Schaerer

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http://www.schaltungen.at/

                                                                                       Wels, am 2015-12-24

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Last Update: 05.12.2012

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm



            EL-KO  Thomas Schaerers  Elektronik-Minikurse

Ein wichtiges Anliegen!

Die Neueinsteiger meiner Elektronik-Minikurse bitte ich unbedingt die folgenden Links zu lesen:




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


01. Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker...

02. Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...

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

04. Batterie-Schaltungen (Netzteile, Spannungsüberwachungen)

05. Schalten und Steuern (Mit Dioden, Transistoren und integr. Analogschaltern)

06. Generatoren, Timer- und Triggerschaltungen (viele LMC/TLC555-Schaltungen, ROUTER-DELAY, auch prellfreies Tasten mit Toggle-Flipflop)

07. Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen

08. PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046

09. Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen

10. 230-VAC-Anwendungen (u.v.a. "TV Standby Off" Mit dem Fernseher Strom sparen!)

11. Diverse Schaltungen (Weihnachts-LED-Stern)

12. Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ... (Elektromyographie EMG, Print-Ätzen)

13. ATARI-ST: Elektronik-Rechenprogramme, Schaltschema-Zeichnungsprogramm

14. Elektronik-Geschichte (Stromkrieg Tesla/Edison, Funkeninduktor, Kaltkathoden-Röhre)

15. Extra-Beilagen (Mobilfunk, Umwelt, Physik, Natur und Technik, ...)

16. Diverse technische Infos




01. Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker

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.

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.



Überspannungsschutz von empfindlichen Verstärkereingängen: Methode mittels Dioden und preiswerter Transistoren. Transistoren zwecks niedrigen Sperrstömen 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.



Polarisierter Elektrolytkondensator für Wechselspannung und inverse Gleichspannung: Ein Elektrolytkondensator eignet sich nur für DC-Spannung und nicht für AC-Spannung, ausser es ist ein spezieller bipolarer Elko. Leider sehr unbekannt, ist ein spezieller Aluminium-Festkörperelektrolyt-Kondensator (Alu-Elko), der eine inverse DC-Spannung von 30 % der DC-Nennspannung zulässt und sogar maximal eine AC-Spannung bis zu 80 % von der DC-Nennspannung aushalten kann. Sehr geeignet fuer Koppelschaltungen in analogen Verstärkern etc. ...



Operationsverstärker I: Praxisnahe Einführung in die Technik des Operationsverstärkers. Themen: Virtueller GND; virtuelle Spannung; Differenzspannung immer Null Volt; GND; Referenzspannung und Eingangswiderstände bei invertierender und nichtinvertierender Verstärkung; Aussteuerung des Opamp; DC-Offsetkompensation; Unity-Gain-Bandbreite und Slewrate "NEU: Slewrate-Online-Rechenprogramm"; parasitäre Induktivität wegen Opamp; unerwünschter Piezoeffekt;...

Operationsverstärker II: Die Gain- und die Offsetabstimmung, und die Problembeseitigung von kapazitiver Belastung am Ausgang des Operationsverstärkers, die sogenannte Lead-Kompensation.

Operationsverstärker III: Vertiefung zum Thema virtuelle Spannung/GND. Ein etwas anderer Erklärungsansatz, ein Versuch zum leichteren Verständnis. Die virtuelle Spannung praxisnah mit der Leerlaufverstärkung (Open-Loop-Gain) erklärt.




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!

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!



Echter Differenzverstärker I: Die Überlegenheit des Instrumentationsverstärkers gegenüber dem Operationsverstärker. Elektromedizinische Hinweise wie EMG und EKG.

Echter Differenzverstärker II: Referenzierung betreffs Spannungsmessung und DC-Offsetspannung.

Echter Differenzverstärker III: Anaysieren und Verstehen des Instrumentationsverstärkers.

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.



"Was ist ein OTA?" und "Ein Dynamiklimiter mit dem OTA  LM13700": Der "Operational Transconductance Amplifier" (OTA) und eine praktische Anwendung als Dynamiklimiter.




02. Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung

Der Synchron-Gleichrichter: Präzisions-Gleichrichter ohne Dioden. Er arbeitet mittels Komparator und JFET-Schalter (BF245A).



Einfach realisierbare Vierkanal-Übersteuerungsanzeige mit LEDs. Erweiterbar! Interessanter Trick von Kombination digitaler und anloger ICs.



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.).



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.



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.



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.




03. 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): Vorteil dieses Darlington-Prinzips ist die etwa halb so grosse minimale Dropoutspannung (Spannung zwischen Kollektor und Emitter) und ebenso reduzierte minimale Verlustleistung!

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. NEU: Online-Prgramme zur Berechnung von Kühlkörpern.



Renovation eines "Steinzeit"-Netzgerätes 0.1 - 10 Vdc / 3 Amp: Auch alte Geräte aus den 1960er-Jahren lassen sich mit vernünftigem Aufwand oft renovieren. Die Resultate lassen sich sehen!



Lowdropout-Netzgerät mit dem legendären "uA723" und Impuls-Foldback-Strombegrenzung: Wirksame Reduktion des Spannungsabfalles bei Grenzlast und extreme Lastreduktion bei Überlast und Kurzschluss.



Netzteil-Testgerät I: Wie realisert 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).



Die Transistor-LED-Konstantstromquelle hat weniger Temperaturdrift als die Stromquelle mit Transistor und zwei Dioden. Diese Stromquelle kann sehr präzise und stabil dimensioniert werden. Sie eignet sich für eine Last die auf +Ub, GND oder -Ub bezogen werden muss und sie eignet sich für positive und negative Ströme.

Der Transistor-LED- und der FET-Konstantstromzweipol: Zwei Transistor-LED-Konstantstromquellen die sich gegenseitig stabilisieren und die Funktionsweise von FETs in Stromquellenschaltungen.

Konstantstromquelle mit Op-Amp 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.



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 Netzteil mit LM317 und LM337. LM317 als Konstantstromquelle mit Einschränkungen. Wichtiges zu Tantal-Elkos! LM317L der kleine Bruder des LM317. LM317L(Z) 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.



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 0Vdc.



Spannungsregler Spezial: Das 78xx-, LM317- und Lowdropout-Schaltungsprinzip! Regelungsvorgänge und wichtige Inhalte, auf die es besonders ankommt, werden erklärt.



48 Vdc Phantom-Speisung für Kondensatormikrofone: Leicht nachbaubarer DC/DC-Wandler, gespiesen aus einer 9V-Blockbatterie oder von einem 12V-Akku.



Spannungsregelschaltung mit elektronischer Brummsiebung: Elektronische Brummsiebung zur vollständigen Säuberung geregelter Ausgangsspannungen von restlicher Brummspannung (100Hz Rippelspannungen).



Kondensatornetzteil - Kondensator statt Trafo: Kostengünstiges Netzteil: Verbraucht eine Schaltung nur wenig Leistung und sie muss von der 230Vac-Netzspannung galvanisch nicht getrennt sein, benötigt man keinen Trafo. Es geht auch mit einem kapazitiven Vorwiderstand, mit einem Kondensator. Deshalb der Name Kondensatornetzteil.
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, Präzisions-Z-Dioden und Bandgap-Spannungsreferenzen. Z-Dioden-Stabilisierung für die Fahrradbeleuchtung.

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-Connections bezeichnet. Die bessere Lösung ist regelbar und man kann mittels Potmeter die Spannungsbegrenzung einstellen. Diese Schaltung besteht zur Hauptsache aus einer hochstabilen 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.



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.



Positive Zusatzspannung mit dem LMC555: Man benötigt zur positiven Betriebsspannung eine weitere mit höherer Spannung, jedoch nur wenig Strom von einigen Milli-Ampere. Eine CMOS-555-Timer-Anwendung...

Positive und negative Zusatzspannung aus Gleichspannung: Hier wird gezeigt wie man mittels preiswerten CMOS-ICs Spannungsverdoppler und Spannungsspiegel und mit ihnen stabilisierte positive und negative Hilfsspannungen realisieren kann. Ein sehr wichtiges Nebenthema ist das sogenannte Abblocken der Speisung mittels Multilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) in unmittelbarer IC-Nähe!



Sicherer ICs testen, ein Hochsicherheits-Netzteil: Spezielles Netzteil für den Test selbstentwickelter integrierten Schaltungen (IC-Design).



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 Störspannungen dämpfen.




04. Batterie-Schaltungen


Lowpower-MOSFET-Minikurs und Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung: Die Arbeitsweise des Low-Power-MOSFET am praktischen Beispiel einer einfachen Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung. Diese ökologische Schaltung hilft den Batterieverbrauch sparen!



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.



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. Die Akkuspannung wird dadurch nicht durch Stromimpulse belastet. Geeignet für hochsensible Analogschaltungen!



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!




05. 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.



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. Man lasse sich überraschen...

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.



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!




06. 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 sogenannte Abblocken der Speisung mittels Multilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) in unmittelbarer IC-Nähe!

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.
Update vom 08.06.2009: 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.

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.
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.

Mit Opamp oder 555er-CMOS: Ein einfaches Toggle-Flipflop zum Ein-/Ausschalten mit einer Taste 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 Variante...

Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators

555-CMOS-Impulsbreitenmodulator mit Strombegrenzung.
Power-LED-Anwendung, eine kritische Betrachtung...




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.



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.



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...




07. 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. Dazu gibt es mindestens eine interessante Anwendung...



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.



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.

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.

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.

50-Hz-Notchfilterbank in SC-Filter-Technik (Teil 1): Einsatz gegen Störeinfüsse der Netzspannung, welche drahtlos kapazitiv eingekoppelt werden.

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

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 ist und leicht realisierbar ist.




08. 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.

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!!!

Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) mit dem CD4046B/MC14046B: Alleine nur schon für den Gebrauch des VCO lohnt sich der Einsatz dieses PLL-IC! Es wird aber auch gezeigt, wie man selbst, mit einem NAND-Gatter mit Schmitt-Trigger-Eigenschaft, einen VCO realisieren kann. Ist gar nicht schwierig...




09. Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen

Tristate-Logik, Grundlage und Praxis: Dieser Kurs erweitert die Logik-Grundlagen des ELKO, beschrieben in Digitaltechnik.



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.



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.



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 Microcontrollereinsätze...



Dreistufiger Logik-Umschalter mit einfachem Kippschalter: Man nehme einen Kippschalter mit Mitte-Nullstellung und etwas Logik und man hat einen 3-stufigen Umschalter für Logiksignale.



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 es auch möglich eine Endstufe für einen Impulsgenerator zu bauen.




10. 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.

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.



Relaisbetrieb an 230Vac: DC-Relais 48Vdc (200 mW) an 230Vac und AC-Relais 230VAC (750mW) an 230Vac und 115Vac. 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 kommen moderne MOSFETs und bipolare Transistoren zum Einsatz. Da es keine kleinen bipolaren Transistoren mit Kollektor-Emitterspannungen mit mehr als 300Vdc gibt, werden zwei solche Transistoren kaskadiert. Worauf es für den sicheren Betrieb ankommt, ist genau beschrieben.



Automatische Netzspannungsumschaltung für Trafos: Das Netzteil erkennt automatisch ob es am 115Vac- oder am 230Vac-Netz betrieben wird. Dazu benötigt der Netztrafo zwei 115Vac-Primärwicklungen, oder es kommen zwei identische Trafos mit je einer 115Vac-Primärwicklung zum Einsatz. Zusätzlich wird die Wirkungsweise von Schirmwicklung und Schirmfolie erklärt. Grundlage: Relaisbetrieb an 230VAac



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 230Vac



TV-Standby-Off, mit dem Fernseher Strom sparen: Gerät zwischen 230Vac-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. Grundlage: Relaisbetrieb an 230Vac:



Einschaltstrombegrenzung für Netzteile mit Ringkerntrafos: Ein Heissleiter begrenzt den Einschaltstromimpuls und zeitlich verzögert überbrückt ein Relaiskontakt den Heissleiter damit dieser wieder abkühlt und für die nächste Aktion kalt bereitsteht. Eine hochwertige Antiploppschaltung für Audioanlagen ist ebenfalls integriert.

Einschaltstrombegrenzung für Netzteile mit Ringkerntrafos, ohne Trafo-Sekundärspannung: Die Elektronik wird durch die 230Vac-Netzspannung betrieben. Das Relais muss keine zusätzliche galvanische Trennung sicherstellen. Besonders geeignet für medizinische Anwendungen!



Phasenanschnittsteuerung mit Rundsteuersignalunterdrückung: Rundsteuersignale stören Phasenanschnittsteuerungen. Eine praxisgerechte Schaltung mit dem TCA785 und einem aktiven Tiefpassfilter illustriert die Beseitigung solcher Störungen! Die Problematik der Hystere bei zu einfachen Triac-Dimmerschaltungen und die Radioentstörung ist ebenfalls ein wichtiges Thema!




11. Diverse Schaltungen

Der Weihnachts LED-Stern mit 36 LEDs und einer Dämmerungssteuerung zum Nachbauen.




12. Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc.

Elektro-Myographie (EMG), eine kleine Einführung: Motorische Einheiten, Nervensignale, Neuronen, Axone, Dendriten, Synapsen, 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.





13. 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.



14. Elektronik-Geschichte
      RETRO-TECHNICA (Börse alter technischer Geräte!)
      RETRO-TECHNICA (Bild mit alten Eletrotechnik-Geräten!)


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 dss 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.



15. 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 (Kalte Fusion)
und die Zukunft der Energie

Geschichte der Kalten Fusion ; moderne Foschung mit der Fusion von Zink und Wasserstoff zu Kupfer ; Markteintritt ; 1MW-Generator verkauft ; 10-kW-E-Cats sind nicht mehr zu bremsen! ; NASA bestätigt Basis-Innovation zur Kalten Fusion! ; Und vieles mehr...

Mobilfunk, die verkaufte Gesundheit
Literaturempfehlung, ECOLOG-Studie, Gutachten von Professor Dr. Peter Semm: Die athermischen Effekte, Krankheits-Symptome, Video, ... ...

Über eine Tonne Rohstoff pro PC!

Computernetzteile zerstören Computer!

Mehr als 15 Jahre DE.SCI.ELECTRONICS
Deutschsprachige Elektronik-Newsgruppe des UseNet und seit Februar 1994 aktiv!

Hauptsätze der Thermodynamik

Zittern des Monitorbildes durch magnetisches Wechselfeld

Falsche Konzepte über statische Elektrizität

Natur und Technik (Faszination Kugel)




16. Diverse technische Infos

Spannungsagaben: 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.

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 unrsprünglichen 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.




Unterstützung und Kontakt via E-Mail

Vielen Dank für Ihr 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 Sie die Einleitung und die Regeln im folgenden Link zu beachten:



Last Update: 05.12.2012








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