiequelle, Batterien oder Akkus zu finden und deren Eigenschaften besser zu verstehen. Batterie- und Akku-Fachleute wissen (fast) alles schon lange. Nicht behandelt werden grosse Energiespeicher wie Autobatterien und Akkus für Solarenergie-Anlagen.


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ATARI-ST: Elektronik-Rechenprogramme,
Schaltschema-Zeichnungsprogramm

ATARI-ST-Emulatoren * HATARI und STEEM *: Geeignet für ELEC2000 und TRANSISTOR unter MacOSX, Linux und Windows.

ELEC2000, Praxisnahe Rechenprogramme für die Elektronik: ELEC2000 ist eine Sammlung praxisnaher Elektronikrechenprogramme für den ATARI-ST unter TOS-1.04 (TOS-2.06) und ATARI-ST-Emulatoren welche mit einem TOS-1.04-Imagefile (TOS-2.06-Imagefile) arbeiten.

Schaltschemazeichnungsprogramm TRANSISTOR: Geeignet für kleine Schemata. Ein alt bewährtes ATARI-ST-Programm, das ebenso mit einem ATARI-ST-Emulator mit einem TOS-1.04-Imagefile (TOS-2.06-Imagefile) arbeitet.

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Elektronik-Geschichte

Kaltkathoden-Röhren 1: Rückblick in die Geschichte der Elektronik, zu den Glimmlampen, Stabilisator-Kaltkathodenröhren und Kaltkathoden-Relaisröhren. Nostalgische Schaltungen aus längst vergangener Zeit...

Funkeninduktor und Fritter (Kohärer): Hier wird mit praktischen Beispielen erzählt, wie die Funktechnik im vorletzten Jahrhundert ihren Anfang nahm und wie man selbst Versuche durchführen kann.

Der Stromkrieg zwischen Edison und Tesla: Teslas Wirken und die Zukunft der Energie. Edison war zur Verteidigung seines Gleichstromes gegen den Wechselstrom von Tesla jedes Mittel recht. Welch mörderische Grausamkeiten Edison anwandte, kommt hier zum Ausdruck. Da bis heute sehr vernachlässigt, wird Tesla speziell gewürdigt! Tesla ist der Erfinder des Wechsel- und des Drehstromes! Ohne diese Erfindungen wäre die ganze moderne Elektrotechnik unmöglich!

Interessante Links zur Elektronik-Geschichte:

Deutsche Halbleiter-Technik vor dem Urknall?
Zitat aus der Einleitung: Bisher wurde immer davon ausgegangen, daß die wesentlichen Forschungen auf dem Gebiet der Halbleitertechnik erst mit der Erfindung des Transistors im Juni 1948 durch die US-amerikanischen Wissenschaftler Bardeen, Brattain und Shockley (US-Patent Nr. 2.524.035) begannen. Daß dem nicht so war und dass es gerade deutsche Wissenschaftler waren, die erst den Amerikaner den Weg ebneten, solche - und das muss man schon anerkennen - grossartige Leistung zu vollbringen, wird die nachfolgende Abhandlung versuchen aufzuzeigen. Denn ohne die Erkenntnisse deutscher Wissenschaftler, die noch dazu unter den unsäglichen Umständen der Kriegseinwirkung und den Restriktionen des 3. Reiches entstanden sind, wären diese zu diesem Zeitpunkt kaum möglich gewesen. Die Halbleiterindustrie in der DDR   (Aus dem Elektronik-Journal - all-electronics.de)
Einleitung aus dem Original: 1952 beschloss Siemens den Bau einer Halbleiterfabrik, und 1953 präsentierte Intermetall das erste Transistorradio, aber was tat sich auf der anderen Seite des Eisernen Vorhangs? Das elektronik-journal skizziert die Halbleiterei in der DDR von den Anfängen bis zum ersten 1-MBit-Chip im Jahr 1988 - auch parallel zu den Halbleiterentwicklungen bei Siemens im Westen. (Autor: Jörg Berkner)
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Extra-Beilagen

Diese Beilagen erschienen zum Teil ursprünglich in den frühen Newsletter-Ausgaben des ELektronik-KOmpendium ("das ELKO"), als dieses noch E-ONLINE hiess. Es gibt aber ebenso neue Beilagen:


LOW ENERGY NUCLEAR REACTIONS - LENR (ECAT-Technologie)
und die Zukunft der Energie
Geschichte der "Kalten Fusion" die eine Transmutation ist. Z.B. eine Transmutation von Nickel und Wasserstoff zu Kupfer. Viele interessante Inhalte...

Mobilfunk, die verkaufte Gesundheit
Literaturempfehlung * ECOLOG-Studie * AUVA-Studie * Fraunhofer-Institut: Beschleunigter Tumorwuchs nachgewiesen! * Gutachten von Professor Dr. Peter Semm: Die athermischen Effekte, Krankheits-Symptome * Nerven-Aktionspotenzial (Impulse) und Mobilfunk * "Organisation Ärzte für Umweltschutz" * Was haben Schumann-Frequenzen mit Mobilfunk zu tun * Das Öffnen die Blut-Hirn-Schranke! * Viele weitere Themen. Auch WLAN, LTE und 5G thematisiert!

Über eine Tonne Rohstoff pro PC!
Verknappung seltener Elemente * Umweltbelastung * Empa (CH) leitet Arbeitsgruppe * Rasantes Schrottwachstum * Rohstoffintensive Herstellung *

Computernetzteile zerstören Computer!
Wäre das ökologische dem ökonomischen kollektiven Bewusstsein überlegen, würde ein solch unsinniger Zerstörungsvorgang nicht passieren. Mehr im Bericht...

25 Jahre DE.SCI.ELECTRONICS
Deutschsprachige Elektronik-Newsgruppe des UseNet. Aktiv seit 7. Februar 1994.

Hauptsätze der Thermodynamik

Zittern des Monitorbildes durch magnetisches Wechselfeld

Falsche Konzepte über statische Elektrizität

Natur und Technik (Faszination Kugel)


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Im Fokus:

Im Fokus: Der Piezo-Effekt: Der Piezo-Effekt grundsätzlich und ausführlich erklärt im Wikipedia. Praktische Inhalte aus dem ELKO und von zwei Elektronik-Minikursen.

Im Fokus: 3pin-Spannungsregler am Ein- und Ausgang richtig beschaltet: Es geht darum Unsicherheiten zu beseitigen, wie die Spannungsregler 78xx, 79xx, LM317 und LM337 kapazitiv ein- und ausgangsseitig richtig abzublocken sind. Dabei wird auch wieder einmal darauf hingewiesen wie obsolet die Information in den Dateblättern ist, wenn immer wieder behauptet wird, man solle zum Abblocken Tantal-Elkos einsetzen. Es gibt eine billigere und umweltschonendere Lösung.

Im Fokus: Rückfluss-Diode im Netzteil (Akkuladeschaltung) Die Rückfluss-Diode im Netzteil, speziell wenn das Netzteil zum Laden eines Akku dient. Ein Labornetzgerät, das zusätzlich zur Einstellung der Ausgangsspannung auch eine einstellbare Strombegrenzung aufweist, kann durchaus dem Zweck dienen Akkus zu laden. Die Funktion der Rückfluss-Diode im Netzteil und in der Ladeschaltung ist thematisiert.

Im Fokus: Digitale Inhalte in den Elektronik-Minkursen: Eine Zusammenfassung aller Elektronik-Minikurse, welche digitale Schaltungen enthalten.

Im Fokus: Switched-Capacitor-Filter (SC-Filter): [inhalt.AT-WORK]


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Diverse technische Infos

Diese technischen Infos enthalten gewisse Inhalte, welche z.T. mehrere Elektronik-Minikurse betreffen und dem leichteren Verständnis dienen. Es können auch Infos sein im Sinne eines Nachtrages in Text und Bild, welche mehere Elektronik-Minikurse betreffen.

Dezimalstellen - Punkt statt Komma: Es gibt zwei Methoden für die Darstellung von Dezimalstellen. Man verwendet den Punkt (Beispiel: 5.397) oder das Komma (Beispiel: 5,397). Ich verwende in meinen Elektronik-Minikursen stets die Punkt-Methode, angepasst an die Datenblätter, wo in der Regel die Punktmethode zum Einsatz kommt. Wenn man z.B. 10.000 VDC liest, dann bedeutet dies eine Spannung von 10 VDC mit einer Präzision von drei Dezimalstellen. Wenn man 10'000 VDC liest, dann ist damit Zehntausend Volt Gleichspannung (10 kVDC) gemeint. Eine Präzision von 10.000 VDC liest man hier im Kapitel "Präzisions-Z-Dioden". Da fällt es klar auf, weil eine Spannungsreferenz von 10 kV gibt es schlichtweg nicht.

Spannungsangaben: Der aufmerksame Leser stellt u.a. in den Elektronik-Minikursen über Operationsverstärker und Instrumentationsverstärker fest, dass die Spannungsangaben manchmal nur in V, oft aber auch in VDC oder VAC erfolgen. VDC bedeutet Gleichspannung. Wenn es eindeutig um Gleichspannungen geht, verwende ich die Bezeichnung VDC. Das selbe gilt für VAC bei Wechselspannungen. Wenn Signalspannungen sowohl DC- als auch AC-Spannungen sein können, neige ich dazu die Spannung in V anzugeben. Es ist wegen manchmal etwas inkonsequenter Schreibweise nicht vollständig ausschliessbar, dass manchmal V anstatt VDC oder VAC steht, wo eindeutig Gleich- oder Wechselspannung gemeint ist. Der Text zeigt aber leicht wie es zu verstehen ist.

Es kommt vor, dass man von DC-Entopplung oder Ähnlichem liest. In diesem Beispiel geht es darum, dass mittels eines Hochpassfilters (eines Hochpasses), die DC-Spannung entkoppelt (gefiltert) wird. Dieses DC bezieht sich daher auf Spannung und nicht etwa auf Strom. Vor allem in Audioschaltungen kommt diese DC-Entkopplung häufig vor.


Positive und negative Ströme, Stromsenke und Stromquelle: Im Grund genommen ist es ganz einfach, eine Stromquelle sendet Strom und eine Stromsenke empfängt Strom. Dazu betrachten wir dieses Bild:

Bild 1 zeigt eine typische und allseits bekannte Konstantstromquelle, dabei ist diese Schaltung eine Konstantstromsenke, weil sie empfängt den Strom. Dies im Gegensatz zu Bild 2, wo die Schaltung den Strom sendet und somit eine echte Stromquelle ist. Mehr Details zu diesem Thema liest man hier.


Schemata und Diagramme, womit gezeichnet: Ich wurde schon oft gefragt, mit welchem Programm ich die Schemata und die Diagramme meiner Elektronik-Minikurse zeichne. TRANSISTOR ist ein einfaches kleines Schaltschema-Zeichnungsprogramm, programmiert für ATARI-ST-Computer unter TOS-1.04 (TOS-2.06). Ich habe den Quelltext in den 1990er-Jahren vom ursprünglichen Programmierer übernommen, und bei persönlichem Bedarf regelmässig gepflegt. Programm und Quelltexte (GFA-3.5-Basic und Assembler-INLINE-Codes) stehen jedermann gratis per Download hier im ELKO zur Verfügung.


JFET BF245A-C obsolet: Der JFET BF245A kommt in einigen Elektronik-Minikursen zum Einsatz. Dieser JFET wird seit April 2013 nicht mehr hergestellt. An seiner Stelle tritt u.a. der JFET J113. Die Details dazu erfährt man in Der analoge Schalter I (der JFET) im Kapitel "Der obsolete BF245A und die Alternativen" und in Der_Transistor-LED-und_der_FET-Konstantstromzweipol im Kapitel "Der FET-Konstantstromzweipol".
Eine alternative etwas exotische Methode zum Schalten analoger Spannungen mit bipolaren Transistoren (BJT) liest man in Der analoge Schalter III.

• National-Semconductor-Corporation (meist kurz als 'National' oder NSC bezeichnet) war ein Hersteller von integrierten Schaltungen. Das Unternehmen hatte seinen Stammsitz in Santa Clara (Kalifornien/USA). Im Herbst 2011 wurde es von Texas-Instruments übernommen. Mehr dazu liest man im Wikipedia. Das Wichtigste für die Elektronik-Minikurse ist das kleine Kapitel "Produkte". Ich bitte darum dieses Wiki-Kapitel zu lesen. Alle Datenblatt-Links habe ich entsprechend angepasst. Sollte ich noch nicht alle Links "erwischt" haben, und diese Links funktionieren nicht, dann bitte ich darum, diese Produkt-Bezeichnungen auf der WWW-Seite von Texas-Instruments (TI) einzugeben. Es gibt auch noch vereinzelt unkommentierte Hinweise auf NSC in den Texten. Diese Verbesserungen werde ich gelegentlich bei einem anstehenden Update realisieren. Dieses Problem vermindert das Verständnis des betroffenen Elektronik-Minikurses nicht.

(Trimm-)Potentiometer, optimal eingesetzt: Wenn ein Potmeter als variabler Spannungsteiler arbeitet, ist die Sache einfach. Alle drei Anschlüsse sind im Einsatz. Also kann man beim Zeichnen nichts falsch machen. Anders sieht es aus, wenn ein Potmeter als variabler Widerstand arbeitet. Dazu betrachten wir dieses Bild:

Bild 1 zeigt, wie angedeutet, den variablen Spannungsteiler. Alle drei Anschlüsse werden benötigt. Bilder 2 bis 4 zeigen das Potmeter in der Funktion als variablen Widerstand. Bild 2 zeigt nur die beiden fixen Anschlüsse A und B. Der nicht benutzte Pfeil dient hier nicht als Schleifer, sondern nur als Symbol dafür, dass dieser Widerstand variabel einstellbar ist. Diese Methode sieht man in der Elektronik-Literatur oft. Auch auf meine Elektronik-Minikurse trifft dies teils zu, z.B. in der Schaltung eines Dynamiklimiters mit dem LM13700. Es betrifft das Trimmpotmeter R1.

Bild 3 zeigt die Eigenschaft des variablen Widerstandes, elektrisch korrekt dargestellt. Es stellt sich die Frage, warum in Bild 4 der Schleifer mit einem der beiden Fixanschlüsse, hier mit B, verbunden ist. Eine elektrische Bedeutung hat dies nicht, weil zwischen dem Schleifer und Anschluss B gibt es keine Spannung. Es gibt allerdings einen Sicherheitsaspekt. Wenn der Schleifer wegen eines mechanischen Defektes unterbricht, wirkt immerhin noch der maximale Widerstandswert zwischen den beiden Fixanschlüssen A und B. Ohne diese Verbindung zwischen Schleifer und B (Bild 3), wäre die Schaltung zwischen A und B extrem hochohmig (parasitär). Ein derart undefinierter Zustand könnte, je nach Art der involvierten Schaltung, problematisch sein. Ein Beispiel wäre ein offenes MOSFET-Gate.

Bilder 5 und 6 zeigen eine andere Problematik. Trimmpot P und Widerstand R dienen gemeinsam als variabler Spannungsteiler. Diese Methode ist dann richtig, wenn R konstant sein muss. Ein solches Beispiel zeigt Bild 7 mit R1. Es ist eine Spannungsregelung mit dem LM317. In Bild 5 ist der Schleifer mit GND und in Bild 6 mit dem Knotenpunkt X verbunden. Gibt es da einen Unterschied? Ja, den gibt es. Wenn in Bild 6 der Knotenpunkt X relativ hochohmig ist, kann die nachfolgende Schaltung besonders leicht gestört werden.

Im Falle eines Trimmpotmeters kann dies ein Schraubendreher sein, mit dem man die Spannung an X kalibriert. Es gibt Trimmpotmeter mit einem isolierenden Schraubendreherschlitz und solche die das nicht haben. Da genügt die Kontaktierung mit einem Schraubendreher, weil dessen dünne Metallstange durch den parasitär kapazitiven Kontakt mit der Umgebung und dem berührten Kunststoffgriff, mittel- bis hochfrequente Störspannung einkoppeln kann.

Mit der Verbindung zwischen Schleifer und GND (Bild 5) gibt es dieses Problem nicht, weil der Schleifer mit GND sehr niederohmig verbunden ist. Natürlich besteht dieses Problem auch in Bild 6 nicht, wenn ein richtiger Kalibrierschraubendreher aus Kunststoff mit nur einem kleinen Metallplättchen zum Schrauben zur Verfügung steht. Mit der Schaltung in Bild 5 ist man nicht zwingend auf einen solchen Schraubendreher angewiesen. Aber auch sonst lohnt sich grundsätzlich die Schaltung von Bild 5 besonders dann, wenn an Stelle eines Trimmpotmeter ein Potmeter an einer Frontplatte mit einer Leitung zwischen Frontplatte und Leiterplatte zum Einsatz kommt. Auch diese Leitung, vor allem wenn nicht abgeschirmt, kann mittel- bis hochfrequente Signale aufnehmen und stören.

Bilder 7 und 8 zeigen zwei Anwendungen, bei denen es sich lohnt, dies zu berücksichtigen. Bei der Spannungsreglerschaltung in Bild 7 ist es klar, der Schleifer von R2 ist mit GND verbunden. Bild 8 zeigt mit dem LM317 eine einstellbare konstante Stromquelle. Die relativ niederohmige Stelle liegt am Ausgang Vo des LM317. Deshalb hier die Verbindung zum Schleifer von R1. Die Angelegenheit mit dem Rückstrom ist das Thema dieses Elektronik-Minikurses und hat hier keine Bedeutung.

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Unterstützung und Kontakt via E-Mail

Vielen Dank für Dein Interesse an meinen Elektronik-Minikursen. Was der Sinn und der Stil dieser Kurse ist, liest man ausführlich in Die Philosophie meiner Elektronik-Minikurse. Diese Kurse haben den Stil von Workshops und dies bedeutet, dass nur wenige fundamentale Grundlagen vermittelt werden. Damit die E-Mail-Kommunikation effizient und vorteilhaft ist, bitte ich Dich die Einleitung und die Regeln im folgenden Link zu beachten:

• Unterstützung via E-Mail und Diverses (Meine E-Mailadresse befindet sich am Schluss dieser Seite.)

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Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:schaltungen@schaltungen.at
ENDE