Neuigkeit: Funkeninduktor und Fritter (Kohärer)

Funkeninduktor und Fritter (Kohärer)}{left}{0} Amusanter Auszug aus dem 100 Jahre alten Buch nennt sich Kapitel 9 und im Schlusswort (Kapitel 12) steht begründet, dass ich nicht bereit bin das Buch auszuleihen oder fuer jemanden zu kopieren. Das bleibt zwar so, aber es gibt eine Alternative…

Es gibt ein Lichtblick ein solches Buch zu erstehen, wie mir ein ELKO-Leser mitteilte. Es gibt eine Webseite für antiquarische Bücher und da besteht die Wahrscheinlichkeit dieses Buch zu kaufen. Am 31.08.2004 war dieses Buch jedenfalls zu haben. Mehr dazu erfährt man mit der Eingabe des Autors Eberhard Schnetzler im Suchfenster im zweiten Link (ZVAB).

Link des Geschichte-Elektronik-Minikurses:


50-Hz-Notchfilterbank in SC-Filter-Technik (Teil 1)

50-Hz-Notchfilterbank in SC-Filter-Technik (Teil 1)Ein 50-Hz-Notchfilter setzt man ein um Störeinflüsse der Netzspannung zu unterdrücken. Eine Filterbank besteht aus vielen solchen Filtern, hier in SC-Technik.

Misst man sehr kleine bioelektrische Signale, wie z.B. elektromyographische (EMG), muss man mit der Einwirkung von der 50-Hz-Netzspannung, kapazitiv eingekoppelt, rechnen, weil die Quellimpedanzen (Elektroden) oft sehr hochohmig sind. Dies, obwohl mit sogenannten Instrumentationsverstärkern differenziell gemessen wird. Der genannte Störeinfluss erfolgt zwar weitgehendst als Gleichtaktsignal. Deshalb wird das Störsignal stark gedämpft, jedoch oft ungenügend. Darum empfiehlt es sich nach verstärktem Signal, diesem zusätzlich den 50-Hz-Störanteil herauszufiltern. Der vorliegende Elektronik-Minikurs beschreibt eine Notchfilterbank in SC-Technik für viele Messkanäle.

Dies ist der erste Teil, der sich mit der analogen Schaltung befasst. Der zweite Teil befasst sich mit der Erzeugung des Taktsignales, das mittels PLL-Schaltung aus der Netzfrequenz gewonnen wird. Dies jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt, der separat angekündigt wird.

Lerneffekte: Operations- und echter Differenzverstärker (Links zu bestehenden Kurse) ; analoges Notchfilter ; mit einem integriertem SC-Tiefpassfilter wird eine SC-Notchfilter-Schaltung realisiert ; aus nicht vollständig durchdachter Applicationnote einer Firma wird eine gute Schaltung ; Umgang mit den SC-Tiefpassfilter-ICs LTC1061 und MAX280 mit einer ganz speziellen Eigenschaft ; Grenzen der Anwendung wegen der Rauschspannung von SC-Filtern.


Netzteil-Testgerät I

Netzteil-Testgerät IWie realisert man ein Testgerät für Netzteile und Netzgeräte um ihre statischen und dynamischen Regeleigenschaften zu testen? Ein neuer Elektronik-Minikurs, u.a. mit einer nachbaubaren Schaltung!

Lerninhalte:

Das statische und dynamische Testen von Netzgeräten/teilen. Wie realisiert man eine solche Schaltung? Wann ist eine Konstantstromregelung eine Stromquelle und wann eine Stromsenke? Die Stromquelle/senke mit hochstabiler Bandgap-Spannungsreferenz, Opamp und Transistor. Was ist der Unterschied zwischen statischem und dynamischem Testen? Die kritische Stabiliät und wie kann man diese am Oszilloskopen erkennen. Genaue Erläuterungen worauf es im Einzelnen bei der Konstantstromregelung ankommt. Dabei sind die Zusammenhänge von Leistungen, Strömen, Spannungen und Stromverstärkungen thematisiert. Es soll mit diesem Elektronik-Minikurs ereicht werden, dass der Leser versteht worauf es ankommt und er soll mit ausreichenden Elektronikkenntnissen in der Lage sein, sein eigenes individuelles Netzgerät/teil-Testgerät zu realisieren.


PHYSIK: Die Hauptsätze der Thermodynamik

PHYSIK: Die Hauptsätze der ThermodynamikDie Hauptsätze der Thermodynamik, kurz und bündig erklärt. Ein Buchauszug…

In den Jahren als das Elektronik-Kompendium noch E-ONLINE hiess, war der Newsletter noch anders strukturiert und ich veröffentlichte oft spezielle kurze Beiträge unter der Rubrik Extra-Beilage. Dies waren Inhalte über Elektrotechnik (elektrische Phänomene, Autoren-Vorstellungen), Literatur/Geschichte (Tesla, Batteriehersteller Leclanche), Umwelt, Physik (Buch-Kurzbeschreibung und die Hauptsätze der Thermodynamik). Einige dieser Inhalte werde ich als ständige Extra-Beilagen wiedergeben, die ich zum Teil etwas erweitern werde. Das Inhaltsverzeichnis der Extra-Beilagen findet man im letzten Abschnitt auf der Indexseite (siehe 2. Link) meiner Elektronik-Minikurse.

Diese Extra-Beilage hat kurz und bündig die thermodynamischen Hauptsätze der Physik zum Thema.Das Titelbild mit den kunstvoll und harmonisch zusammengestellten astronomischen Objekten aus den Weiten des Kosmos war Teil einer Abhandlung über Thermodynamik und Entropie des Weltalls..


Vom Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung, Teile I und II

Vom Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung, Teile I und IITeil I befasst sich mit den Grundlagen einer Stromsensorschaltung auf einer DC-Speisespannung mittels eines Opamp und Teil II beinhaltet eine nachbaubare elektronische Sicherung nach dem selben Prinzip.

Dieser zweiteilige Elektronik-Minikurs ist einer der ersten seit ich im ELKO, als es noch lange E-ONLINE hiess, mitarbeite. Es war im Oktober des Jahres 2000. Auf Grund einer konstruktiven Leserkritik habe ich hauptsächlich den ersten Teil neu überarbeitet und auch noch etwas erweitert. Diese Erweiterung mit dem Titel Zusatzspannung mit dem LMC555 erfolgt allerdings in einem andern Elektronik-Minikurs, der aber ebenso in dieser aktuellen News vorgestellt wird.

Teil I erklärt warum es möglich ist, bei bestimmten aber gut bekannten Opamps, die Gleichtakteingangsspannung bis an die positive Betriebsspannung zu führen. Dies zeigt sich einerseits in Diagrammen in Datenblättern, es zeigt sich aber ebenso in einem Experiment das ausführlich beschrieben ist und es leuchtet ein, wenn man sich mit dem Innenleben einiger Opamps etwas genauer auseinandersetzt.

Es wird auch eine einfache Lösung mit herkömmlichen Opamps angedeutet, wenn man den Gleichtaktbereich nicht ausreizen will (strenge Worstcase-Bedingung), in dem mittels Taktgenerator eine zusätzlich höhere Betriebsspannung für den Opamp generiert wird. Dieser Zusatz hat den Vorteil, dass man nicht auf spezielle Rail-to-Rail-Opamps angewiesen ist, die es weder in grosser Vielfalt noch für höhere Betriebsspannungen reichlich gibt und oft auch nicht gerade zu den Lowcostprodukten gehören.

Teil II zeigt wie man eine elektronische Sicherung nach den Grundlagen realisieren kann, die man in Teil I lernt. Mit einem einfachen RC-Netzwerk ist es möglich die Trägheit der Sicherung zu definieren. Zur Anwendung kommen eine Konstantstromquelle, dessen Grundlage in einem andern Elektronik-Minikurs vermittelt wird, die Stromsensorschaltung mit einem Opamp und ein RS-Flipflop zur Speicherung des Ueberlastzustandes zwecks Abschaltung des Laststromkreises, die mit einem elektromechanischen Relais erfolgt, welches mittels kleinem Lowpower-MOSFET angesteuert wird. Es ist dem fortgeschrittenen Leser selbst überlassen, ob er anstelle des Relais ein modernes Highside-Halbleiter-Relais einsetzen will.


Positive Zusatzspannung mit dem LMC555

Positive Zusatzspannung mit dem LMC555Dieser neue Elektronik-Minikurs ist eine Erweiterung des bestehenden zweiteiligen Kurses mit dem Titel Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung. Dieser Kurs wurde überarbeitet. Siehe zweiten Link!

Man kann diesen neuen Elektronik-Minikurs allerdings auch unabhängig lesen, weil der Inhalt auch andern Zwecken dienen kann. Es geht darum, mit einfachen Mitteln eine zusätzliche Betriebsspannung zu erzeugen, welche höher ist als die Betriebsspannung für eine ganze Schaltung oder ein Gerät. Diese etwas höhere Betriebsspannung dient dazu einen Opamp zu speisen, bei dem die Gleichtaktspannung bis zur System-Betriebsspannung reicht. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn man nicht auf spezielle Opamp angewiesen sein will. Eine andere Anwendung wäre die Gatesteuerspannung für einen N-Kanal-Leistungs-MOSFET, der als Highside-Schalter eine postive Betriebsspannung ein- und ausschalten muss. Natürlich gibt es dazu heute spezielle Bausteine, aber solche will man vielleicht dann nicht, wenn man nicht von wenigen Herstellern abhängig sein will. Diese zusätzlich höhere Betriebsspannung muss auch in diesem Beispiel nur einen sehr kleinen Strom liefern können.

Lerneffekte: Der Elektronik-Azubi lernt wie man mit der CMOS-Version des 555-Timer-IC einen einfachen Rechteckgenerator realisiert und wie man es mit einem Dioden-Elko-Z-Dioden-Netzwerk anstellt eine zusätzliche und höhere Betriebsspannung mit kleinem Strom zu erzeugen.


Konstantstromquelle mit Bandgap-Spannungsreferenz und Opamp, und eine LED-Testschaltung

Lerninhalte:Konstantstromquelle mit Bandgap-Spannungsreferenz und Opamp, und eine LED-Testschaltung

Man erlernt das Prinzip dieser Konstantstromquelle und am Schluss kann jeder seine eigene LED-Testschaltung bauen und versteht wie sie funktioniert. Das kleine Bild deutet an, wie die Konstantstromquelle, bzw, der LED-Tester arbeitet. Der Azubi lernt schrittweise die Wirkungsweise dieser Konstantstromquelle kennen. Es beginnt mit der einfachsten Opamp-Schaltung, mit dem Impedanzwandler. Im folgenden Schritt wird erst eine Diode im Gegenkopplungspfad eingebaut und wir analysieren die Spannungen. Im nächsten Schritt wird an Stelle der Diode die Basis-Emitterstrecke eines Transistors eingebaut und ein Widerstand zwischen Emitter und GND definiert in Abhängigkeit der Eingangsspannung den konstanten Kollektorstrom. Konstant im Sinne davon, dass der Strom unabhängig des Widerstandes im Kollektorkreis auf einem stabilen Wert bleibt. Damit ist die Konstantstromquelle realisiert. So ideal wie es jetzt aussieht, ist es aber trotzdem nicht, wenn es ganz genau sein soll: Stichwort Early-Effekt, dessen Auswirkung kurz erklärt wird.

Im naechsten Schritt erlernt man die Unterschiede der bipolaren Opamps, nämlich solche mit NPN- und PNP-Eingangs-Transistoren. Und man lernt, warum sich in diesem Projekt nur Opamps mit NPN-Eingangs-Transistoren, von denen es sehr viele gibt, eignen. Es wird aber auch gezeigt, dass durchaus auch gewisse BiFET-Opamps in Frage kommen.

Im naechsten Schritt folgt die vollständige Dimensionierung einer solchen Konstantstromquelle und im letzten Teil folgt die Schaltung des LED-Testers mit umschaltbaren Konstantströmen mit Werten 1, 2, 5, 10, 20 und 50 mA.


Komplementär-Darlington-Transistor-Schaltung und NPN-Komplementärdarlingtonstufe

Das sind die beiden ältesten Elektronik-Minikurse und sie gehören zusammen. Auf Grund von vielen Leserreaktionen habe ich speziell den zweiten massiv erweitert. Er geht jetzt mit Berechnungsgrundlagen tiefer hinein in die Technik der elektronischen Spannungsregelung.

Lerninhalte: Der komplementäre Darlington, Regelvorgang, Dimensionierung, Grenzwerte, Frequenzgangkompensation mit Testschaltung, Strombegrenzung, Kühlkörperberechnung, Second-Breakdown-Limit, Überlastanzeige, Alternatives Schaltungsprinzip für höhere Spannungen.


AMPLIFIER/ATTENUATOR mit symmetrischem Ausgang

Neuer Elektronik-Minikurs! Diese Schaltung verstärkt eine asymmetrisch niederfrequente AC-Spannung und wandelt sie mit dekadisch wählbarem Spannungsteiler in eine rauscharme symmetrische AC-Spannung zum Testen von symmetrischen Verstärkerschaltungen (EMG, EKG, Audio, etc.).

Lerninhalte: Überspannungsschutz. Störung durch parasitäre Kapazität. DC-Offsetspannung. Spezielles Problem bei Opampübersteuerung.

Unterschied zwischen Phasenverschiebung von 180 Grad und Inversion. Opamp: Verstärkung, Frequenz und Impedanz. Passives Ausgangs-R-Netzwerk für niedriges Rauschen.


HIGH-TECH-GENOZIT, oder Tantal lässt grüssen…

Dem Elektroniker ist Tantal ein Begriff. Es ist ein wichtiges, allerdings auch ein selten vorkommendes Metall, das in hochwertigen Elektrolytkondensatoren zum Einsatz kommt. Man setzt diese, meist tropfenförmigen Tantal-Elkos, die sich oft in den Farben blau und orange präsentieren, dort ein, wo bei relativ grossen Kapazitäten kleine Verluste verlangt sind, wie z. B. in präzisen Timerschaltungen mit langen Zeiten. Ebenso für Filterschaltungen mit sehr niedrigen Grenzfrequenzen sind sie oft die ideale Lösung. Hohe Kapazitäten, hohe Qualitäten und kleine Masse.

Kaum jemand weiss allerdings, welch hohen Blutzoll, auch mit diesem seltenen Stoff verbunden ist. Nicht nur Diamanten und Gold, nein auch Tantal gehört zu diesen „schwarzen Schafen“ und dass dabei wieder einmal der schwarze Kontinent für die Ausbeutung durch die „Weissen“ herhalten muss, ist leider eine weitere sehr traurige Realität. Aber lesen Sie bitte selbst, den von mir zitierten Artikel aus der NEXUS-Zeitschrift, Ausgabe Juni/Juli 2006, Seite 11, mit dem Titel HIGH-TECH-GENOZIT:

Über vier Millionen Menschen sind in Zentralafrika im Krieg um Coltan bereits ums Leben gekommen. Coltan steht kurz für Columbit-Tantalit und ist ein hitzeresistentes Mineralerz, das vor allem für Mobilfunktelefone, Laptops und sonstige Elektronik benötigt wird. Das aus dem Erz gewonnene Tantal wird für die Herstellung von Tantal-Elektrolytkondensatoren verwendet. 80 Prozent des weltweiten Coltanvorrats lagern in der Demokratischen Republik Kongo.

Dieses von Gebirge und Dschungel geprägte Gebiet ist der Schauplatz des Krieges, dem man den finsteren Namen „Erster Weltkrieg Afrikas“ gegeben hat und bei dem die kongolesischen Streitkräfte gegen die von sechs Nachbarländern sowie zahlreiche bewaffnete Gruppen kämpfen. Die Opfer sind weitgehend Zivilisten; Hunderttausende sind bereits durch Hunger und Krankheiten gestorben, und die Auseinandersetzungen haben zwei Millionen Menschen heimatlos gemacht.

Obwohl er oft verharmlosend als ethnischer Krieg dargestellt wird, ist der Konflikt in Wahrheit ein Kampf um die Rohstoffe, die bei ausländischen Konzernen heissbegehrt sind: Diamanten, Zinn, Kupfer, Gold und vor allem Coltan. Hintergrund des Kampfes zwischen den schwerbewaffneten Milizen und den verschiedenen Regierungen ist ein Abbrechen des High-Tech-Booms, der in den 1990ern begann und den Preis für Coltan auf knapp 300 US-Dollar pro Pfund hochtrieb.

Soviel aus der Zeitschrift NEXUS. Dem ist kaum noch etwas beizufügen, als darauf hinzuweisen, warum ich diesen Inhalt in den ELKO-Newsletter übernommen habe. Ich denke, es schadet nicht nur nichts, es dient der Sensibilisierung unseres Bewusstseins in der Weise, dass wir immer auch wieder einmal daran denken, dass auch wir unseren Teil dazu beitragen, dass der Fortschritt der „westlichen“ Technologie/Kultur sich zum Nachteil den menschlichen Kulturen auswirkt, welche unter diesem post-kolonialen Szenarium noch heute schmerzhaft zu leiden haben.

Es kommt eben auch sehr darauf an, wie man Fortschritt definiert. Ich definiere ihn, dass das was getan wird allen Menschen zugute kommt, niemand ausgebeutet wird und der Natur nicht schadet. Mögen wir manchmal daran denken, wenn wir gerade wieder dabei sind Tantal-Elkos in eine Printplatte einzulöten…

Es grüsst

der ELKO-Thomas

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