Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Der chaotische Hauptfaden

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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Fritzler » Di 5. Mär 2019, 19:42

Der durchfließende Strom wird durch den Widerstand der Saite selbst und durch die anliegende Spannung begrenzt.

Wie lang wird denn der aufgerollte Draht?
14,7R und 1 meter länge hätten eben 14,7R.
Bei 5V würden dann 360mA durchfließen, is doch noch handlich.

Also doch Spannungsteiler, das flache Metallband ist der Abehmer, also quasi der Chleifer des Potis.
Ein Ende der Saite bekommt GND und das andere Ende xy Volt.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » Di 5. Mär 2019, 20:07

Geiles Konstrukt! Ich bin immer wieder überrascht, welch kreative "Maschinen" hier erdacht werden.

... der Strom muss wohl noch irgendwie begrenzt werden?

So wird es zumindest beim Formant (und sicherlich auch bei vielen anderen Entwürfen) gemacht: Dort speist eine Konstantstromquelle eine Kette von gleichen Widerständen, und an den Verbindungspunkten wird per Tastaturkontakt die Spannung abgegriffen. Der Vorteil bei dieser Konstruktion ist, daß es egal ist, wie viele Tasten gedrückt sind. Du erhältst immer nur den Spannungswert der untersten Taste. Die Schaltung dazu findest du in dem weiter oben verlinkten "Formant Buch". Für deinen Ansatz musst du ggf. die Bauteilwerte für etwas höheren Strom anpassen, da deine "Widerstandsleiter" wohl etwas niederohmiger wird.

Edith fragt: Was benutzt du eigentlich als "Wickelkern" für deine Saiten? Das sollte ja deutlich hochohmiger sein als der Widerstandsdraht, den du dort draufwickelst, denn sonst schließt es ja den Wickel "innen" kurz?
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Di 5. Mär 2019, 21:15

Innen ist einfach eine Nylon Gitarrensaite, ob es da noch etwas "Kleber" oder so braucht, muss ich sehen - ich glaube aber nicht. Aber schon allein deswegen darf es nicht zu warm werden :roll:
Was ich bei der Konstruktion erst mal übersehen hatte, war daß das andere Ende der Saite zum Wickeln auch angetrieben werden muss (auf dem Foto nicht zu sehen)
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Mo 11. Mär 2019, 20:08

Heute kam Flachdraht an und ich hab gleich mal losgewickelt - sieht so aus, als ob das gut geklappt hat :shock: . Je nach Länge, die die Saite dann bekommt, werde ich bei ca. 90 Ohm landen.

Bitte helft mir jetzt mal einen Tongenerator ais den vielen Schaltungen auszuwählen, ich kann da nichts beurteilen.
Meine Anforderungen an das Ding wären:

-VCO (Tonhöhe später auch zusätzlich noch manipulierbar, zB. Tremolo u.ä.)
-stimmbar
-triggerbar (bisschen unklar: was schaltet den Ton an und vorallem aus? - z.B. später bei "Nachklingen")
-die 90 Ohm sollen nachher einer oder zwei Oktaven entsprechen (Spreizung einstellbar?)
-Tongenerator sollte mindestens eine Oktave nach oben und unten umschaltbar sein
-Ich meine eigentlich, daß Rechteck reicht - Pulsweite einstellbar wäre aber gut

(hab ich was vergessen?)

Die Schaltung sollte möglichst übersichtlich und "verstehbar" sein.... hm, ich will ja was dabei lernen und nicht einfach nur nachbauen. Und es werden Fragen kommen.

Leider muss ich erstmal eine Woche nach München, danach würde ich mich dem Spielmanual widmen und versuchen gleich alles vorraus zu denken, was das später können muss. Dann sollte es aber auch los gehen mit dem Gelöt.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » Mo 11. Mär 2019, 21:29

-VCO (Tonhöhe später auch zusätzlich noch manipulierbar, zB. Tremolo u.ä.)

Ist bei einem Gerät nach dem "Moog-Prinzip" Pflicht.

-stimmbar

Geht mit einem "festen" Generator und einem Spannungsoffset.

-triggerbar (bisschen unklar: was schaltet den Ton an und vorallem aus? - z.B. später bei "Nachklingen")

Gar nicht... Der VCO gibt kontinuierlich sein Signal ab. Die Hüllkurve (Amplitudenmodulation) erfolgt mit einem Folgemodul (VCA). Für den einfachen Anfang reicht da bestimmt auch ein einfacher Transistor, der das VCO-Signal zum Ausgang "durchlässt" oder "abwürgt".

-die 90 Ohm sollen nachher einer oder zwei Oktaven entsprechen (Spreizung einstellbar?)

Wenn du einen VCO verwendest, brauchst du dafür bloß den Strom durch deine Saite verändern ;)

-Tongenerator sollte mindestens eine Oktave nach oben und unten umschaltbar sein

Das könnte ein OpAmp (als "Addierer" geschaltet) am Steuereingang des VCOs bewirken.

-Ich meine eigentlich, daß Rechteck reicht - Pulsweite einstellbar wäre aber gut

Beim Formant erzeugt der VCO einen Sägezahn -> Mit einem (einstellbaren) Komperator lässt sich daraus ein Rechteck erzeugen, dessen Pulsweite je nach "Abschneidschwelle" veränderlich ist.

Die Schaltung sollte möglichst übersichtlich und "verstehbar" sein.... hm, ich will ja was dabei lernen und nicht einfach nur nachbauen.

Deshalb: Möglichst kleine, einfache "funktionale Einheiten" ohne "Schnickefug", die einfach verstehbar (und "debugbar") sind.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Bastelbruder » Mo 11. Mär 2019, 22:12

Das "triggerbar" soll vermutlich Einschaltklicks verhindern, die manchen Enthusiasten auch bei Hammond stört. Dazu müßte eigentlich bloß der nächste Nulldurchgang abgewartet werden, bei 440 Hz ist das unter 1,14 ms Anschlagverzögerung.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Mo 11. Mär 2019, 22:21

Nein, beim Triggern gehts vorallem um Ausbau- Sachen - extra Hüllkurven usw. - später, wiel später - möchte ich nur jetzt schon mitdenken.
Aber stimmt - der Tongenerator braucht gar nicht an und ausgeschaltet werden! (wird dann halt etwas nervig am Anfang :mrgreen: )

Also, mit welcher Grundschaltung fange ich an? Ich muss gewiss Bauteile einholen gehen..
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » Di 12. Mär 2019, 13:10

Also, mit welcher Grundschaltung fange ich an?

Ich würde mit einem einfachen Sägezahnoszillator beginnen, hier das Prinzip mal ganz grob skizziert:
Bild
Funktionsweise: Die Kontantstromquelle aus Q1, R1, R2 und R3 läd Kondensator C1 linear auf. Die Spannung an der Basis von Q1 bestimmt den Ladestrom, und damit, wie schnell C1 geladen wird (->Frequenz). Der Komperator X1 vergleicht die Spannung am Kondensator C1 mit einer Schwellspannung, die durch den Spannungteiler R4, R5 und R6 vorgegeben wird. Übersteigt die Spannung am Kondensator diese Schwellspannung, wird der Ausgang des Komperators positiv, und steuert Q2 an, der den Kondensator wieder (recht schnell) entläd. Q3 dient dazu, daß bei der Entladung die Schwellspannung des Komperators so weit gesenkt wird, daß der Komperator den Entladevorgang erst wieder beendet, wenn der Kondensator eine recht niedrige Spannung erreicht hat (Hysterese).

Das Ganze ist natürlich keine perfekte Schaltung, sondern eher ein paar schnell gezeichnete Gedanken, die mir zu der Problematik eingefallen sind. Ich bin mir noch nicht einmal 100%ig sicher, daß das Ding wirklich so funktioniert wie gedacht. Es soll ja auch nur darstellen, wie man einen Oszillator für deine Zwecke bauen könnte. Und wenn da grobe Denkfehler drin sind, sind bestimmt genügend Elektroniker unter den Mitlesern, die mir die Schaltung "um die Ohren hauen" ;) Oder vielleicht hat ja jemand auch eine ganz andere Idee...
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Do 14. Mär 2019, 01:13

Prima, ich bin noch ein paar Tage unterwegs und verstehe aktuell fast nur Bahnhof, aber "sowas" kann ich ja schnell mal löten und dann hoffentlich auch mehr verstehen
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Fritzler » Do 14. Mär 2019, 08:47

Zum Testen und ausprobieren von Werten würde ich dr da lieber nen Steckbrett empfehlen.
Dafür sind die da!
Wenn die Subschaltung steht kannste das Lochrastern ;)
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » So 17. Mär 2019, 14:53

Steckbretter kann ich irgendwie nicht leiden, deshalb habe ich mir ja ein "Lötbrett" gebaut..

Wie fange ich jetzt an die Schaltung zu verstehen? Ich schätze mal, der Spannungsteiler R1/R2 ist meine Widerstandsaite? R4/R5/R6 "stimmen" das ganze System?? PHU!? :shock:
Ich würde es ja mal zusammenlöten, aber so ganz ohne Bauteilwerte? Kann da überhaupt was bei raus kommen, ausser mit viel Glück?
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » So 17. Mär 2019, 17:33

Ich schätze mal, der Spannungsteiler R1/R2 ist meine Widerstandsaite?

Das könnte sogar (mit einem zusätzlichen Vorwiderstand) funktionieren (auf diese Idee bin ich noch gar nicht gekommen), aber der "Querstrom" im Spannungsteiler wäre dabei doch recht groß ;) Zwischen der Widerstands-Saite und dieser frequenzbestimmenden Stelle der Schaltung wäre aber eine OpAmp-Schaltung (die sich auch z.B. um deinen gewünschten Oktaven-Offset kümmert) eher empfehlenswert. Der Schaltplan beschreibt eine Variante, wie man einen "spannungsgesteuerten Sägezahn-Oszillator" aufbauen kann. Wie das Teil später an/in eine "existierende Umgebung" (z.B. deine "Saite") angepasst/eingefügt wird, ist (noch) nicht so wichtig. Wichtig ist momentan nur, "wie es funktioniert" ;)

R4/R5/R6 "stimmen" das ganze System??

Indirekt beeinflusst auch dieser Spannungsteiler die Frequenz des Oszillators. R4/R5/R6 bestimmen die "Kipp-Punkte" der Sägezahnschwingung, an denen die Entladung des Kondensators beginnt und endet. Da nur die "Steilheit" des Spannungsanstiegs durch R1/R2 vorgegeben wird, beeinflussen diese Punkte natürlich auch die Frequenz. Ich würde diese beiden Schaltpunkte bei einer Betriebsspannung von 12 V so etwa auf 2V und 5V legen.

Ich würde es ja mal zusammenlöten, aber so ganz ohne Bauteilwerte?

Das ist beabsichtigt :twisted: Da du ja (wie im Subject des Threads schon angedeutet) etwas Elektronik lernen möchtest, und keine "einfach nachbaubaren Schaltungen" verwenden möchtest, gehört es auch dazu, die Bauteilwerte (zumindest so grob) selber bestimmen zu lernen. Keine Sorge, die Mathematik dabei hält sich in Grenzen ;) Aber das ohmsche Gesetz und die grobe Funktionsweise eines Transistors solltest du dazu schon einigermaßen "im Griff" haben.

Kann da überhaupt was bei raus kommen, ausser mit viel Glück?

Wenn du dich mit der Materie etwas eingehender beschäftigst, brauchst du wesentlich weniger Glück ;)

Wie fange ich jetzt an die Schaltung zu verstehen?

Meine Empfehlung: Zerlege die Gesamtschaltung in einzelne "Standardkomponenten", und fange an, die Funktionsweise dieser "kleinen Brocken" zu verstehen. Momentan würde ich empfehlen, die Funktionsweise der Konstantstromquelle (Q1,R1,R2,R3) nachzulesen, und damit zu experimentieren. In diesem Fall wäre es sinnvoll, anstatt C1 einen Widerstand (oder ein Poti) von einigen kOhm einzubauen, und nur diese fünf Bauteile auf dem Steck/Lötbrett zu verschalten. Ziel wäre dann, eine Konstantstromquelle herzustellen, die ca. 1mA (wäre auch für den kompletten Oszillator ein brauchbarer Wert) liefert -> Ist der "Zusatzwiderstand" 1kOhm, ist 1V darüber zu messen, wird er duch 2kOhm ersetzt, müssten 2V darüber zu messen sein, ...

Du wolltest "lernen", dies ist ein Weg dazu ;) Sollte es dir "zu heftig" werden, bekommst du selbstverständlich Hinweise, Hilfe und notfalls auch Bauteilwerte.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » So 17. Mär 2019, 18:27

Nein, genau richtig! Ich wusste nur wirklich nicht, wo/wie anfangen. DANKE DIR!

EDIT: ich hätte BC548 Transistoren da - spricht was gegen die? Und wie ich jetzt ausgehend von den Transistoren rechnen muß, weiß ich wirklich nicht.

EDIT EDIT: verdammt, auch noch verschiedene Transistoren in der Schaltung, gemein! :roll:
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Bastelbruder » So 17. Mär 2019, 19:26

BC548 - Ha!
Ich hab mit AC122 angefangen. Die gabs vom Auffüllplatz, aus überzähligen Blinkgebern vom SWF im Nachbarort. Außer AC122 waren da auch SFT323 und viiele andere völlig ohne Aufdruck (wenn man von dem kleinen Farbpunkt absieht der den Kollektor markiert). Später waren auf denselben Platinen Transistoren von Texas im Plastikgehäuse, man hat mir eingeredet das seien Siliziumtransistoren. Und in der Bastlerliteratur (ich hab in der Schulbücherei alle gefressen) waren alle Germanium PNP und Silizium NPN. Die meisten Plastikdinger sind beim Ausprobieren richtig explodiert bis ich den Fehler gefunden hab. Viele Schaltungen haben dann mit mäßiger Performance bei 6 V funktioniert und bei 12 V kam wieder der magic smoke raus. Bei Germanium gabs eine Handvoll HF-Transistoren mit Emitter in der Mitte. Und bei Silizium ist häufig der Kollektor in der Mitte, zumindest bei nicht-europäischen Transistoren.
1975 kam dann Elektor mit der TUP-TUN-DUG-DUS-Tabelle. Demnach ist der BC548 ein TUN. Und die europäischen Sondergehäuse mit Kollektor in der Mitte sind mit einem fetten Ausrufezeichen gekennzeichnet.

Ich will damit ausdrücken daß es bei den meisten Grundschaltungen ziemlich egal ist ob man einen BC107, BD135 oder 2N3055 einsetzt. In Mikrofonvorverstärkern schlägt sich der 2N3055 überraschend gut, man muß ihm bloß etwas mehr Futter geben!
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » So 17. Mär 2019, 20:13

Die Elektor Tabelle kenne ich sogar, ich verstehe nur nicht, was wichtig ist - ich hab sie bisher immer benutzt als "ist ähnlich wie"
Wenn ich jetzt die Widerstände für die Konstantstromquelle berechnen will, weiß ich nicht mit welchem Wert ich anfangen soll? In den ganzen Beispielen die ich finde, ist dort auch immer ein NPN gezeichnet - macht das einen Unterschied?

Oh weia - :shock: ich weiß echt gar nichts.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Bastelbruder » So 17. Mär 2019, 20:24

Geh einfach mal davon aus daß die Dreibeiner alle gleich sind. Bis Du die feinen Unterschiede effektiv nutzen kannst wird das einige Zeit dauern.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Chefbastler » So 17. Mär 2019, 20:25

Gobi hat geschrieben:EDIT: wie ich jetzt ausgehend von den Transistoren rechnen muß, weiß ich wirklich nicht.

EDIT EDIT: verdammt, auch noch verschiedene Transistoren in der Schaltung, gemein! :roll:


Da wäre zuerst schauen wie so ein Bipolar Transistor "Praktisch funktioniert"(Atomthorie würde ich erstmal weglassen) und wie man so einen Transistor dazu übereden kann nur etwas leitfähig zu werden(Transistor als Vertärker) und leitfähig/sperrend(Transitor als Schalter) zu werden.

Wichtigste Parameter:

NPN oder PNP,
Germanium oder Silizium,(unterschiedliche Basis Spannung U-BE)
Verstärkungsfaktor hfe/B,
Maximal Verlustleistung die er aushält Ptot,
Maximale Strombelastbarkeit I-CE,
Maximale Spannungsfestikeit U-CE,

https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 201291.htm
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Chefbastler » So 17. Mär 2019, 20:39

Die oben genannte Strombegrenzungsschaltung mit dem Transitor kannst du ja mal versuchen auf 1mA zu berechnen.

Am besten du nimmst ein Labornetzgerät und stellst die Strombegrenzung auf ca. 50mA Spannung und drehst die Spannung nach einschalten von 0-15V hoch und beobachtest dein mA Meter, da kann schonmal nicht viel Kaputt gehen bei Fehlbehandlung.

Ein Steckbrett, da kannst du dann einfach und schnell deine Schaltung ausprobieren und Werte ändern.

Mit ein bis zwei Multimeter kannst du deine Strombegrenzungs Schaltung testen.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » So 17. Mär 2019, 20:46

Wenn ich jetzt die Widerstände für die Konstantstromquelle berechnen will, weiß ich nicht mit welchem Wert ich anfangen soll?

Wenn du weist, wie ein Transistor funktioniert (Strom in der E/C-Strecke wird vom Strom der E/B-Strecke gesteuert, B/E-Strecke verhält sich wie eine Diode), solltest du herausbekommen, wo der (gewünscht konstante) Strom, der aus dem Kollektor heraus fließen soll, auch "durch muss". Und dort fängst du an ;)

In den ganzen Beispielen die ich finde, ist dort auch immer ein NPN gezeichnet - macht das einen Unterschied?

Nur den, daß die die Spannungsverhältnisse genau umgekehrt sind -> Wenn du eine Schaltung mit PNP-Transistoren hast, kannst du die gleiche Schaltung auch mit NPN bauen. Du must nur die Betriebsspannung (und alle anderen gepolten Bauteile, wie z.B. Dioden) umdrehen. Wenn du die Bemaßung einer Konstantstromquelle mit NPN hinbekommst, kannst du die Widerstandswerte in eine PNP-Schaltung übernehmen. In der Oszillatorschaltung hat es schon einen Grund, daß an dieser Stelle ein PNP vorgesehen ist.

Oh weia - :shock: ich weiß echt gar nichts.

Ich gehe davon aus, daß sich das recht schnell ändern wird. Wenn du die gleiche Kreativität, die du in der Mechanik hast, auch in der Elektronik anwenden kannst, kommen da bestimmt sehr interessante Schaltungen heraus! Alles was du dazu brauchst, sind etwas mehr Kenntnisse des "Elektronik-Werkzeugkastens" ;)
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Mo 18. Mär 2019, 19:50

:cry: Also irgendwie habe ich ein Blackout. Hier scheint die Sache eigentlich ganz gut erklärt:
https://kompendium.infotip.de/konstantstromquelle.html
Aber ich sehe nur Variablen. Ok - Uv und URef sind bei mir 12V - Ic soll 1mA sein und Rl 1K Ohm. Aber der ganze Rest? Woher soll ich jezt z.B. wissen wie UBE usw. sein soll?
Doch erst mal Transistor Grundlagen pauken?
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Fritzler » Mo 18. Mär 2019, 20:04

UBE steht im Datenblatt ;) (erstmal als maximum rating und dann besser in den Diagrammen)
Aber das wär erstmal etea viel, daher:
Ist ansonsten aber immer recht gut merkbar mit ~0,7V bei Silizium.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Bastelbruder » Mo 18. Mär 2019, 20:15

Da war eine Schwarte von JostyKit mit etwas Theorie, praktischen Anleitungen zum Bau (nicht nur) von NF-Verstärkern mit Berechnung die funktioniert und echter Praxis. Und ein Anhang mit Fragen und Antworten. Pädagogisch mindestens so gut wie der legendäre Kosmos Radiomann. Die ein paar Jahre später in der Ausbildung als Fernmeldeelektroniker erworbenen Kenntnisse über Transistoren sind nur ein Bruchteil dessen.
Ich guck mal.
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Gobi » Mo 18. Mär 2019, 20:23

gibts z.B. hier https://www.ebay.de/itm/Amateur-Elektro ... SwkIdbwJEH
Nur- wieder "so ein" Buch - werde ich es auch verstehen??

@Fritzler: wie ist denn die englische Bezeichnung für den Verstärkungsfaktor? Ich finde mich anscheinend im Datenblatt nicht zurecht?
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon Fritzler » Mo 18. Mär 2019, 20:26

hfe :lol:
Das ist aber der maximale Wert und schawank in der realität persvers.
Daher verbaut man eigentlich immer eine Gegenkopplung (in diesm Fall ist das R3).
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Re: Elektronik lernen durch Bau eines modularen Sythesizer?

Beitragvon xoexlepox » Mo 18. Mär 2019, 22:50

Hier scheint die Sache eigentlich ganz gut erklärt

Naja, vielleicht solltest du auch diese Seite mit zur Rate nehmen. Ab dem Absatz "Konstantstromquelle mit Transistor" wird m.E. etwas besser beschrieben, wie die Gegenkopplung dieser Schaltung funktioniert.

hfe :lol:

In etwas älterer Literatur wird das auch "beta" genannt (ggf. auch "B", das gilt dann aber nur für "Schaltbetrieb"). Bei groben Abschätzungen wird dieser Wert mit 100-200 angenommen. Bei Leistungstransistoren sollte man lieber 20-50 annehmen.
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