Thomas Schaerers Elektronik-Minikurse


Themenübersicht

Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker...
Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...
Netzteile, U-,I-Regelung, U-,I-Messung, Begrenzungs- und Referenzmethoden, Testschaltungen
Batterie-Schaltungen
Schalten und Steuern
Generatoren, Timer- und Triggerschaltungen
Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen
PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046
Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen
230-VAC-Anwendungen
Diverse Schaltungen
Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ...
ATARI-ST: Emulatoren, Elektronik-Rechenprogramme, Schaltschema-Zeichnungsprogramm
Elektronik-Geschichte
Extra-Beilagen
Im Fokus
Diverse technische Infos


Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, OTA, Instrumentationsverstärker, Isolationsverstärker...

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

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


Überspannungsschutz von empfindlichen Verstärkereingängen: Methode mittels Dioden und preiswerter Transistoren. Transistoren zwecks niedrigen 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.
Stichworte: Latchup; Latchupeffekt


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. ...
Stichworte: Vishay - 128-SAL ; Instrumentationsverstärker ; Elektro-Myographie ; Überspannungsschutz


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

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

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



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

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


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


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

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

Echter Differenzverstärker III: Anaysieren und Verstehen des Instrumentationsverstärkers.
Stichworte: TL064 TL074 TL084 TL061 TL071 TL081 LF356

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


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


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Testschaltungen, Messtechnik, Signalwandlung, ...

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


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


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


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


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


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


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

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


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

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


Renovation eines "Steinzeit"-Netzgerätes 0.1 - 10 VDC / 3A: Auch alte Geräte aus den 1960er-Jahren lassen sich mit vernünftigem Aufwand oft renovieren. Spezielle Gleichrichterschaltung mit zusätzlicher Spannungsverdopplung für die Steuerung. Interessante Leser-Beiträge. Trafo mit Schirmwicklung. Die Resultate lassen sich sehen!
Stichworte: CA3130 ; CA3140 ; 2N3055 ; BD139 ; BC550 ; BC560 ; LM369-10


Lowdropout-Netzgerät mit dem legendären "723" und Impuls-Foldback-Strombegrenzung: Wirksame Reduktion des Spannungsabfalles bei Grenzlast und extreme Lastreduktion bei Überlast und Kurzschluss. Nachdem ich meine Idee mit dem Impuls-Foldback entwickelt und realisierte habe, war für mich dieses Thema Geschichte und ich widmete mich andern Projekten. Das war im Mai 1979. 34 Jahre später im April 2013 erfuhr ich, dass etwa 20 Jahre später, die Idee noch einmal erfunden wurde und von unterschiedlichen Erfindern zu zwei Patenten angemeldet worden sind...


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).
Stichworte: Stromsenke ; Stromquelle ; Darlington ; Bandgap ; TL071 ; TL081 ; LM741 ; TL074 ; TL084 ; BS170 ; BC560C ; MJ3055 ; TIP3055 ; MJ2955 ; TIP2955 ; 2N1893 ; 2N2905 ; 7812 ; 7912


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


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.
Stichworte: R-78B5.0-1.0 (alternativer DCDC-5VDC-Spannungsregler im TO220-Gehäuse von RECOM)


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


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

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


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

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


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

Positive und negative Zusatzspannung aus Gleichspannung: Hier wird gezeigt wie man mittels preiswerten CMOS-ICs Spannungsverdoppler, Spannungsvervielfacher (Villardschaltung) und Spannungsspiegel und mit 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!
Stichworte: CD4584B ; MB14584B ; LM317LZ ; LM337LZ ; 74HC14 ; BAT48


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


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


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Batterie-Schaltungen



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


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


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


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


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Schalten und Steuern

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


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

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

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


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

Schalten und Steuern mit Transistoren II: Das schnelle Schalten mit bipolaren Transistoren. Was ist der Sättigungs-Effekt, was die Miller-Kapazität? Wie vermeidet man das Erst- und wie kompensiert man das Zweitgenannte? Die hohe Transitfrequenz eines NF-Transistors im Bereich von mehr als 100 MHz sagt nichts aus, jedoch die Angaben in Einschalt- (Turn-On-Time), Speicher- (Storage-Time) und Ausschaltzeiten (Turn-Off-Time). Diese Werte müssen im Bereich der unteren 10 ns oder je nach Anwendung wesentlich niedriger sein.


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Generatoren, Timer- und Triggerschaltungen

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! Zum Tod des NE555-Erfinders Hans Camenzind.
Stichworte (Vor-/Nachteile): Batteriebetrieb ; Leistungsverbrauch ; Maximale Frequenz ; Einfachheit (Rechteckgenerator) ; Stromimpulse auf Speieseleitung ; LMC555 steuert SC-Filter

Der 555-CMOS-Timer, auch für lange Zeiten: Eine Einführung bis zum Langzeittimer (Treppenhausbeleuchtung) mit Vor- und Nachteilen (grosse R und grosse C). Autoresetfunktion beim Einschalten.
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. Nicht nur deswegen, auch wegen vielen andern wichtigen Verbesserungen, lohnt es den LMC555 oder TLC555 dem NE555 (bipolar) vorzuziehen. Mehr dazu in LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar).
Spezielle Anwendung: Kapazitive Sensorschaltung

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

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
Stichworte: Tastgrad und nicht Tastverhältnis! ; LMC555 ; TLC555 ; IRLZ34 (Logic-Level MOSFET) ; IRLF34 (MOSFET) ; SB1100

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


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


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


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


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


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Passive und aktive Filterschaltungen, SC-Filter-Schaltungen

Vom passiven RC- zum passiven RCD-Hochpassfilter/Differenzierer: Ein RCD-Differenzierer besteht aus Kondensator, Widerstand und Diode. Sinn der Diode, die parallel zum Widerstand geschaltet wird, ist eine rasche Entladung. Dazu gibt es mindestens eine interessante Anwendung...
Stichworte: Akustisches EMG-Biofeedback ; CD4046 (VCO-Teil) ; B170 ; TL750L5


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


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

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

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

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

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

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


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PLL-Frequenzsynthesizer, VCO aus CD4046/MC14046

PLL-Frequenzsynthesizer mit digitalem Potentiometer: Frequenzbereich zwischen 0.5 Hz und 5 MHz. Digitales Potmeter mit Beschleunigung: Schnelles Drehen bewirkt überproportional schnelle Frequenzänderung. Langsames Drehen ermöglicht Feinabstimmung. Blockierung der Abstimmung mittels Schalter.
Stichworte: COPAL-ELECTRONICS RES20-50-200 164T ; 74HC14 ; 74HC132 ; 74HC4538 ; TL7705 ; 74H191 ; 74HC4046 ; MC145151-2 ; BC560 ; 74HC390 ; 74HC125 ; EXO3 (progr. Quarzgenerator)

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

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


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Digitale Schaltungen: Grundlagen, kleine Anwendungen

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


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


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


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


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


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


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230-VAC-Anwendungen

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


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

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


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


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


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


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


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

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


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!


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Diverse Schaltungen

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


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Diverse Themen, Beiträge, Informationen etc. ...

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


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


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


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ATARI-ST: Elektronik-Rechenprogramme, Schaltschema-Zeichnungsprogramm

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

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

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




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Elektronik-Geschichte

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


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


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




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Extra-Beilagen

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


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

Mobilfunk, die verkaufte Gesundheit
Literaturempfehlung. ECOLOG-Studie. AUVA-Studie. Gutachten von Professor Dr. Peter Semm: Die athermischen Effekte, Krankheits-Symptome. "Organisation Ärzte für Umweltschutz". Was haben Schumann-Frequenzen mit Mobilfunk zu tun. Handys öffnen die Blut-Hirn-Schranke! Viele weitere Themen. Auch WLAN und LTE thematisiert!

Über eine Tonne Rohstoff pro PC!

Computernetzteile zerstören Computer!

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

Hauptsätze der Thermodynamik

Zittern des Monitorbildes durch magnetisches Wechselfeld

Falsche Konzepte über statische Elektrizität

Natur und Technik (Faszination Kugel)


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Im Fokus:

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

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


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Diverse technische Infos

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

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

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.



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