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Schaerers Elektronik-Minikurse praxisnah erleben! http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htmQuelle:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#start
STAND August-2011
Aktueller Link
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm
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Die Elektronik-Minikurse von Thomas Schaerer
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Themenübersicht
(Bitte vorher wenigstens einmal die Einleitungdurchlesen. Danke.)
1) Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker...
Endstufe ohne Ruhestrom * Überspannungsschutz *Spezial-Elko für AC-Spannung * Operationsverstärker * Vom Opamp bisSchmitt-Trigger (Demoschaltung) * Fensterkomparator bisPräz.-Schmitt-Trigger * OTA - Audio-Dynamiklimiter * EchterDifferenzverstärker (Instrumentationsverstärker) *Isolations-Trennverstärker *
2) Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...
Synchron-Gleichrichter *Vierkanal-Übersteuerungsanzeige * Amplifier-Attenuator *EMG-Testgenerator * Blinkschaltung * Print- und Verdrahtungstester *Kabeltester (defekte Abschirmung) *
3) Netzteile, U-,I-Regelung, U-,I-Messung, Begrenzungs- und Referenzmethoden, Testschaltungen
Komplementär-Darlington (Sziklai-Connections)* Labornetzteil mit Komplementär-Darlington * Netzgerät 1-10V/3A *Netzgerät - Lowdropout - "uA723" - Impulsfolback-Stombegr. *Netzteil-Testgerät * Transistor-LED-Konstantstromquelle *Transistor-LED-, FET-Konstantstromzweipol * Konstantstrom - Opamp -Bandgap * LED-Testschaltung * 3-Pin-Spannungsregler (u.a.Akkuladeschaltung) * LM317 bis auf 0V * 78xx, LM317, Lowdropout *48V-Phantomspeisung * elektron. Brummsiebung * Kondensator-Netzteil *Z-Diode * Bandgapreferenz * Power-Zener-Diode * Thyristor-Crowbar *elektron. Sicherung * LMC555 für pos. Zusatzspannung *
pos./neg.Zusatzspannnung aus DC-Spannung * Hochsicherheits-Netzteil *DC-Spannungsregler = Induktivität *
4) Batterie-Schaltungen (Netzteile, Spannungsüberwachungen)
MOSFET-Abschaltverzögerung *Akku-Abschaltverzögerung mit CMOS-Invertern *LMC555-Batteriespannungsenzeige (Lowbatt.-Output) *Rainbow-Batterieanzeige mit 2-farben-LED *
5) Schalten und Steuern (Mit Dioden, Transistoren und integr.Analogschaltern)
Diodenschalter - UKW-Antennenumschalter *JFET: analoger Schalter * CMOS-Transmissions-Gate * bipolareTransistoren (Relais) *
6) Generatoren, Timer und Triggerschaltungen (hier: ROUTER-DELAY)
LMC555-/TLC555-Timer/Generator-Schaltungen *LMC555-/TLC555 retriggerbar * Toggle-Flipflop mit LMC555-/TLC555* LMC555-/TLC555 - PWM Ventilator * LMC555-/TLC555 - PWM -LED * MonoFlipflop * Langzeit-Timer mit CD4020 und CD4040* Dreieckgenerator mit Opamp * ROUTER-DELAY*
7) Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen
Von RC- zum SCD-Hochpassfilter * SC-Tiefpassmit umschaltbaren Grenzfrequenzen und variabel im grossemFrequenzbereich * 50Hz-Notchfilterbank (SC-Filter) -PLL-Frequenzmultiplier * analoge Sinusgeneratoren undSC-Sinusgenerator *
8) PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046
Frequenzsynthesizer - digit. Potmeter * CD4046B (MC14046B) und 74HC4046 heikles Problem! * Der VCO des CD4046B(MC14046B) *
9) Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen
Tristate-Logik * RS-Flipflop-Entstörung *Pullup-,Pulldown-Widerstand * Unterspannungswächter mit Auto-Reset(TL7702, TL7705)* Dreistufiger Logik-Umschalter mit einfachemKippschalter * Vom Logikpegelwandler zum Impulsgenerator(Endstufe) * TTL-CMOS-Converter * TRANSIENT-PULSE-CONVERTER *
10) 230-VAC-Anwendungen (u.v.a. "TV Standby Off" Mit dem Fernseher Strom sparen!) Lebensgefahr ! ! !
"TV Standby Off" * Netzsynchronisation mitLMC555/TLC555 * Synchronisation - Sinus-Nulldurchgang *Relaisbetrieb an 230Vac * Automatische Netzspannungsumschaltungfür Trafos * Master-Slave-Netzschalter mit mit Printlayout* Einschaltstrombegrenzung - Ringkerntrafo (Power-NTC)*
11) Elektronik-Geschichte (Stromkrieg Tesla/Edison, Funkeninduktor, Kaltkathoden-Röhre)
Stromkrieg Tesla/Edison * FunkeninduktorKaltkathoden-Röhre *
12) Diverse Schaltungen (Weihnachts-LED-Stern)
Weihnachts-LED-Stern mit 36 LEDs
13) Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ...(Elektromyographie EMG, Print-Ätzen)
Elektromyographie (EMG) * Print-Ätzen * Zinnikers Batterie- und Akku-Seiten *
(14) ATARI-ST: Elektronik-Rechenprogramme, Schaltschema-Zeichnungsprogramm)
15) Extra-Beilagen (Mobilfunk, Umwelt, Gesundheit, Physik, ...)
Energie-Katalysator (E-Cat) * Mobilfunk* Umwelt * Physik * Natur und Technik*
16) Diverse technische Infos
Infos die zum Verständnis notwendig sind: Hinweise zuSpannungsangaben Vdc und Vac. * Positiver und negativer Strom? Ja,gibt es denn überhaupt ein negativer Strom? * Stromquelle oderStromsenke, das ist hier die Frage. * Die Schemata und Diagrammein den Minikursen. Womit gezeichnet? * Ein beliebter JFET, den esnicht mehr gibt, dafür ein Ersatztyp.
17) Im Fokus
Fokusiert wird ein Thema von allgemeinemFachinteresse. Dieses Thema wird so weit wie nötig erklärt. Oft bietetWikipedia eine hervorragende einführende Erklärung, wenn es grundlegendmit Physik zu tun hat. Danach werden Elektronik-Grundlagen- undElektronik-Minikurse aus dem ELKO vorgestellt, wo das Thema inpraktischer Form präsentiert wird.
18 Diverse technische Infos
Infos die zum Verständnis notwendig sind: Hinweise zuSpannungsangaben Vdc und Vac. * Positiver und negativer Strom? Ja,gibt es denn überhaupt ein negativer Strom? * Stromquelle oderStromsenke, das ist hier die Frage. * Die Schemata und Diagrammein den Minikursen. Womit gezeichnet? * Ein beliebter JFET, den esnicht mehr gibt, dafür ein Ersatztyp.
1) Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker,OTA, Instrumentationsverstärker, Isolationsverstärker...
Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom:Theorie und Grundlage. Anstelle des AB-Betriebes mit Ruhestrom geht essehr übernahmeverzerrungsarm ebenso gut im B-Betrieb, wenn dieLeistungs-Endstufe innerhalb einer starken Gegenkopplung mit Hilfe einesOpamp arbeitet, der im Bereich der Übernahmeverzerrung schnell genug reagieren kann.
Stichworte: LF356 *
Gegentakt-Endstufe ohne Ruhestrom: Die praktische und verzerrungsarme Anwendung. Seit August 2012 erweitertmit der integrierten Klangregelschaltung LM1036, dazu ein Kapitel zumThema warum eine symmetrische Speisung besser ist und ein weiteresKapitel 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 zwecksniedrigen Sperrströmen für niedrige DC-Offsetspannungen, anstelle vonteuren Picoampere-Dioden. Überspannungsschutz mit bipolarerStrombegrenzung. Der Latchup-Effekt bei CMOS-Ein- und CMOS-Ausgängen.Allfällige Probleme durch Stromfluss,verursacht wegen Überspannung, überdie Schutzdioden zurück zur Betriebsspannung und Netzteil an einerfiktiven Schaltung diskutiert.
Stichworte: Latchup * Latchupeffekt *
Polarisierter Elektrolytkondensator für Wechselspannung und inverse Gleichspannung: Ein Elektrolytkondensator eignet sich nur für DC- und nicht fürAC-Spannung, ausser es ist ein spezieller polarisierter Alu-Elko wie der128-SAL-PRM von Vishay. Er lässt eine invers gepolte DC-Spannung vonmaximal 30 % und eine maximale AC-Spannung bis zu 80 % von derDC-Nennspannung zu. Leider wird dieses Produkt ab Januar 2016 nichtmehr hergestellt. Alternativ eignen sich nichtpolarisierte Alu-Elkosz.B. von Multicomp. Mehr dazu in diesem Elektronik-Minikurs. Sieheblauer 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 * virtuelleSpannung = Stromknotenpunkt * Differenzspannung immer Null Volt *GND * GND oder Referenzspannung * Referenzspannung undEingangswiderstände bei invertierender und nichtinvertierenderVerstärkung * Aussteuerung des Opamp * DC-Offsetkompensation *Unity-Gain-Bandbreite und Slewrate *"Slewrate-Online-Rechenprogramm" * parasitäre Induktivitätverursacht mit dem Opamp * unerwünschter Piezoeffekt * Die Ub/2-Referenzund der synthetische GND * Einschwingverhalten bei steilflankigenSpannungen am Eingang * Unity-Gain-Bandbreite abhängig von der AnzahlEingängen bei invertierender Verstärkung *
Operationsverstärker II: DieGain- und die Offsetabstimmung, und die Problembeseitigung vonkapazitiver Belastung am Ausgang des Operationsverstärkers, dieso genannte Lead-Kompensation. Präziser Abgleich der DC-Offsetspannungmit Bandgap-Referenzdiode (LM385).
Operationsverstärker III:Vertiefung zum Thema virtuelle Spannung und der GND. Ein etwas andererErklärungsansatz, ein Versuch zum leichteren Verständnis. Die virtuelleSpannung 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. Esbeginnt mit der störarmen Beschaltung. Dabei gilt der elementareGrundsatz, dass eine analoge signalverstärkende oder signalverarbeitendeSchaltung so niederohmig wie möglich realisiert sein sollte. Diesreduziert das Risiko der parasitär-kapazitiven Einkopplung vonelektrischen Wechselfeldern. Dazu ein ein Bildfür den ersten Eindruck.
Vom Operationsverstärker bis zum Schmitt-Trigger, kontinuierlich einstellbar. Eine Demoschaltung! Vor allem geeignet für Lehrer welche Elektronik-Azubis ausbilden! DieDemo beeindruckt den interessierten Schüler! Mit der praktischenSchaltung kann man mit einem einzigen Potmeter die FunktionenVerstärkung, Komparator und Schmitt-Trigger, als auch die vollständigeund 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 *
Echter Differenzverstärker I: Die Überlegenheit des Instrumentationsverstärkers gegenüber demOperationsverstärker. Präzise Gleichtaktunterdrückung, statisch unddynamisch mit Ableich. Präziser DC-Offsetpannungsabgleich.Instrumentationsverstärker nur für Wechselspannungen. Interesse amGrenzbereich Medizin/Elektronik ? Elektromedizinische Hinweise wie EMGund 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 inOpampschaltungen zerlegt, die Gleichtaktverstärkung, Differenz- undGleichtaktspannung. Der Asymmetrie/Symmetrie-Wandler, das Gegenteilzum Instrumentationsverstärker, mit nur zwei Opamps möglich.
Stichworte: TL064 * TL074 * TL084 * TL061 * TL071 * TL081 * LF356 *
Echter Differenzverstärker IV: Einführung in die Verstärkung von EMG-Signalen mitInstrumentationsverstärker Marke Eigenbau. Hauptthema: EMG-VorverstärkerDeluxe mit INA111. Beim Einsatz von intramuskulärer EMG-Messung (iEMG),sind aktive Abschirmungen der Elektrodenleitungen im Einsatz. Dieseneutralisieren die Kapazität zwischen Abschirmung und Leiter zur Erhaltder Bandbreite der Frequenz. Das Kapitel "Erste Stufe stärker als diezweite" erklärt ausführlich warum es Sinn macht, dass die ersteStufe am meisten verstärkt. In diesem Zusammenhang wird besonders dieGleichtakteigenschaft 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, wennPotentialtrennung oder/und Personenschutz gefordert sind. Da dieElektromyographie (EMG) in den Elektronik-Minikursen über analogeSchaltungstechnik oft im Fokus steht, ist das Thema Isolationsverstärkersehr wichtig. Beruflich benutzte ich jahrelang den teuren undhochstabilen ISO121, der jedoch nicht mehr produziert wird. AlsAlternative habe ich eine preiswerte Schaltung mit dem linearenOptokopler HCNR200 realisiert. Hier wird eine funktionsfähigeApplikation vorgestellt, die ausbaufähig und veränderbar ist nacheigenen Bedürfnissen. Der Elektronik-Minikurs beginnt mit einemIsolationsverstärker mit PWM und induktiver Kopplung..
2) 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 mehrhergestellt! Zum Einsatz kommt der BF245A. Alternativ zu diesem eignetsich der J113 von Fairchild, ebenfalls im TO-92-Gehäuse. WeitereInformationen erfährt man inDer 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 niederfrequenteAC-Spannung und wandelt sie mit wählbarer Spannungsteilung in einerauscharme symmetrische AC-Spannung zum Testen von symmetrischenVerstärkerschaltungen (EMG, EKG, Audio, etc.). Es kommt an Stelledes LF356 (NSC) die bessere Variante der LT1056 (LTC) zum Einsatz.Phasenverschiebung von 180 Grad und Signal-Inversion ist nichtdasselbe.
EMG-Testgenerator: Eine kleine Schaltung, die ein symmetrisches Dreiecksignal erzeugt, umzu testen ob eine EMG-Messanlage oder ein EMG-Biofeedback-Gerätfunktioniert oder nicht. Die Ausgangspannungen sind mittels Drehschalterzwischen 0.1 und 10 mV wählbar.
Stichworte: TL750L05 * LMC555 * TLC27M4 *
Von der Blinkschaltung zum Print- und Verdrahtungstester: Dieser Tester prüft Kontakte, Leitungen und Kurzschlüsse. Erunterscheidet niederohmige Widerstände von weniger als 1 Ohm von einerelektrischen Verbindung wie Draht, Leiterbahn, Relaiskontakt,Schalterkontakt, etc.
Der Minikurs beginnt mit diskreten astabilen Multivibratoren. Es wirderklärt was man unternehmen muss, damit diese Oszillatoren auch beiBetriebsspannungen arbeiten, die höher sind dieEmitter-Basis-Durchbruchspannung von bipolaren Transistoren. Der selbeMultivibrator dient als Knack- und Tongenerator für denVerdrahtungstester.
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 *
3) 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 halbso grosse minimale Dropoutspannung (Spannung zwischen Kollektor undEmitter) und ebenso reduzierte minimale Verlustleistung im Vergleich zumkonventionellen Darlington. Die komplementäre Darlington-Schaltungentwickelte ich in Verbindung mit einem Netzteilprojekt im Jahre 1979.Dass dieses Prinzip schon 1953 von George Clifford Sziklai erfunden undpatentiert wurde, erfuhr ich erst viel später. Diese Schaltung nennt manauch das Sziklai-Paar.
Einfaches Labornetzteil mitNPN-Komplementärdarlingtonstufe und Überlastanzeige: PraktischeRealisierung eines Netzteiles 0...20Vdc / max.3A. Umfassende und präziseBeschreibung was in den Schaltungsteilen vor sich geht. An den Inhaltangepasster Lehrstoff betreffs Kühlung von Halbleitern. Strombegrenzungmit Overload-Anzeige. Stabilität, Brummen und Rauschen. Belastung desLeistungstransistors und der "Zweite Durchbruch". Testschaltung und dieFrequenzgangkompensation. 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 vernünftigemAufwand oft renovieren. Spezielle Gleichrichterschaltung mitzusätzlicher Spannungsverdopplung für die Steuerung. InteressanteLeser-Beiträge. Trafo mit Schirmwicklung. Die Resultate lassen sichsehen! Mit einem Trimmpoti kann man die maximale Ausgangsspannungdefinieren, die man mit dem Poti auf der Frontplatte einstellen kann.Damit lässt sich vermeiden, dass z.B. TTL- oderHCMOS-Versuchsschaltungen durch zu hohe Betriebsspannung zerstörtwerden. Eine LED zeigt an, wenn der maximale Strom erreicht ist und dieSpannungsregelung 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 extremeLastreduktion bei Überlast und Kurzschluss. Nachdem ich meine Idee mitdem Impuls-Foldback entwickelt und realisierte habe, war für mich diesesThema Geschichte und ich widmete mich andern Projekten. Das war im Mai1979. 34 Jahre später im April 2013 erfuhr ich, dass etwa 20 Jahrespäter, die Idee noch einmal erfunden wurde und von unterschiedlichenErfindern 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 ihrestatischen und dynamischen Regeleigenschaften zu testen? Ein Kurs und eine nachbaubare Schaltung. Teilweise thematisiert ist die Kühlungvon Halbleiter, bezogen auf das selbe Thema inEinfaches 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 alsdie Stromquelle mit Transistor und zwei Dioden. Diese Stromquelle kannsehr präzise und stabil dimensioniert werden. Ganz speziell mit zweiTransistoren, wo die eine Stromquelle die andere unterstützt. Sie eignetsich für eine Last die auf +Ub, GND oder -Ub bezogen werden kann und sieeignet sich für positive (Stromsenke) und negative Ströme (Stromquelle).Was es mit den positiven und negativen Strömen auf sich hat, ist imKapitel "Einfach und doch vielseitig!" genau beschrieben. ZumSchluss noch eine Konstantstromquelle mit Bandgap-Referenz und Opamp.Der Stromquellenausgang bezieht sich auf GND. Es ist aber ebenso einBezug auf +Ub möglich, wenn die Bandgap-Referenz umgepolt betriebenwird.
Der Transistor-LED- und der FET-Konstantstromzweipol:Zwei Transistor-LED-Konstantstromquellen die sich gegenseitigstabilisieren und die Funktionsweise von JFETs inStromquellenschaltungen. JFET-PRAXIS: Mit einem passenden JFET und einerLED kann man anzeigen ob eine DC-Spannung vorhanden ist in einem Bereichvon etwa +3 Vcc bos +30 Vdc. Die Stromkonstanz eines JFET reicht dazulängst. Eine praktische Anwendung wird in einer Schaltbox für Netzgerätevorgestellt.
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 einerBandgap-Spannungsreferenz oder mit einer gelben LED als Referenzspannungsquelle ausstatten kann.
Stichworte: TL061 * TL071 * TL081 * LF351 * LF356 * LM741 * µA741 * LM301 * LM307 * LM385-2.5 * 2N2905 *
Integrierte fixe und einstellbare 3-pin-Spannungsregler und eine einfache Akku-Ladeschaltung mit LM317LZ:Die Familie der dreibeinigen Spannungsregler 78xx und 79xx für fixe unddie der LM317 und LM337 für einstellbare Spannungen mit Widerständen.Symmetrisches und asymmetrisches Netzteil mit LM317 und LM337. LM317 alsKonstantstromquelle mit Einschränkungen. Wichtiges zu Tantal-Elkos!LM317L der kleine Bruder des LM317. LM317L als Konstantstromquellefür kleine Ströme im mA-Bereich. Gefährlicher Rückstrom, wenn keineSchutz-Diode im Einsatz ist. Hauptursache: Parasitäre Diode undTransistoren im IC! Zusatzspannung mit kleinem Spannungsregler -Sinn oder Unsinn. Akkuladeschaltung (NiMH) mit zwei LM317 alsstrombegrenzte Präzisions-Spannungsquelle, die auf dieAkku-Ladeschluss-Spannung eingestellt wird. Damit erreicht man einenniedrigen Erhaltungsladestrom.
Stichworte: R-78B5.0-1.0 (Schaltregler: Alternativer DCDC-5Vdc-Spannungsregler im TO-220 Gehäuse von RECOM) *
LM317 runter bis Null Volt und frei definierbare Strombegrenzung:Mit wenig zusätzlichem Aufwand ist es möglich die Strombegrenzung selbstzu realisieren und zu definieren. Und wenn man sich auch noch einezusätzliche negative Spannung mit wenig Aufwand leistet, hat mansogleich auch noch eine einstellbare Ausgangsspannung bis hinunter auf 0VDC.
Stichworte: LM317 mit Zustatz-Strombegrenzung * Negative Hilfsspannungim 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 *
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 einergalvanischen Trennung erfüllt. Ein gefährlicher Irrtum! Die Aufklärungdazu 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, Begrenzerschaltungfür Wechselspannung, Vor- und Nachteile der Z-Dioden-Serienschaltung, Präzisions-Z-Dioden und Bandgap-Spannungsreferenzen (LM385). 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 Überspannungsschutzzum Testen von Schaltungen. Die einfachste Lösung besteht aus einerkleinen Zenerdiode und einer diskret realisierten komplementärenDarlingtonstufe, die man auch als Sziklai-Connection bezeichnet. Diebessere Lösung ist regelbar und man kann mittels Potmeter dieSpannungsbegrenzung einstellen. Diese Schaltung besteht zur Hauptsacheaus einer hochstabilen Bandgap-Referenzspannungsquelle, einemOperationsverstärker und einer Leistungs-Transistorstufe, die auch einPower-MOSFET sein darf.
Mit der Brechstange gegen zuviel Spannung: Der Thyristor-Crowbar, eine besonders wirksame Methode, wie man eineteure Schaltung mit minimalem Aufwand vor Überspannungen schützen kann.Die einfache Methode besteht aus Zenerdiode und Thyristor, diekomfortable 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 dieRealisation einer elektronischen Sicherung. Die Messung erfolgt mitherkömmlichen Opamps und es wird erklärt, warum dies möglich ist. EinBlick in das Innenleben eines Opamp macht dies verständlich. Wenn derOpamp nicht bis zur positiven Betriebsspannung arbeitet, benötigt maneine zusätzlich höhere Spannung. Mit wenig Aufwand mit einem LMC555 undeinem Spannungsverdoppler. Die praktische Anwendung einer elektronischenSicherung in Teil 2.
Positive Zusatzspannung mit dem LMC555: Man benötigt zur positiven Betriebsspannung eine weitere mit höhererSpannung, 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-ICsSpannungsverdoppler, Spannungsvervielfacher (Villardschaltung) undSpannungsspiegel und mit diesen stabilisierte positive und negativeHilfsspannungen realisieren kann. Ein sehr wichtiges Nebenthema ist dasso genannte Abblocken der Speisung mittelsMultilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) inunmittelbarer IC-Nähe!
Stichworte: CD4584B * MB14584B * LM317LZ * LM337LZ * 74HC14 * BAT48 *
Sicherer ICs testen, ein Hochsicherheits-Netzteil: Spezielles Netzteil für den Test selbstentwickelter integriertenSchaltungen (IC-Design). Eines der sehr heiklen Probleme ist derLatchup-Effekt bei selbst entwickelten CMOS-Schaltungen auf einem Chip.Diese enthalten im Vergleich zu den CMOS-Familien-ICs (CD4xxx oderMC14xxx) kaum ein nennenswerter Latchupschutz.
Ein DC-Spannungsregler ist auch eine Induktivität!:Dieser Elektronik-Minikurs zeigt, warum dies so ist und dass dies dieUrsache dafür sein kann, dass schlecht angepasste Kapazitäten derKondensatoren am Ausgang von Netzteilschaltungen das Gegenteil von dembewirken, was man will - nämlich das Dämpfen von Störspannungen.
4) Batterie-Schaltungen
Lowpower-MOSFET-Minikurs und Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung:Die Arbeitsweise des Low-Power-MOSFET (BS170) am praktischen Beispieleiner einfachen Batterie-Betriebsspannung-Abschaltverzögerung. Dieseökologische Schaltung hilft den Batterieverbrauch sparen! Der Inhaltdient auch dazu den MOSFET besser kennen zu lernen. Hier am Beispiel,dass es mit einer kleinen Schaltung möglich ist, bei sehr kleinemDrainstrom, eine sehr lange Verzögerungszeit im Minuten-Bereich miteiner sehr kurzen Abschaltzeit mit wenigen Sekunden zu realisieren. Esgibt Anwendungen die problemlos damit arbeiten, wenn nicht, passt dernächste 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 einesKondensators über die LED. Es steuert ein LMC555 (TLC555). DieAkkuspannung wird dadurch nicht durch Stromimpulse belastet. Geeignetfür hochsensible Analogschaltungen! Historischer Rückblick - das selbevor 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 *
5) 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-Widerstanddes JFET weiter reduzieren. Besonders geeignet für die Schalterfunktion!
WICHTIGE INFO: Der BF245 wird nicht mehr hergestellt (April2013)! In diesem Elektronik-Minikurs sind die detailierten Infos zu denAlternativen. 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 wenigenElektronik-Minikursen. Ich evaluierte die JFETs J113 und PN4393 alspassend. 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 bipolarenTransistoren und MOSFETs, u.a. von Schalt(Uhren)-Modulen. Mitpraktischen Beispielen! Speziell: Das Schalten mit Darlington imVergleich mit dem komplementären Darlington. Vergleiche zwischenbipolaren Transistoren und MOSFETs in Bezug auf den Spannungsabfallzwischen Kollektor/Emitter und Drain/Source bei gleichem Kollektor- bzw.Drainstrom. Störungen bei langen Leitungen. Grosse Linkliste zum ThemaTransistoren und Transistorschaltungen.
Schalten und Steuern mit Transistoren II:Das schnelle Schalten mit bipolaren Transistoren. Was ist derSättigungs-Effekt, was die Miller-Kapazität? Wie vermeidet man das Erst-und wie kompensiert man das Zweitgenannte? Die hohe Transitfrequenzeines 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 müssenim Bereich der unteren 10 ns oder je nach Anwendung wesentlich niedrigersein. Neben dem Sättigungs- und Millereffekt ist auch das Ausräumen vonLadungsträgern 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 mitTransistoren und MOSFETs zu tun haben. Der Fokus liegt aufLogik-Ausgänge mit einem HIGH-Pegel von 3.3 V, weil dessen Bausteine mit3.3 Vdc gespeist werden. Das sind z.B. die Prozessoren modernerEinplatinen-Computer, wie derRaspberry-Pi, den es hier im ELKO als Grundlagen- und Anwenderkurs von PatrickSchnabel gibt.
6) Generatoren, Timer und Triggerschaltungen
(hier: ROUTER-DELAY)
Schaltungen mit 555-CMOS-Timer-IC
LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555(bipolar): Dieser Vergleich vermittelt die Unterschiede und zeigtdie Überlegenheit der CMOS-Version LMC555 und TLC555. DieserElektronik-Minikurs ist ein Muss für jeden 555er-Elektronik-Fan! Einsehr wichtiges Nebenthema ist das so genannte Abblocken der Speisungmittels Multilayer-Keramik-Kondensatoren (Abblock-Kondensatoren) inunmittelbarer IC-Nähe! Zum Tod des NE555-Erfinders Hans Camenzind.
Stichworte (Vor-/Nachteile): Batteriebetrieb * Leistungsverbrauch* Maximale Frequenz * Einfachheit (Rechteckgenerator) * Stromimpulse aufSpeieseleitung * LMC555 steuert SC-Filter *
Der 555-CMOS-Timer, auch für lange Zeiten:Eine Einführung bis zum Langzeittimer (Treppenhausbeleuchtung) mitVor- und Nachteilen (grosse R und grosse C). Autoresetfunktion beimEinschalten.
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 zeitsymmetrischenRechteckgenerator (t/T = 0.5) mit nur einem R und einem Crealisieren. Nicht nur deswegen, auch wegen vielen andern wichtigenVerbesserungen, 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 esaber mit ein wenig Zusatzschaltung problemlos möglich. Man gewinnt beimLesen den Eindruck, dass die zusätzliche Schaltung recht kompliziertist. Vielleicht gibt es ebenso gute alternative Lösungen. Bisher zeigtees sich jedenfalls, dass dem nicht ist. Mehr dazu im Kapitel "Einfacherist nicht immer besser..."
Opamp/Komparator oder 555er-CMOS: Toggle-Flipflop und Prellfrei-SchaltungAuslöser zur Entstehung dieses Minikurses zum Thema, wie man mit einem555-Timer-IC ein Toggle-Flipflop mit prellfreiem Tasten realisiert, istder Diskussions-Thread Problem mit Flipflopim ELKO-Forum vom 19.06.2012 von Erhard. Der grosse Vorteil dieserSchaltung, ob mit einem Opamp/Komparator oder mit einem 555er-Timer-IC(vorzugsweise CMOS), ist die Integration von Toggle-Flipflop undprellfreiem Tasten in der selben Schaltung auf eine Weise, dass mandiese beiden Funktionen schaltungstechnisch gar nicht separieren kann.Eine interessante Lösung.
In einem Update vom 24.09.2017 wurde das Thema mit der Möglichkeiterweitert, mit einem Opamp, Komparator oder 555er-Timer-IC prellfreieSchaltungen zu realisieren. Für 555er-Timer-ICs kommen stets LMC555 oderTLC555 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. Wenneine Steuerspannung dazu benötigt wird, eignet sich eine andere Methode,z.B. mit Dreieckgenerator und Komparator mit Pegelshifting, besser. Hierwird auch gezeigt, wie ein zusätzlicher LMC555 oder TLC555 als Treiberwirkt 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 auchDreieckspannung als PWM-Quelle * LMC555 * TLC555 * IRLZ34 (Logic-LevelMOSFET) * IRLF34 (MOSFET) *
Das MonoFlipflop und eine praktische Anwendung: Das Monoflop kann, einmal gestartet, mit einem zweiten Impuls am selbenEingang, vorzeitig zurückgesetzt werden. Diese Schaltung hat dieEigenschaft eines Toggle-Flipflop und eines Monoflop und für diesebeiden Funktionen benötigt es ein einziges D-Flipflop (CD4013B). Daszweite D-Flipflop dieses IC dient als retriggerbares Monoflop zumEntprellen eines Tasters. Zwei unterschiedliche Arten der Retriggernswerden hier deutlich mit einem Diagramm thematisiert. PraktischeAnwendung: 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 1bis 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 CD4541Bzum Einsatz kommt, der eine gewisse Ähnlichkeit hat zu den beidenFrequenzteiler-IC CD4020B und CD4040B. Allerdings hat der CD4541B denNachteil, dass die Frequenzteilung nur sehr grob einstellbar ist, jedochdie Beschaltung für eine Verzögerungs- oder Timerschaltung(Monoflop-Funktion) ist sehr viel einfacher. Die Titel sagt worum es beidieser Schaltung geht. Der Router sollte stets verzögert nach dem Modemeingeschaltet werden. Es ist eine sehr praktische Anwendung, die fürviele Internet-User, welche das Flair haben Elektronik nachzubauen undverstehen zu lernen, sehr nützlich sein kann.
Dreieckgenerator mit Operationsverstärker: Was sind die grundlegenden Voraussetzungen um eine Dreieckspannung zuerzeugen? Wenn man verstanden hat, dass immer eine konstanteStromquelle/senke involviert ist, welche Möglichkeiten bieten sich? DieIntegratorschaltung mit Opamp eine beinah ideale leicht steuerbare Stromquelle,bietet die beste und einfachste Lösung mit der Unterstützung durch einenSchmitt-Trigger. Die virtuelle Spannung, ein dynamischer Vorgang, derden Effekt einer konstanten Stromquelle am Leben hält...
Stichworte: LMC555 * TLC555 * TL071 * LM356 * TLC272 * TLC27M2
7) 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 einfacheaktive 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-TiefpassfilterMAX293 (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 *
8) PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046
PLL-Frequenzsynthesizer mit digitalem Potentiometer: Frequenzbereich zwischen 0.5 Hz und 5 MHz. Digitales Potmeter mitBeschleunigung: Schnelles Drehen bewirkt überproportional schnelleFrequenzänderung. 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 des74HC4046 haben ein heikles Problem. Sehr wichtig füralle 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 diesesPLL-IC CD4046B oder MC14046B! Man lernt seine Vielseitigkeit in derPraxis kennen, wie z.B. die leichte Dimensionierung des Verhältnissesder maximalen zur minimalen Frequenz am VCO-Ausgang mit nur zweiWiderständen. Es folgt eine komfortable VCO-Schaltung mitWechselspannungseingang. Sie eignet sich dafür, aus einem arithemtischenMittelwert eine Frequenz mit Rechtecksspannung (d/T=0.5) zu erzeugen.Einsatzeignung z.B. eine EMG-Biofeedbackschaltung. Einleitend zu dieserVCO-Thematik wird gezeigt wie man selbst, mit einem NAND-Gatter mitSchmitt-Trigger-Eigenschaft, einen VCO realisieren kann. Ist gar nichtschwierig...
Stichworte: VCO * Schmitt-Trigger * Rechteckgenerator * Frequenzteiler * Synchrongleichrichter *
9) Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen
Tristate-Logik, Grundlage und Praxis: Dieser Kurs erweitert die Logik-Grundlagen des ELKO, beschrieben inDigitaltechnik.Die Tristate-Schaltung im Vergleich zu Gatter-Schaltung zeigt, dass dasUmschalten von digitalen Spannungen mit Tristate-Treibern einfacher zurealisieren ist. Ohne die Tristate-Funktion sind komplexeBus-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 manwirksam gegen Störimpulse mit sehr kleinen Impulszeiten desensibilisieren.Oft auch als Nadelimpulse bezeichnet. Der Trick besteht darin, dass manin einem der beiden Rückkopplungspfade ein RC-Verzögerungsglied einbaut.Dies ist das Haupthema. Dazu gehört aber auch die Methode einereinfachen Auto-Resetschaltung mit einem zusätzlichen NAND- oderNOR-Gate. Vorgestellt wird im Fokus der Entstörung von RS-Flipflops eineetwas 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 langerLeitung, Openkollektor, Wired-OR und Latchup-Risiken.
Das richtige Dimensionieren dieser Widerstände und die Entstörung vondigitalen Schaltungen, wenn Schalter oder Taster mit langen Leitungenweit entfernt sind. Unterschiede der Pullup- und Pulldown-Widerständezwischen CMOS- und TLL-Anwendungen. Wie arbeitet einSchottky-Transistor. Pullup- und Pulldown-Widerstände im Batteriebetriebund 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 * Derprellfreie 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.
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...
Dreistufiger Umschalter mit einfachem Kippschalter:Man nehme einen Kippschalter mit Mitte-Nullstellung, etwas Logik und manhat einen 3-stufigen Umschalter für Logik- und Analogsignale. DieAktiv-HIGH und Aktiv-LOW-Methode. Einsatz von Tristate-Treibern sorgtfür einfache Schaltung. Die Methode mit Analogschaltern. Umschalten vondrei 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 michfragte, wie man das Problem lösen kann, mit einer einzigen LED denlinken und rechten Blinker und das Abblendlicht seines Motorrades zuüberwachen. Daraus resultierte die praktische Lösung mit einerXOR-Schaltung. Allerdings nicht mit einem IC. Es ist eine XOR-Schaltungmit vier bipolaren Transistoren (BJTs). Im Nebeneffekt wird erklärtwarum es keine XOR- und XNOR-Gatter mit mehr als zwei Gatter-Eingängenin 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- undAutomobilbereich 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-Gattereinen einfachen digitalen Frequenzverdoppler realisiert. Für relativhohe Frequenzen funktioniert das problemlos. Bei niedrigen Frequenzenzeigen sich dann unerwünschte Schwingungen, wenn die Flanke desverzögerten Eingangssignales nicht steil genug ist. Dann müsste manEXOR-Logik haben mit Schmitt-Trigger-Eigenschaften. Dies gibt es jedochnicht. Aber es gibt die alternative EXOR-Lösung mit NAND-Gattern unddavon gibt es solche mit Schmitt-Trigger-Eigenschaften (CD4093).Will man mit wenig Aufwand untersuchen, wie es zur unerwünschtenOszillation 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 freierEXOR-Gatter. Mit einem Gatter erhält man eine Impulsdauer von etwa 50ns, 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 einenLogikpegel mit einer anderen Spannung. Dies kann mittels Transistoren,Komparatoren oder sogar auch mit Analog-Switches(CMOS-Transmissions-Gate) realisiert werden. Und damit ist es auchmöglich 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 manalte Digitaltechnik in TTL mit CMOS kombinieren will und anderseits gibtes dem heutigen Azubi und Studierenden im Bereich der Elektrotechnikeinen gewissen Einblick in eine Digitaltechnik, die vor dem Aufkommender CMOS-Technologie hochaktuell war. Um einen Eindruck zu gewinnen,hier die der TTL-CMOS-Converter Baujahr 1979und die aktualisierte Schaltungohne TTL-IC mit einer diskreten Transistor-Schaltung (BJT) am Eingang.Es ist auch möglich diese Converter-Schaltung für andere Schaltkreisemit andern Spannungen einzusetzen. Wegen der CMOS-Treiberstufe CD4011Bsollten 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 derZeit, als die TTL-Logik von grosser Bedeutung war. Sie ist gutbeschrieben und nachbaubar. Die LS-TTL-ICs sind noch alle erhältlich,evaluiert in drei Elektronik-Distributoren (August 2017). Teilbild 7.2zeigt den One-Shot mit HCMOS-ICs. Der One-Shot in HCMOS eignet sich fürden Ersatz des TTL-Monoflop 74LS221 mit dem Vorteil, dass die minimaleinstellbare Impulszeit 20 ns statt 40 ns beträgt. Es liegt beiminteressierten Leser anstelle einfach nur nachzubauen, selbst die ganzeSchaltung in HCMOS zu modernisieren. Thematisiert wird dabei auch wasdenn überhaupt eine Transiente ist.
Stichworte: CMOS * HCMOS * LVCMOS * Monoflop * One-Shot *TTL * LSTTL * Transient
10) 230Vac Anwendungen "Lebensgefahr!"
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 230 VAac: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 kommen moderne MOSFETs und bipolare Transistoren zum Einsatz. Da es keine kleinenbipolaren Transistoren mit Kollektor-Emitterspannungen mit mehr als 300 Vdc gibt, werden zwei solche Transistoren kaskadiert. Worauf esfür den sicheren Betrieb ankommt, ist genau beschrieben.
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 Schirmwicklung und Schirmfolie erklärt. Grundlage: Relaisbetrieb an 230 Vac
Der Master-Slave-Netzschalter mitmit 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
TV-Standby-Off, mit dem FernseherStrom sparen: Gerät zwischen 230Vac Netzanschluss und TV-Gerätschalten. Einschalten in den TV-Standby-Zustand mit Drucktaste, danninnerhalb etwa einer Minute das TV-Gerät mit Fernbedienung ganzeinschalten. Nach TV-Sehen mit Fernsteuerung TV-Gerät in Standby-Zustandzurückschalten. Nach etwa einer Minute wird das TV-Gerät automatischvollständig ausgeschaltet. TV-Netzschalter bleibt stets eingeschaltet,daher keine mechanische Abnutzung und keinen Defekt. Grundlage:Relaisbetrieb an 230 Vac:
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 230-VAC-Netzspannung betrieben. Das Relaismuss keine zusätzliche galvanische Trennung sicherstellen. Besonders geeignetfür 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) 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 Verteidigungseines Gleichstromes gegen den Wechselstrom von Tesla jedes Mittelrecht. Welch mörderische Grausamkeiten Edison anwandte, kommt hier zumAusdruck. Da bis heute sehr vernachlässigt, wird Tesla speziellgewürdigt! Tesla ist der Erfinder des Wechsel-und des Drehstromes! Ohne diese Erfindungen wäre die ganze moderneElektrotechnik unmöglich!
NEU (30.06.2011): Kapitel zum Thema "KALTE FUSION" oder besserund moderner formuliert: LOW ENERGY NUCLEAR REACTIONS (LENR)
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 Halbleitertechnikerst mit der Erfindung des Transistors im Juni 1948 durch dieUS-amerikanischen Wissenschaftler Bardeen, Brattain und Shockley(US-Patent Nr. 2.524.035) begannen. Daß dem nicht so war und dss esgerade deutsche Wissenschaftler waren, die erst den Amerikaner den Wegebneten, solche - und das muss man schon anerkennen - grossartigeLeistung zu vollbringen, wird die nachfolgende Abhandlung versuchenaufzuzeigen. Denn ohne die Erkenntnisse deutscher Wissenschaftler, dienoch dazu unter den unsäglich Umständen der Kriegseinwirkung und denRestriktionen des 3.Reiches entstanden, wären diese zu diesem Zeitpunktkaum möglich gewesen.
12) Diverse Schaltungen
Der Weihnachts LED-Stern mit 36 LEDs und einer Dämmerungssteuerung zum Nachbauen.
13) 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.
15) Extra-Beilagen
Diese Beilagen erschienen zum Teil ursprünglich in den frühen Newsletter-Ausgaben des ELektronik-KOmpendium ("das ELKO"), als dieses noch E-ONLINE hies. Es gibt aber ebenso neue Beilagen:
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)
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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 oftgefragt, mit welchem Programm ich die Schemata und die Diagrammemeiner Elektronik-Minikurse zeichne. TRANSISTOR ist eineinfaches kleines Schaltschema-Zeichnungsprogramm, programmiert fürATARI-ST-Computer unter TOS-1.04 (TOS-2.06). Ich habe den Quelltext inden 1990er-Jahren vom unrsprünglichen Programmierer übernommen, undbei persönlichem Bedarf regelmässig gepflegt. Programm und Quelltexte(GFA-3.5-Basic und Assembler-INLINE-Codes) stehen jedermann gratis perDownload hier im ELKO zur Verfügung.
Diese technischen Infos enthalten gewisse Inhalte, welche z.T. mehrereElektronik-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.
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 diesemBeispiel geht es darum, dass mittels eines Hochpassfilters (einesHochpasses), die DC-Spannung entkoppelt (gefiltert) wird. Dieses DCbezieht sich daher auf Spannung und nicht etwa auf Strom. Vor allem inAudioschaltungen kommt diese DC-Entkopplung häufig vor.
Positive und negative Ströme, Stromsenke und Stromquelle:Im Grund genommen ist es ganz einfach, eine Stromquelle sendet Strom undeine 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 denStrom. Dies im Gegensatz zu Bild 2, wo die Schaltung den Strom sendetund somit eine echte Stromquelle ist. Mehr Details zu diesem Thema liestmanhier.
Schemata und Diagramme, womit gezeichnet: Ich wurde schon oftgefragt, mit welchem Programm ich die Schemata und die Diagrammemeiner Elektronik-Minikurse zeichne.TRANSISTORist ein einfaches kleines Schaltschema-Zeichnungsprogramm, programmiertfür ATARI-ST-Computer unter TOS-1.04 (TOS-2.06). Ich habe den Quelltextin den 1990er-Jahren vom ursprünglichen Programmierer übernommen, undbei persönlichem Bedarf regelmässig gepflegt. Programm und Quelltexte(GFA-3.5-Basic und Assembler-INLINE-Codes) stehen jedermann gratis perDownload hier im ELKO zur Verfügung.
JFET BF245A-C obsolet: Der JFET BF245A kommt in einigenElektronik-Minikursen zum Einsatz. Dieser JFET wird seit April 2013nicht mehr hergestellt. An seiner Stelle tritt u.a. der JFET J113. DieDetails dazu erfährt man inDer analoge Schalter I (der JFET)im Kapitel "Der obsolete BF245A und die Alternativen" und inDer_Transistor-LED-und_der_FET-Konstantstromzweipolim Kapitel "Der FET-Konstantstromzweipol".
Eine alternative etwas exotische Methode zum Schalten analogerSpannungen mit bipolaren Transistoren (BJT) liest man inDer analoge Schalter III.
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National-Semconductor-Corporation (meist kurz als 'National' oderNSC bezeichnet) war ein Hersteller von integrierten Schaltungen. DasUnternehmen hatte seinen Stammsitz in Santa Clara (Kalifornien/USA). ImHerbst 2011 wurde es von Texas-Instruments übernommen. Mehr dazu liestman imWikipedia.Das Wichtigste für die Elektronik-Minikurse ist das kleine Kapitel"Produkte". Ich bitte darum dieses Wiki-Kapitel zu lesen. AlleDatenblatt-Links habe ich entsprechend angepasst. Sollte ich noch nichtalle Links "erwischt" haben, und diese Links funktionieren nicht, dannbitte ich darum, diese Produkt-Bezeichnungen auf der WWW-Seite vonTexas-Instruments (TI) einzugeben. Es gibt auch noch vereinzelt unkommentierte Hinweiseauf NSC in den Texten. Diese Verbesserungen werde ich gelegentlich beieinem anstehenden Update realisieren. Dieses Problem vermindert dasVerständnis des betroffenen Elektronik-Minikurses nicht.
(Trimm-)Potentiometer, optimal eingesetzt: Wenn einPotmeter als variabler Spannungsteiler arbeitet, ist die Sache einfach.
Alle drei Anschlüsse sind im Einsatz. Also kann man beim Zeichnen nichtsfalsch machen. Anders sieht es aus, wenn ein Potmeter als variablerWiderstand arbeitet.
Dazu betrachten wir dieses Bild:
Bild 1 zeigt, wie angedeutet, den variablen Spannungsteiler. Alle dreiAnschlüsse werden benötigt.
Bilder 2 bis 4 zeigen das Potmeter in derFunktion als variablen Widerstand.
Bild 2 zeigt nur die beiden fixenAnschlüsse A und B. Der nicht benutzte Pfeil dient hier nicht alsSchleifer, sondern nur als Symbol dafür, dass dieser Widerstand variabeleinstellbar ist. Diese Methode sieht man in der Elektronik-Literaturoft.
Auch auf meine Elektronik-Minikurse trifft dies teils zu, z.B. inder Schaltung eines Dynamiklimitersmit dem LM13700. Es betrifft das Trimmpotmeter R1.
Bild 3 zeigt die Eigenschaft des variablen Widerstandes, elektrischkorrekt dargestellt.
Es stellt sich die Frage, warum in Bild 4 derSchleifer mit einem der beiden Fixanschlüsse, hier mit B, verbunden ist.Eine elektrische Bedeutung hat dies nicht, weil zwischen dem Schleiferund Anschluss B gibt es keine Spannung. Es gibt allerdings einenSicherheitsaspekt. Wenn der Schleifer wegen eines mechanischen Defektesunterbricht, wirkt immerhin noch der maximale Widerstandswert zwischenden beiden Fixanschlüssen A und B. Ohne diese Verbindung zwischenSchleifer und B (Bild 3), wäre die Schaltung zwischen A und B extremhochohmig (parasitär). Ein derart undefinierter Zustand könnte, je nachArt der involvierten Schaltung, problematisch sein. Ein Beispiel wäreein offenes MOSFET-Gate.
Bilder 5 und 6 zeigen eine andere Problematik. Trimmpot P und WiderstandR dienen gemeinsam als variabler Spannungsteiler. Diese Methode ist dannrichtig, wenn R konstant sein muss. Ein solches Beispiel zeigt Bild 7mit R1. Es ist eine Spannungsregelung mit dem LM317.
In Bild 5 ist derSchleifer mit GND und in Bild 6 mit dem Knotenpunkt X verbunden. Gibt esda einen Unterschied? Ja, den gibt es.
Wenn in Bild 6 der Knotenpunkt Xrelativ hochohmig ist, kann die nachfolgende Schaltung besonders leichtgestört werden.
Im Falle eines Trimmpotmeters kann dies ein Schraubendreher sein, mitdem man die Spannung an X kalibriert. Es gibt Trimmpotmeter mit einemisolierenden Schraubendreherschlitz und solche die das nicht haben. Dagenügt die Kontaktierung mit einem Schraubendreher, weil dessen dünneMetallstange durch den parasitär kapazitiven Kontakt mit der Umgebungund dem berührten Kunststoffgriff, mittel- bis hochfrequenteStörspannung einkoppeln kann.
Mit der Verbindung zwischen Schleifer und GND (Bild 5) gibt es diesesProblem nicht, weil der Schleifer mit GND sehr niederohmig verbundenist. Natürlich besteht dieses Problem auch in Bild 6 nicht, wenn einrichtiger Kalibrierschraubendreher aus Kunststoff mit nur einem kleinenMetallplättchen zum Schrauben zur Verfügung steht. Mit der Schaltung inBild 5 ist man nicht zwingend auf einen solchen Schraubendreherangewiesen. Aber auch sonst lohnt sich grundsätzlich die Schaltung vonBild 5 besonders dann, wenn an Stelle eines Trimmpotmeter ein Potmeteran einer Frontplatte mit einer Leitung zwischen Frontplatte undLeiterplatte zum Einsatz kommt. Auch diese Leitung, vor allem wenn nichtabgeschirmt, kann mittel- bis hochfrequente Signale aufnehmen undstören.
Bilder 7 und 8 zeigen zwei Anwendungen, bei denen es sich lohnt, dies zuberücksichtigen. Bei der Spannungsreglerschaltung in Bild 7 ist es klar,der Schleifer von R2 ist mit GND verbunden.
Bild 8 zeigt mit dem LM317eine einstellbare konstante Stromquelle. Die relativ niederohmige Stelleliegt am Ausgang Vo des LM317. Deshalb hier die Verbindung zum Schleifervon R1. Die Angelegenheit mit dem Rückstrom ist das Thema diesesElektronik-Minikursesund hat hier keine Bedeutung.
Quelle:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#start
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Vielen Dank für Dein Interesse an meinen Elektronik-Minikursen.
Was der Sinn und der Stil dieser Kurse ist, liest man ausführlich inDie Philosophie meiner Elektronik-Minikurse.
Diese Kurse haben den Stil von Workshops und dies bedeutet, dass nur wenige fundamentale Grundlagen vermittelt werden.
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