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.
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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 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.
=====================================
>>>>>> 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.
194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf
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
194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf
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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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