Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek

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ISBN 978-3-645-39007-1

Autor: Frank Sichla

INHALTSÜBERSICHT

Band 1: 300 neue professionelle Schaltungen .................................................. PDF-S. 4

Band 2: 301 neue professionelle Schaltungen ............................................... PDF-S. 395

Band 3: 302 neue professionelle Schaltungen ............................................... PDF-S. 788

Band 4: Standardschaltungen der Digital- und Analogtechnik ............... PDF-S. 1264

Band 5: Schaltungssammlung LEDs, LCDs und Lasertechnik ................ PDF-S. 1572

Band 6: Schaltungssammlung Mikrocontroller und USB ........................ PDF-S. 1922

Band 7: Schaltungssammlung Mess- und Prüftechnik ............................. PDF-S. 2299

Applikationsschaltungen für Praxis, Labor und Studium

Band 1:300 neue professionelle Schaltungen

FRANZISE L E K T R O N I K

4239-4 Titelei 300:4239-4 Titelei 300 13.02.2009 11:04 Uhr Seite 3

Vorwort

Auch dieser Band „Professionelle Schaltungstechnik“ ist kein Buch für Theoretiker, son-dern eins für Praktiker, die für einen bestimmten Anwendungsfall eine Schaltung suchen,die sich schnell und mit wenig Aufwand realisieren lässt.

Da es sich in der Regel um einfache Systeme handelt, wurde bewusst auf einen alle Einzel-heiten erklärenden Begleittext verzichtet. Der geübte Praktiker dürfte durchaus in der Lagesein, die Funktion zu durchschauen. Es wird also nur das beschrieben und erklärt, was unbe-dingt nötig ist, um mit der jeweiligen Schaltung arbeiten zu können.

Es werden nur moderne und hochwertige Bauelemente eingesetzt, deren Beschaffung nichtso schwierig ist, wie man vielleicht zunächst annehmen mag. Die Standardbauteile könnenSie bei jedem Elektronikhändler bekommen. Die MOS-Bausteine bekommen Sie in reicherAuswahl, z. B. bei Reichelt-Elektronik, Postfach 10 40, 26358 Wilhelmshaven. Spezial-ICs, MOS-Transistoren, Optohalbleiter sowie einige der eingesetzten Relais können Siezum Beispiel über die Firma Conrad-Electronic GmbH, Klaus-Conrad-Straße 1, 92240 Hir-schau, beziehen. Bezüglich der SDS-Relais wenden Sie sich bitte an die Firma NAIS/SDS-Matsushita Automation Controlls, Deutschland GmbH, Rudolf-Diesel-Ring 2, 83607 Holz-kirchen. Wenn Sie bei diesem Hersteller direkt kaufen wollen, bedenken Sie bitte, dass SieMindestmengen abnehmen müssen.

Viele Bauelemente können Sie auch über die Distributoren der Hersteller oder deren Halb-leiter-Service beziehen. Hier schaffen Sie mit einigen Telefonaten Klarheit. Auch in denKatalogen vieler Versandhändler findet sich so manches interessante Bauelement! ZumSchluss sei noch erklärt, warum das Buch keine Platinen-Layouts enthält.

Erstens würde der Anwender damit auf eine bestimmte Form und Größe der Leiterplattefestgelegt, was der Erfahrung nach absoluter Unsinn ist, denn dafür dann ein passendesGehäuse zu finden ist fast unmöglich und endet dann meist in einer abenteuerlichen Impro-visation.

Zweitens ist der Anwender gezwungen, sich die vorgegebenen Bauteilegrößen in Bezug aufWiderstände und Kondensatoren zu beschaffen. Das kann durchaus Zeit, Geld und Mühekosten.

Drittens ist der Anwender gezwungen, sich die vorgesehenen Relais zu besorgen. Selbstwenn man gleichwertige oder gar bessere Relais zur Verfügung hat, kann man diese dannmeist nicht anwenden. Die richtige Reihenfolge bei der Erstellung eines ordentlichen Gerä-tes sieht so aus:

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Material für die Schaltung zusammenstellen.Passendes Gehäuse beschaffen.Platine für diesen Gehäusetyp anfertigen.Bestücken und einbauen.

Übrigens, viele Schaltungen sind so klein und einfach, dass man sie auf einem Stück Loch-rasterplatte aufbauen kann.

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Inhalt

1 Einfache Ampelsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Automatische Hausnummernbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Mittels Drucksensor gesteuerter Tonfrequenzgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Druckabhängiger Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Alarmgeber mit Drucksensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Selbsthaltender Wechselschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Zeitgeber mit getrennt einstellbarer Anzug- und Abfallverzögerung und optischer

Betriebsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Hellschalter als Alarmgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Rotlicht-Kontrolleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

10 Programm-Ende-Melder für Waschmaschinen mit Drehwahlschalter . . . . . . . . . . 2611 Zündflammenüberwachung mit Alarm für Kombithermen (Gas-Etagenheizung) 2812 Schaltzusatz für Quarz- und Funkuhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3013 Signaltongenerator für Programm-Ende-Melder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3214 Mini-Netzteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3315 Pulsierende LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3416 Verzögerter Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3517 Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3618 Verbesserter Zeitgeber mit UJT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3719 Wechselblinker mit „Vibrato“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3820 Taktoszillator mit Optokoppler als Ausgangsstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3921 Doppellauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4022 Zuverlässiger Hochlast-Stromstoßschalter mit Thyristor-Flip-Flop . . . . . . . . . . . 4223 Flexibler Zeitschalter mit Zeitwahl per Starttaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4424 Baustellenblitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4725 Selbsthaltender, zeitgesteuerter Signalgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4826 Akustischer Melder mit Tonhöhen- und Laufzeitprogrammierung . . . . . . . . . . . . 4927 „Piepomat“ für Nostalgiker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5028 Akustischer Signalgeber, Typ „Ohrenquäler“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5229 Verpolungsschutzschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5330 Automatikschalter von Netzteil auf Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5431 Weich einschaltender Halogen-Timer mit Abschaltvorwarnung . . . . . . . . . . . . . . 5632 Optischer Türmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5833 Kleinlampe mit digitaler Dimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6034 Hochempfindlicher Schaltverstärker mit Zeitfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

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35 Stromsparender Reflexschalter mit einstellbarer Ausgangsimpulsbreite . . . . . . . . 6336 „Supereinfacher“ verzögerter Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6437 Verzögerter Einschalter mit Halbleiter-Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6538 Toggle-Zeitgeber und Flip-Flop mit XR2240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6639 Notlicht bei Lampenausfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6840 Impulsspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6941 Lichtgesteuerter Zeitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7042 Fotoelektrischer Fernschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7243 Taschenlampen-Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7444 Blitzblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7545 Dunkelschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7646 Hochspannungs-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7747 Multivibrator mit verzögert durchschaltenden Ausgängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7848 Verzögert durchschaltender Multivibrator aus Schmitt-Triggern . . . . . . . . . . . . . . 7949 Batterieversorgter „Multivibrator“ bzw. Messstellenumschalter . . . . . . . . . . . . . . 8050 Impulsgesteuerter Alarmgeber mit Laufzeitbegrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8151 Wasser-Melder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8252 4060 als steuerbarer Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8353 „Leerlauf“-Abschalter für Fernsehgerät etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8454 Steuern von 24 Volt-Relais an 12 Volt Betriebsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8655 „One-Shot“-Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8756 Einschaltzeitbegrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8857 Stromverbrauchsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8958 Ein-Transistor-Taktgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9059 Signalgeber mit zeitlich begrenzter Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9160 Relais als Signaltongeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9261 Reservelampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9362 Hochspannungspulser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9463 Zeitgeber für Akkubetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9564 NE555 – „digitalisiert“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9665 ICM7555 als digitalisierter Toggle-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9866 Bewegungs-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9967 Klein-Netzteil für Bewegungs-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10068 Impulsgenerator/Baustellenblinker 10069 Elektronischer Türklopfer, Typ „Hammerwerk“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10170 Stromstoßschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10271 Alarm-Melder mit Leistungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10372 Optischer und akustischer Melder mit Relais-Schaltstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10473 Lichtzeilensteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10574 Sirenenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10675 Akustischer Melder mit Selbsthaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10676 Warntongeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Inhalt

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77 555 im Zyklenbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10878 Fotoelektrisch kontrollierter Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10979 High-Tech-Dämmerungsblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11080 Manuell getriggerter Nachbrenner für Autoscheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11181 Nachbrenner für Autoscheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11282 Handgestarteter Nachbrenner ohne Ruhestromaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11483 ICM7555-Timer mit ungewöhnlicher Beschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11584 Zeitschalter für Batteriebetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11685 Schaltverstärker für Bimetall-Blinklampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11786 Zeitgeber für professionelle Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11887 Warnlampen-Funktionskontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12088 Bewegungsmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12189 Automatisches Türsignal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12290 Power-Flip-Flop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12391 Entweder-Oder-Leistungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12492 „Hauptlast hat Vorrang“ Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12593 Lastvorrangschalter mit MOS-Fet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12694 „Nur so“-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12795 Mit Hallelement geschaltete Steckdose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12896 Mit Hallschalter gesteuerte Steckdose mit bistabilem Relais . . . . . . . . . . . . . . . . 12997 Hochleistungswahlschalter 1 aus 4 (Tastenaggregat) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13098 4-Kanal-Wahlschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13299 Vereinfachter Tastwahlschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

100 3-fach Lampenwahlschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134101 Fenster/Heizkörper-Koordinator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136102 Weichblinker für Alarm- und Meldeanwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137103 Lichteffektschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138104 Ablaufsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139105 Optischer Bewegungsmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140106 Einfacher Bewegungsmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141107 Stromstoß-Relais in Sparschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142108 Stromstoß-Relais mit Ruheanzeige per LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143109 Weichschalter für Halogenlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144110 Schaltverstärker mit Zeitfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145111 Verzögerter Einschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146112 555-Timer mit Nachtriggerfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147113 ICM 7555 mit Nachtriggerfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148114 Alarmanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149115 Monoflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150116 Nachtriggerbares Monoflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151117 Flipflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152118 Verzögerter Mehrfachschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Inhalt

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119 Wahlschalter 1 aus 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154120 Dreifachschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156121 Sicherungs-Defekt-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157122 Elektronischer Windrichtungsanzeiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158123 Acht Klingeln an einer Leitung/Kodierte Hausklingelanlage . . . . . . . . . . . . . . 160124 Zeitbezogenes Herunterstufen der Helligkeit von Halogenlampen . . . . . . . . . . 163125 Zeitlicht mit helligkeitsvermindertem Nachlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164126 Nachlaufendes Zeitlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165127 Automatischer Abschalter für Fernsehgerät, Radio etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166128 Lichtschalter mit zeitbezogenem Herunterstufen der Lampenhelligkeit . . . . . . 167129 IR-Fernsteuerempfänger mit digitaler Schaltanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168130 IR-Handsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169131 Ein Leuchtsegment fährt Karussell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170132 Analog-Blink-Lichtband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171133 Analoges Lichtband, abbauend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172134 Zeitgeber mit Count-Down-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173135 5-facher, serieller Lastschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174136 Dämmerungsdimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175137 Nachtriggerbarer Zeitgeber mit Abschaltvorwarnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176138.1 Flurlichtzeitschalter mit Abdimmeffekt zur Abschaltwarnung . . . . . . . . . . . . . 177138.2 Steuermodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179139 Einfacher Signalgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181140 Nullspannungs-Lichtschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182141 Einfachst-Netzblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183142 ICM7555 als Generator mit getrennt einstellbarer Frequenz und Impulsbreite 184143 IR-Reflexschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185144 IR-Reflex-Zeitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187145 Türklingel „Krawallopieps“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188146 Umschalttransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190147 Kontrollschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191148 Parallel-Zeitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192149 Nachlaufzeitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194150 Einfache Lichtbandsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196151 Lichteffektschaltung mit Binärzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197152 Haustür-Zeitlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198153 IR-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199154 IR-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200155 Zeitschalter für IR-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201156 Universalempfänger für IR-Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202157 Automatik-Türgong mit Passiv-IR-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203158 Automatisches Nachtlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204159 LED-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

Inhalt

10

160 Wechselspannungsfernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206161 Netz-Sicherungs-Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207162 Togglebarer Zeitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208163 Kurzzeitgeber ohne Ruhestromaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210164 Drahtgebundene Steuerung von zwei Netzlasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211165 Doppelklingel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212166 Dämmerungsschalter mit Hochlastrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214167 Timer „ohne“ Ruhestrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215168 Pendellichtbandsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216169 Sensorschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218170 Zeitschalter mit Sensorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219171 Lauflicht mit Arbeitsmoduseinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220172 Doppelpendellauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222173 8-Kanal-Pendellauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224174 Steuerteil für 10-Kanal-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225175 Signalgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226176 Zeitgesteuerte Sirenenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227177 Besuchermelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228178 Verzögerter Doppelschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230179 Serieller „Halogen-Schalter“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232180 8-Minuten-Timer mit Count-Down und Nachtriggerfunktion . . . . . . . . . . . . . . 233181 Steuerschaltung für 16 mm Duo-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235182 Einschaltstrombegrenzer für 6 Volt Halogenlampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236183 Einschaltstrombegrenzer für Halogenlampe 12 V/20 W . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237184 Weichschalter mit Abschaltverzögerung für Halogenlampe . . . . . . . . . . . . . . . 238185 Automatischer Serienschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239186 Serieller Schalter mit Zeitfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240187 Ministromversorgung ohne Trafo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242188 Halogen-Dimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243189 „Weichschalter“ für 230-Volt Glühbirnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244190 Lichtband mit auf- und abbauendes Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245191 Einfacher Kurzzeitschalter für hohe Last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246192 Verbesserter Kurzzeitgeber mit Diac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247193 Überhitzungsschutz für Kleinst-Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248194 Und hier die „Toto-Zahlen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249195 Digitaler Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250196 Supereinfacher, zuverlässiger Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251197 Schalteraggregat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252198 Helligkeitsabhängiger Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255199 Automatische Helligkeitsanpassung einer 20 Watt Halogenbirn: . . . . . . . . . . . 256200 Reflex-Taste: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257201 Kontrollschaltung mit Reflexkoppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

Inhalt

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202 Wechselblinker mit UJT und bistabilem Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260203 Rechts-Links-Schieberegister mit Ausgangsselektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261204 Digitaler Stufendimmer für Halogenlampe mit Rechts-Links-Schieberegister 262205 4-stufiger Dimmer für Glühbirnen von 40–100 Watt mit Rechts-Links-Schiebe-

register 40194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264206 Lampenschieber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266207 Notlichtumschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267208 Automatische Reservelampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268209 Phasenverpolungsschutzschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271210 Selbsthaltendes Halbleiter-Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270211 Doppelschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273212 Spannungsabhängiger Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274213 Blinkende Glimmlampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275214 Verzögerter Einschalter mit Count-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276215.1Mini-Fernsteuersender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278215.2Fernsteuersender, Variante 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279216 Mini-Fernsteuerempfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280217 Haustürschlüssel-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281218 IR-Reflexschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282219 Stromversorgung für IR-Reflexschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283220 Reflexlichtschranke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284221 Richtungsabhängige Lichtschranke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285222 2. Variante der richtungsabhängigen Lichtschranke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287223 Postmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288224 Briefkasten-Kontrolleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289225 Hochleistungs-Blitzblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290226 Impulsschalter für Akku-Lampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291227 230 V-Blink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292228 Leistungs-Zeitschalter mit Diac und „Eltako“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293229 Unterspannungsanzeige für Batteriegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294230 Spannungsregler von 11–14,5 auf 9 Volt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295231 Zeitschalter mit Spannungsdetektor IC ICL8212 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296232 Solar-Laderegler einfachster Bauart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297233 Grenzspannungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298234 Kontaktloser Schalter „Marke-Eigenbau“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299235 Türüberwachung mit Hallschalter und Piezo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300236 „Schubladen-Kontrolleur“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301237 Kontaktlose Taste mit Hallschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302238 Sicherheitsschloss, Typ: „Russisch-Roulette“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303239 Verzögerter Einschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305240 Sicherungsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306241 Wechselschalter für mit Leuchtstoffröhren bestückte Lichtreklame-Displays . . . 307

Inhalt

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242 Verzögerter Einschalter mit extrem langer Vorlaufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308243 5-Minuten-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309244 30-Sekunden-Einschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311245 Verzögerter Einschalter mit 4060 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312246 Verzögerter Einschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313247 Zeitschaltverstärker für Quarz- bzw. Funkuhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315248 Schaltmodul für Funkuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316249 Langzeitverzögerer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318250.1 Stunden-Timer mit Count-down und Abschaltvorwarnung . . . . . . . . . . . . . . . . 319250.2 Stunden-Timer mit Count-down und Abschaltvorwarnung . . . . . . . . . . . . . . . . 320251 Betriebskontrolle für Lötkolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321252 Alarm/Meldeblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322253 Netzbetrieb von Niedrigspannungslampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323254 Automatisches Nachtlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324255 Dämmerungsschalter, Version 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325256 Selektiver Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326257 Entweder-Oder-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327258 Kurzzeitbeleuchter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328259 Netz-Lampenausfallmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329260 Nachtlicht für Flure, Gänge, Treppen etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330261 Einschaltfernmelder mit Fernabschaltmöglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331262 Richtungsempfindliche Lichtschranke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332263 Akustische Sicherungsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334264 Sensorschalter für Batteriebetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335265.1 16-Kanal-Lauflicht mit Ausgangsprogrammierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336265.2 16-Kanal-Lauflicht mit Ausgangsprogrammierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337266 Folgeschalter/Kontrollschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338267 Power-Flip-Flop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339268 Automatischer Zweitschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340269 Zeit -und Spannungsbegrenztes Einschalten von Messgeräten . . . . . . . . . . . . . 341270 Dämmerungsschalter mit fünf seriell gesteuerten Ausgängen . . . . . . . . . . . . . . 342271 Dämmerungsschalter mit fünf Ausgängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343272 Spannungsgesteuerter Schalter/Solarladeregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344273 Lichtgesteuerter Dreistufenschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345274 Grenzspannungsschalter/Tiefentladeschutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346275 10-Minuten-Timer mit Toggle-Funktion und Count-Down . . . . . . . . . . . . . . . . 348276.1 Drahtgebundene Fernsteuerung mit Spannungsstufenauswertung . . . . . . . . . . . 350276.2 Drahtgebundene Fernsteuerung mit Spannungsstufenauswertung . . . . . . . . . . . 351276.3 Drahtgebundene Fernsteuerung mit Spannungsstufenauswertung . . . . . . . . . . . 352276.3 Drahtgebundene Fernsteuerung mit Spannungsstufenauswertung . . . . . . . . . . . 353277 9-Kanal-Drahtfernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354278 Unterbrechender Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

Inhalt

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279 Unterbrechender Umschalter mit N-Kanal-Ausgangstransistoren. . . . . . . . . . . . 358280 BIP-MOS-Schalter selbstgemacht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359281 Türklingel „Dudel-Deluxe“ mit Lichtspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360282 Selbstleitender MOS-Fet vom Typ BSS229 als Spannungsregler . . . . . . . . . . . . 361283 12-Volt-Relais an 24 Volt über Fet-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362284 Konstantstromquelle für Low-Current-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363285 Konstantstromquelle für 12-Volt Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364286 Ansteuerung bistabiler Relais über Spezial-Optokoppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365287 Automatische Leuchtstärkeregelung mit OPL100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366288 Nachlaufpiepser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367289 PC921 steuert BUZ11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368290 Elektronischer Schlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369291 Elektronisches Schloss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370292 Thyristor-Flip-Flop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372293 Impulsspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373294 IR-Fernsteuerempfänger mit Störsignalunterdrückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374295 IR-Fernsteuersender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375296 Stromversorgung für IR-Fernsteuerempfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376297 IR-Fernsteuerempfänger mit Zeitfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377298 IR-Fernsteuerempfänger mit erhöhter Zuverlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378299 IR Fernsteuerempfänger mit Stromstoß-Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379300 Drahtgebundene Fernsteuerung/Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380301 Erster Empfänger der drahtgebundenen Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381302 Zweiter Empfänger der drahtgebundenen Fernsteuerung und Stromversorgung 382303 Mini-Dimmer für Halogen-Lampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383304 15 kHz-Start-Stop-Oszillator mit Power-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384305 Zeitbezogenes Herunterstufen der Lampenhelligkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385306 Netzausfallerinnerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

Inhalt

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Diese Schaltung, die für Modellbauanwendungen entwickelt wurde, simuliert über3 Leuchtdioden oder Kleinglühbirnen, ziemlich perfekt eine Verkehrsampel. Die eigentlicheAblaufsteuerung bildet der 4017, mit der die Ausgänge entkoppelnden Diodenmatrix undden drei Schalttransistoren. Der Teiler-Baustein 4060 dient hier als einstellbarer Taktgeberfür den 4017. Wenn Sie Low-Current-LEDs einsetzen, ist die Stromaufnahme so niedrig,dass sogar Batteriespeisung in Frage kommt. Sie können aber auch mittels Relais oder Halb-leiter-Relais Glühbirnen ansteuern.

1 Einfache Ampelsteuerung

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Diese kleine Schaltung ermöglicht es Ihnen, sich eine beleuchtete Hausnummer „aufzu-bauen“. Das ist durchaus kein unnötiger Luxus, sondern sehr nützlich. Das Ein- und Aus-schalten der Beleuchtung geschieht hier selbstverständlich automatisch über folgende Funk-tionen: IC1 bildet zusammen mit dem LDR und den Widerständen einen einstellbaren Däm-merungsschalter. Solange ausreichend Licht auf den LDR fällt, ist er niederohmig und derEingang Pin 1 des IC1 liegt an positivem Speisepotenzial. Somit ist der Ausgang Pin 4 hoch-ohmig. Bei Einbrechen der Dunkelheit steigt der Widerstand des LDR langsam soweit, dassirgendwann die Ansprechschwelle des TCA345 unterschritten wird und sein Eingang nun„negativ“ wird. Mit dem Trimmer können Sie diesen Zeitpunkt beeinflussen. Jetzt schaltetder Ausgang Pin 4 durch und es gelangt negatives Potenzial über die Diode und den4,7 MOhm-Widerstand auf den Tantal-Elko und lädt ihn langsam auf. Wenn Sie einen22 µF-Elko einsetzen, dann ist dieser nach etwa 2 Minuten soweit aufgeladen, dass dieSchaltschwelle des zweiten TCA345 überschritten wird und nun über Ausgang Pin 4 derTransistor durchgeschaltet wird. Das Relais zieht an und die Glühbirne brennt. In der Mor-gendämmerung fällt nun wieder Licht auf den LDR, und wenn es hell genug ist, wird er wie-der so niederohmig, dass der Eingang von IC1 wieder auf „Plus“ liegt und somit der Aus-gang sperrt. Da nun kein Ladeerhaltungsstrom mehr in den Elko fließt, wird seine Ladungüber den 10 MOhm-Parallelwiderstand abgebaut. Auch jetzt wird noch etwa 2 Minuten dieSchaltschwelle des TCA345 unterschritten, was zu seinem Abschalten führt. Nun sperrtauch der Transistor wieder und das Relais fällt ab, die Glühbirne geht aus. In diesem Zustandnimmt die gesamte Schaltung nur etwa 3 mA auf. Sicher werden Sie sich jetzt wie vieleLeser fragen: Wozu die Ein- und Ausschaltverzögerung? Diese wurde ganz bewusst solange gewählt, damit kurzzeitige Verdunkelungen des LDR, z. B. durch Wolken, nicht zumEin- und Ausschalten der Beleuchtung führen. Ähnlich verhält es sich mit der Ausschaltver-zögerung, die verhindert, dass vorbeifahrende Autos mit ihren Scheinwerfern die Beleuch-tung abschalten. Wenn Ihnen die Verzögerung durch einen 22 µF-Elko zu gering ist, nehmenSie einen von 33 µF oder 47 µF.

2 Automatische Hausnummernbeleuchtung

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Ein weiterer Punkt, der einige Leser erstaunen wird, ist der Einsatz eines Relais als Last-schalter, wo es doch scheinbar nahe liegt, die Glühbirne direkt mit einem Transistor zu steu-ern. Auch hier wurde mit Vorbedacht das Relais gewählt, weil es durchaus Vorteile bringt.Erstens sind Sie in der Wahl der Glühbirne viel freier und zweitens muss ein Relais nichtgekühlt werden. Wenn Sie ein empfindliches Relais einsetzen, dann können Sie es direktüber den Ausgangs-Pin 4 von IC2 steuern, und zwar so, wie strichliert gezeigt. Das Relaisdarf dann aber darauf keinen Fall mehr als 70 mA-Spulenstrom ziehen. Versorgen könnenSie das gesamte System mit einem 6 Volt-Klingeltrafo, der etwa 1 – 1,5 A liefern könnenmuss.

2 Automatische Hausnummernbeleuchtung (Fortsetzung)

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Diese etwas eigentümlich anmutende Schaltung ist verblüffend und vielseitig einsetzbar.Die Generatorschaltung selbst ist altbekannt und wird deshalb hier nicht weiter erklärt. DasBesondere an dieser Schaltung ist der Drucksensor in Folienform, den Sie bei Fa. Conradbeziehen können. Diese Folie verändert ihren Eigenwiderstand unter Druck, und zwar vonweit über 20 MOhm im unbelasteten Zustand, hin zu etwa 2 kOhm unter kräftigem Druck,z. B. mit dem Finger. Da dieser veränderliche Widerstand im Rückkopplungszweig desGenerators liegt, führt das zu einer Veränderung der Ausgangsfrequenz, und zwar derart,dass die Frequenz immer höher wird bei steigendem Druck. Anstelle des Piezoschallwand-lers können Sie natürlich auch einen MOS-Fet ansteuern und über diesen einen Lautspre-cher. Diese Schaltung können Sie zum Beispiel als originelle Türklingel einsetzen, oder alsToneffektgenerator, auf Gewicht reagierenden Alarmgeber, oder ...... denken Sie sich dochselber was aus!

3 Mittels Drucksensor gesteuerter Tonfrequenzgenerator

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Diese Schaltung wurde entwickelt als Teil einer halbautomatischen Abfüllanlage. Der Foli-endrucksensor ist dabei Teil einer Art „Wiegevorrichtung“, auf die der zu füllende Behältergestellt wird. Über ein Magnetventil wird nun z. B. Wasser in den Behälter gelassen. Ist einbestimmtes Gewicht erreicht, ist der Widerstand der Drucksensorfolie also kleiner als derdes Trimmerwiderstandes, dann kippt N1 und lädt den 10 µF-Elko. Die Gatter N2/N3/N4schalten ebenfalls um und das Relais zieht an, was dazu führt, dass dem Magnetventil derBetriebsstrom entzogen wird und es somit sperrt. Damit nun der volle Behälter gegen einenleeren ausgetauscht werden kann, bleibt das Relais noch etwa 10 Sekunden angezogen,wofür der 10 µF-Elko sorgt. Wenn Sie den 1 MOhm-Widerstand durch einen Trimmer erset-zen, dann können Sie die Abfallverzögerung den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Wenndas Relais abfällt, dann bekommt das Magnetventil wieder Strom und öffnet. Zu der gesam-ten Anlage gehören natürlich noch verschiedene Sicherheitssysteme, zum Beispiel um einÖffnen des Magnetventils zu verhindern, wenn kein Behälter auf dem Sensor steht. DieAnsprechschwelle der Schaltung lässt sich mit dem 22 kOhm-Trimmer innerhalb gewissenGrenzen beeinflussen. Noch einige Bemerkungen zu den Treibergattern und zum Relais:Die drei parallel geschalteten Gatter können zwar bei 12 V-Betriebsspannung rund 36 mAliefern, dennoch sollten Sie das Relais wie gezeigt in Sparschaltung betreiben um den Stromauf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Der Anzugstrom des Relais liegt bei 30 mA, der Hal-testrom bei rund 15 mA, und das auch nur für die Einschaltzeit, denn so bald das Relais abge-fallen ist, geht die Stromaufnahme der Schaltung innerhalb von etwa 10 Sekunden auf Null.Ein Ein- und Ausschalter ist somit nicht zwingend nötig.

4 Druckabhängiger Schalter

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Dieses kleine Gerät wurde entwickelt, um zu verhindern, dass Ausstellungsstücke auf einerMesse entwendet werden. Dazu muss das zu sichernde Gerät auf den Foliensensor gestelltwerden und die Betriebsspannung eingeschaltet werden. Mit R1 lässt sich die richtige Emp-findlichkeit einstellen. Der Thyristor darf also nicht gezündet sein. Nimmt nun jemand denGegenstand vom Sensor, dann wird dieser hochohmig und die Eingänge von Gatter 1 liegenüber R1 an Null, was zum Umkippen seines Ausgangs führt. Jetzt bekommt der Thyristorpositives Zündpotenzial und schaltet durch. Die LED leuchtet und ihr Strom hält den Thyris-tor durchgeschaltet. Damit wird auch Steuereingang 5 von Gatter N2 positiv und diesesarbeitet im Zusammenspiel mit R3/R4 und dem 100 nF-Kondensator als Tongenerator fürden Piezoschallwandler, der über die Ausgänge der beiden Treibergatter N3 und N4 mit demSignal beaufschlagt wird. Diese Art der Beschaltung bringt eine enorme Lautstärke, undsorgt so dafür, dass das Personal aufmerksam wird und nach dem Rechten sieht. Mit R4 lässtsich der Oszillator auf die Resonanzfrequenz des Piezos einstellen. Der Ton wird dann soschrill, dass alle Zahnprothesen in der Nähe schwingen. Dieser Effekt und ein missbilligen-der oder strafender Blick des Personals haben einen durchaus erzieherischen Wert. Apropos,auch wenn der Piezo kreischt, dass Brillengläser springen, die Stromaufnahme der Schal-tung bleibt bei 10 mA.

5 Alarmgeber mit Drucksensor

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Applikationsschaltungen für Praxis, Labor und Studium

Band 2:301 neue professionelle Schaltungen

FRANZISE L E K T R O N I K

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Inhalt

1. Abtast-/Halte-Schaltungen (Sample And Hold) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.1 Zwei Anstiegszeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.2 Abtastverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.3 Verfolgen und Halten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4 256 8-Bit Abtasten/Speichern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.5 Sample and Hold nichtinvertierend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.6 Sample and Hold digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.7 Sample and Hold analog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.8 Neutralisation im Bereich von +/-7,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.9 Sample and Hold nichtinvertierend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.10 Zeitgesteuertes Abtasten der Anstiegsflanke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.11 256 Pegel Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.12 Verfolgen und Halten bis 4 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.13 Sample and Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.14 15 V nur eine Versorgungsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.15 Sample and Hold mit FET-Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.16 Sample and Hold mit kleiner Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.17 Schneller Sample and Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.18 JFET Sample and Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.19 Sample and Hold/Pulsbewerter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.20 Driftreduzierung durch Rückkopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361.21 Abgeleitetes Abtasten der Anstiegsflanke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371.22 Sample and Hold invertierend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381.23 Ausschalten von Spannungsspitzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.24 Sample and Hold mit einstellbarem Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2. Signalgenerator-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.1 Geführter Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.2 Kalibrierer für 25 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.3 455 kHz zum ZF-Abgleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.4 Universeller Test-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.5 Generator/Kalibrierer fürs Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.6 Bandkanten-Markierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.7 Sinus/Cosinus-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5

2.8 Schwingungsform-Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.9 30-kHz-Markengenerator für 2 m FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.10 Frequenz Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.11 100-kHz-Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.12 15 Hz bis 40 kHz in vier Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.13 Präzisions-4,5-MHz-FM für die Fernseher-ZF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.14 Radiofrequenzen in 6 Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.15 30 Hz bis 100 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562.16 Empfänger-Kalibrierer im 2-m-Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.17 Abgleich-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.18 FM-Signal-Generator oder Wobbler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.19 1296 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.20 AM, FM und Kipposzillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612.21 1-kHz-Rechteck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622.22 600 kHz bis 12 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.23 TTL-Quarz-Kalibrierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642.24 Fünf-Punkte-Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652.25 Harmonische-Generator von 6 – 36 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.26 100-kHz-Kalibrierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.27 Empfänger-Prüfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682.28 CMOS-Markengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692.29 5 MHz Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.30 50 MHz mit Abschwächer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712.31 Gepulster Markierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.32 Universeller Signalgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.33 Netzwerktester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.34 1-MHz-Quarz-Kalibrierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.35 NF- und HF-Frequenzen aus 1 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.36 Sekundärer Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.37 1 Hz bis 1 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.38 1 – 10 MHz Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802.39 2-MHz-Standard mit Teilern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.40 1 – 10 Hz Sinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822.41 455 kHz frequenzmoduliert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.42 HF/VHF-Markengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3. Einseitenband-(SSB-) Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.1 Produktdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.2 SSB-Strom-Mittelwert-Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.3 SSB-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.4 Sprachprozessor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.5 Off-Air-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Inhalt

6

3.6 Seitenband-Mischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.7 Weicher Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.8 3 – 30-MHz-Quadratur-Phasenschieber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.9 Vorverstärker mit Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.10 Kompressor und Former in der Vorstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.11 660 und 1000 Hz zum Testen von SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.12 Quarz-Schwebungssummer (BFO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.13 Spike-Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.14 SSB-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.15 Zweiton-Bursts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.16 Träger-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.17 90°-Phasenschieber mit Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.18 SSB/Dauerstrich-Demodulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993.19 Aktiver Breitband-Phasenschieber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.20 MOSFET-Produktdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.21 20-Meter-Direkt-Umwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.22 Logarithmischer Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.23 Seitenband-Wähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.24 Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.25 Filter als SSB-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.26 Zweiton-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.27 Nicht abgestimmter doppelt abgeglichener Mischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.28 Produktdetektor mit nur einer Versorgungsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.29 10-MHz-Produktdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.30 SSB-Detektor durch Phasenabgleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

4. Sirenen-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.1 10-W-Auto-Alarmsirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144.2 Tiefton-Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154.3 Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.4 Feuersirene verwendet Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.5 Feuersirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.6 Polizeisirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.7 Variable Frequenz und Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.8 Schreihals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.9 Variabler Ton durch VCO (Spannungsgesteuerter Oszillator) . . . . . . . . . . . . 1214.10 Laute Fahrradsirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224.11 Polizei-Warnalarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.12 Justierbare Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.13 Polizeisirene verwendet Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.14 Tragbare Spielzeugsirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.15 Manuell Steuerbare Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Inhalt

7

4.16 Sirene mit Stummschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.17 Sirenen-Chip mit 10 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

5. Squelch-Schaltungen (Rauschsperre) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1315.1 NF-Rauschsperre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325.2 Vom Träger betätigter Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.3 NF-Rauschsperre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345.4 Digitaler CTCSS-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355.5 3-W-Klasse-A/B-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.6 NF-Rauschsperre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.7 Stiller COR (vom Träger geschaltetes Relais) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1375.8 Steuerton-Dekoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1385.9 Squelch mit einer Röhre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.10 Squelch-Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.11 Squelch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1415.12 100-Hz-CTCSS-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425.13 Rauschunterdrückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1435.14 Squelch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

6. Treppenspannungsgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1456.1 Sechs-Stufen-FBAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1466.2 Treppenspannungssignal mit drei Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . 1476.3 Stufen für Kurvenmonitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1486.4 48 Hz 12 Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496.5 4 – 400 Hz bipolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1506.6 Sieben Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1516.7 Konverter vom Typ Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1526.8 Negatives Triggern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1536.9 Stufengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1546.10 Rechteck in Stufenumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556.11 Stufen-Funktionsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1566.13 256 negative Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1576.12 Pulszüge bilden Treppenspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1586.14 Grauskala-Testgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

7. Stereo-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1617.1 Aktiver Klangregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.2 FM-Rauschunterdrückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1637.3 Atmosphäre durch rückwärtige Kanäle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1647.4 Ultra-rauscharmer Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657.5 Stereo-FM-Demodulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667.6 Vorverstärker mit 53 dB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

Inhalt

8

7.7 Vorverstärker mit Klangregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.8 Aktive Mittelbereichs-Klangregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1697.9 Summe und Differenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1707.10 Balance- und Lautstärkeregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717.11 Stereo-Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.12 Hallverstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.13 Aktiver Klangregler durch Rückkopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1757.14 Phasenabgleich für Lautsprecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1767.15 FM-Demodulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1777.16 PLL-Dekoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1787.17 PLL-Stereo-FM-Demodulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1797.18 Billiger Stereo-Plattenspieler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1807.19 Kopfhörerverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1817.20 FM-Zisch-Begrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1827.21 Vorverstärker mit Klangregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1837.22 Nichtinvertierender Leistungsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1847.23 Invertierender Leistungsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

8. Ablenk-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.1 Ablenkung mit 15 Bereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1888.2 Bidirektionaler Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1898.3 Linearer Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1908.4 Ablenk-Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1918.5 Einfachster Ablenk-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1928.6 Logikgesteuerte Sägezahn-Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1928.7 Spannungsgesteuerter Sägezahn mit 0,2 bis 20.000 Hz . . . . . . . . . . . . . . . . 1938.8 Justierbarer nichtlinearer Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1948.9 Schneller Rücklauf 2-V-Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1958.10 Sägezahn mit 30 Hz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1968.11 Sägezahn mit 20 Hz bis 100 KHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1978.12 Komplementärer Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1988.13 Lineare/logarithmische Ablenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1998.14 Spannungsgesteuerter Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2008.15 Exponentieller Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2018.16 Digitaler Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2028.17 10,7-MHz-Ablenk-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2038.18 Variabler Start/Stopp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048.19 Digitaler Sägezahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2058.20 Sägezahn aus 10 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2068.21 Ultralineare Ablenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

Inhalt

9

9. Schaltanwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2099.1 Schnell Ein/Aus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2109.2 Transformator-Ansteuerung für Schalttransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2109.3 Differenz-Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2119.4 Analog mit hoher Umschaltrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2129.5 Zweipoliger FET-Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2129.6 Vierkanal-Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2139.7 Video-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2149.8 Schalter mit Ferrit-Kernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2149.9 Einpoliger Umschalter mit Speicher-Flipflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2159.10 FET-Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2169.11 Schaltender Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2179.12 Schutz für Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2179.13 Diamond-Brücken-Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2189.14 Einpoliger Umschalter für Wechselspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2199.15 Schaltende Operationsverstärker mit einer Versorgungsspannung . . . . . . . . 2209.16 Logikgesteuerter Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2219.17 Nichtflüchtiges Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.18 Kapazitiv angekoppelter Treiber für einen Schalttransistor . . . . . . . . . . . . . . 2239.19 Synchronisiertes Schalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2249.20 Negativer einpoliger Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2249.21 Zweipoliger Umschalter mit FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2259.22 Zwei-Funktionen-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2269.23 Analogschalter für 80 Veff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

10. Schaltregler-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22910.1 Schaltregler 5 – 24 Schaltregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23010.2 5 V/10 A geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23110.3 5 V geschaltet mit fester Aus-Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23210.4 5 V bei 1 A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23310.5 Variable Ein-Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23410.6 –10 V geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23510.7 5 V/40 A/20 kHz im Schaltmodus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23610.8 Aufwärtsregler 5 V auf 15 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23710.9 Variable Schaltfrequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23810.10 –5-V-Sperrwandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23910.11 Steuerung für Schaltregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24010.12 Positive Hochspannung geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24110.13 -5 V/3 A geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24210.14 24 V auf 5 V reduziert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24310.15 5 V auf 200 V Schaltregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24410.16 +10 V geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

Inhalt

10

10.17 Batterieregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24610.18 Gegentakt-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24710.19 5 V geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24810.20 150 W geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24910.21 5 kW geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25010.22 +12 V und +15 V aus 4–24 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25110.23 –5 V aus höherer Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25210.24 6 V für einen Rechner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25310.25 10 V/100 mA geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25410.26 +12 V und +15 V aus 5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25510.27 3,3 kW geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25610.28 4,5 – 30 V/6 A geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25810.29 +12 V nach -15 V transformiert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25910.30 Höhere Spannung negativ geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26010.31 -12 V/300 mA aus -48 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26110.32 Leistungsschalter für Schaltregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26210.33 +5 V nach -15 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26310.34 15 V aus 7,5 – 30 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26410.35 24 V/2 A aus 12 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26510.36 +/-15 V nachgeführt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26610.37 5 V geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26710.38 Schaltregler mit Mehrfach-Ausgängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26810.39 5 V/10 A geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26910.40 24-V-/3-A-Schaltmodus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27010.41 250V / 3A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27110.42 –5 V geschaltet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27210.43 28 V/100 W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27310.44 Symmetrie-Korrektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27410.45 50 V/1 kW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27510.46 Höhere Spannung positiv schaltend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27610.47 24 V/3 A für Kabelfernsehsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

11. Tonband-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27911.1 Digitale Aufnahmen mit Kassetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28011.2 Lösch-/Vormagnetisierungsoszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28111.3 Kassetten-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28111.4 Kassetten-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28211.5 Kassetten-Dateien-Update . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28311.6 Auslesen von Kassettendaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28411.7 Kopfhörerverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28511.8 NAB- (National Association of Broadcasters)

Wiedergabe-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Inhalt

11

11.9 Kassetten-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28611.10 CW und RTTY auf Kassetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28711.11 Kopieren von Kassettenprogrammen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28811.12 Schnell einschaltender Wiedergabe-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28911.13 Abspielen von CW und RTTY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29011.14 Wiedergabeverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29111.15 Morsen vom Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29211.16 Kopftreiber für Digitalkassetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29311.17 Aufnahmeverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29411.18 Aufnahmeverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29511.19 Wiedergabe-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29511.20 Mikrofon-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29611.21 Wiedergabe von Impulszügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29711.22 Von der Information gesteuerter Rekorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29811.23 Stereo-Bandabspielgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29911.24 Bedienungsfreier Rekorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30011.25 Interface für Audio-Kassetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30111.26 Vorverstärker für Digitalkassette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30211.27 300-Baud-Bit-Boffer-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30311.28 Wiedergabe-Vorverstärker für vier Geschwindigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 30411.29 Kassetten-Interface mit ACIA

(asynchronous communication interface adapter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30511.30 300-Baud-Bit-Boffer-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30611.31 Ultra-rauscharmer Wiedergabe-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30711.32 Kassettenaufnahme/-wiedergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30811.33 Automatische Bereichserweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31011.34 FSK-Generator für Kassettendaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31211.35 12-V-Wiedergabe-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31311.36 AVC und VOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31411.37 NAB-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31511.38 Wiedergabe von Kassettendaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31611.39 FSK-Detektor für auf Kassetten gespeicherte Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31711.40 FM zum Messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

12. Telefon-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32112.1 Wählton-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32212.2 Tastenton-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32312.3 Klingelsimulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32412.4 Stabiler Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32512.5 Tastenimpuls-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32612.6 Ferngespräch-Killer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32812.7 PLL-Einton-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

Inhalt

12

12.8 Zweiton-Signaltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33012.9 Einton-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33112.10 Anrufzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33212.11 Tastenton-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33312.12 Tastenton-Treiber für Lautsprecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33412.13 Autopatch-Trennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33512.14 Tastenton-Sperrfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33612.15 Belegt-Signal-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33712.16 Drucktasten/Wählscheiben-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33812.17 Tastenton-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33912.18 45-kHz-Tiefpassfilter mit variablen Modi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33912.19 Tastenton-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34012.20 PLL-Tastenton-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34212.21 Ton-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34312.22 Einton-Signalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34412.23 Mobiler Autopatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34512.24 Tastenton-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34612.25 Zweiton-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34712.26 Vier-Nummern-Wähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34812.27 Tastenton-Wähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34912.28 Klingelsignal-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35012.29 Tastenton-Encoder mit einem IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

13. Fernseher-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35313.1 Quarz-VFO-Synchronisationsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35413.2 NF-Frequenz-Phasenschieber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35513.3 SSTV Ablenkungstreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35613.4 25-MHz-Video-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35713.5 Rauscharmer UHF-Vorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35813.6 Fernseher-Ausschalter mit Warnpiepser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35913.7 Chroma-Prozessor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36013.8 Composite Farbsignalgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36213.9 SSTV Vertikal-SYNC-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36313.10 Linearer Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36313.11 Synchroner Videodetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36413.12 Komparator trennt SYNC-Impulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36513.13 Video-Modulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36513.14 VHF-Tuner mit Kapazitätsdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36613.15 Oszilloskop als TV-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36713.16 Sound-Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36813.17 ATV-Rufgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36913.18 SYNC-Trenner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

Inhalt

13

13.19 Klangverbesserung für Fernseher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37113.20 Ablenkung für SSTV-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37213.21 Allzweck-Video-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37313.22 Farbbalkengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37413.23 Linearer FET-Modulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37513.24 Infrarotsender für den Fernsehton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37613.25 Variable Verzögerung bis zu 7 ` s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37713.26 AFT-Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37813.27 RGB-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37913.28 Digitale Leitungswahlschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38013.29 Vertikal-SYNC-Trenner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38113.30 Chroma-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38213.31 Modulator/Multiplizierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38313.32 Mikroprozessor-SSTV-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38413.33 ZF-Sound-Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38513.34 S-förmige Rampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38613.35 Horizontalsystem für 19’’ Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38713.36 Hochfrequenz-Modulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38813.37 Videoschalter für 2 Kameras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38913.38 Verschachtelte SYNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Liferanten-Verzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

Inhalt

14

1. Abtast-/Halte-Schaltungen

(Sample And Hold)

Methoden zum Abtasten und Halten analoger Signale, eingeschlossen digitale Auswahl desAbtastpegels und Langzeitspeicherung von Signalen in digitaler Form als Ersatz für Spei-cheroszilloskope.

Die Kosten für eine Sample-and-Hold-Schaltung lassen sich reduzieren, wenn man die hoheAnstiegsgeschwindigkeit nur während des Abtastens benützt. Der programmierbare Opera-tionsverstärker `A776 erlaubt die Umschaltung von schnellem Anstieg mit 50 nA Eingangs-nullstrom in den Haltemodus, der nur noch 750 pA benötigt. Der Ausgang wird etwa 2 s sta-bil gehalten, was die Schaltung besonders geeignet für digitale Anzeige macht.

1.1 Zwei Anstiegszeiten

16

Der Transkonduktanz-Operationsverstärker RCA3080A speist den CA3130 für die Verstär-kung des abgetasteten Signals. Die Eingangsspannung wird während der Dauer des Abtast-impulses übernommen und zum Auslesen bereitgehalten.

1.2 Abtastverstärker

17

Wenn der Track-Eingang 0,8 V oder weniger beträgt, hält das Gatter im SN75180 denSource-Drain-Pfad des Transistors 2N4391 geschlossen und das Eingangssignal trifftunverändert auf den Ausgang. Steigt die Steuerspannung auf 2 V, öffnet das Gate den Pfaddurch den Transistor und die Signalspannung wird in diesem Augenblick in dem 0,1- ` F-Kondensator am Ausgang festgehalten. Die Abtastzeit ist größer als 500 ns, mit einer Halte-zeit von über 6 s. Die Schaltung verwendet zwei breitbandige Spannungsfolger-Operations-verstärker.

1.3 Verfolgen und Halten

18

Einen kostengünstigen Ersatz für ein Speicheroszilloskop kann man dazu verwenden ana-loge Variable zur Sprachsynthese, Transienten-Analyse und zerstörendem Test von Bautei-len zu studieren. Die Schaltung ist im Grunde ein verfolgender A/D-Wandler, dessen Aus-gang in ein Schieberegister läuft, das 256 x 8-Bit-Daten auffangen kann. Der getrennte Takt-generator für das Schieberegister, dessen Ausgang auf einen 12-stufigen Asynchronzählerläuft, ist stufenlos einstellbar zwischen 250 kHz bis hinunter zu 4 s/Takt. Bei 250 kHz spei-chert das Register 1 ms des Eingangssignals.

1.4 256 8-Bit Abtasten/Speichern

19

Die gepaarten FETs ergeben einen hohen Eingangswiderstand gegenüber dem Eingangssi-gnal von mehr als 1012 / , während der Ausgangswiderstand ‹ 12 k / ist. Der Operations-verstärker A1 wirkt als Puffer und erlaubt C1 sich schnell zu laden. Der AnalogschalterDG181 begrenzt den Leckstrom in oder aus dem Kondensator C1, während SW ein schnellesRücksetzen der Kondensatorspannung auf 0 ermöglicht. Ein gleichartiges Paar FETs ermög-licht eine Ausgangsspannung proportional zur Abtastspannung.

1.5 Sample and Hold nichtinvertierend

20

4239-4 Titelei 302:4239-4 Titelei 302 13.02.2009 11:05 Uhr Seite 2

Applikationsschaltungen für Praxis, Labor und Studium

Band 3:302 neue professionelle Schaltungen

FRANZISE L E K T R O N I K

4239-4 Titelei 302:4239-4 Titelei 302 13.02.2009 11:05 Uhr Seite 3

Inhalt

1. Temperaturregler-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1 Kochplattenregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.2 Dosierender Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.3 Ofenregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.4 75 – 250°-Ofenregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.5 Zweipunktregler für Heizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.6 Siliziumdioden-Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.7 Proportionaler Herdregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.8 0,001 °C Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.9 Zeitproportionale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.10 Differenz auf 10 °F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.11 Regler für Quarzofen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.12 Phasenanschnittgesteuerter Thyristor-Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.13 Schalter mit geringer Verlustleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.14 Thermoelement mit Nulldurchgangsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.15 Regler für Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.16 75 °C für Quarzofen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.17 0,000075 °C Badregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361.18 EMI-freie Phasensteuerung für Heizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381.19 Geber für thermische Zyklen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.20 Detektor für Temperaturdifferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401.21 0,0000033 °C chopperstabilisierter Ofenregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.22 PTC-Brücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.23 Vorausschauender Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431.24 Übersteuerungskompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.25 Quarzofen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451.26 0,01-°C-Regler mit Operationsverstärker-Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2. Temperaturmess-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.1 Verstärker für Thermoelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.2 70 – 80 °C Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.3 Transistorsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.4 -125 °C bis +200 °C mit 1° Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.5 PTC-Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5

2.6 5-stelliges Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.7 4 Thermoelemente gemultiplext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.8 Monitor mit rot/grün-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.9 0 – 100 °F liefert 0 – 1 kHz am Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.10 Null Unterdrückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.11 Temperatur/Frequenz-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.12 IC für Differenzial-Thermoelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.13 Temperaturwandler-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562.14 Integrator für Heizenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.15 Verstärker für Thermoelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.16 Temperatur/Frequenz-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.17 0,1 °C Präzision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.18 PTC-gesteuerter Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612.19 Digitales Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622.20 Vollkommen linearer Diodensensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.21 Differenzthermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642.22 Transistorsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652.23 0 – 100 °C mit 1° Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.24 Messung der absoluten Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.25 Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.26 Temperatur-/Pulsbreite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682.27 Heiß/Kalt-Messinstrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682.28 Sensor mit gepaarten Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692.29 Messgerät für das Kältegefühl im Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.30 125 – 470 °K ergibt 125 – 470 Hz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712.31 Positionssensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.32 U/f- und f/U-Wandler für ein digitales Schalttafel-Instrument . . . . . . . . . . . . 732.33 Anemometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.34 Kleinstleistungs-Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.35 Temperatur/Frequenz-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.36 Differenztemperatur-Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.37 Multiplexer für Thermoelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.38 Brückensensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.39 Fahrenheit/Celsius-LED-Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802.40 Spannungsreferenz-Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.41 Nachgeführte Temperatur der Abschirmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822.42 0 – 100 °C mit 0,15° Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.43 U/f-Wandler für Messumformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.44 +/-1 °K Genauigkeit von -55 bis +125 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3. Test-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.1 JFET-Kennlinienschreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Inhalt

6

3.2 NF-Signal-Injektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.3 Transistor-/Dioden-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.4 Test von Dioden mit einem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.5 Dioden-Kennlinien-Schreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.6 Quarztester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.7 Tester für gekapselte Spulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.8 Signal-Injektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.9 Testoszillator für Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.10 Paaren von Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.11 Leckstrom von Dioden und FETs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.12 HF-Transistor-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.13 Transistor-Tester mit nur einem Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.14 Programmierbarer IC-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.15 Tester für Audioleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993.16 Hochgenauer Kennlinien-Schreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.17 IC-Test-Clip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.18 Transistor-Pin-Sucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.19 Transistor-Kennlinien-Schreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.20 Quarztester im Taschenformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.21 Diodentester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.22 Stabivolt-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.23 Tragbarer Quarztester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.24 Transistor-Durchbruchtester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.25 Spitzenleistungsmessgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.26 TTL-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.27 Tester für Bandpassfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.28 Frequenz-Wobbler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.29 Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1133.30 Digitaler Pseudo-Zufallsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143.31 Induktivitätsmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153.32 Tester für Stromversorgungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1163.33 Quarztester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1163.36 Transistor- und Diodentester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173.35 Einschwingverhalten von geregelten Versorgungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.36 FET-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.37 Kennlinien-Schreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203.38 Impedanz-Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213.39 Diodentester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223.40 Tragbarer Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1233.41 NF-Signalverfolger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243.42 Tester für Leistungsdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243.43 TTL-GO/NO-GO-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Inhalt

7

3.44 Tester für Stromversorgungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.45 Dynamische Last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.46 Tester für Quad-Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1273.47 Operationsverstärker-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1283.48 Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1293.49 Temperaturkoeffizienten-Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1303.50 IN-CIRCUIT-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313.51 NF-Signalverfolger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323.52 Tester auf Popcorn-Störungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333.53 Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1343.54 Amperemeter für gedruckte Leiterbahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4. Timer-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.1 Zeit-Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.2 Halbleiter-Auschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.3 Wiederholter Zyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.4 Geräte-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.5 10-min-Verzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.6 10-h-FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.7 Ausschalter fürs Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.8 10-min-Timer mit Kennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434.9 Voreinstellbarer analoger Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.10 Eier-Timer mit blitzender LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.11 Ausschalter fürs Transistorradio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.12 1,5-min-Verzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.13 10 s mit 1,5-V-Versorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.14 Kaskadierter Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474.15 Batterie-Abschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.16 Reset-Modus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494.17 Timer zieht minimalen Strom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.18 Timer-Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.19 Stabiler Timer mit vier Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.20 Timer-Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.21 Verzögerung mit langer Ausschaltzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.22 10-s-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.23 10-h-Verzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.24 Kaskade mit automatischem Retriggern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.25 Zeitverzögerung verwendet IC mit Leistungstransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.26 t/U-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.27 1 s mit hoher Präzision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.28 30 s nicht nachtriggerbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594.29 Batterie-Schoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Inhalt

8

4.30 4 h Timer-Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.31 Timer für 1 Jahr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.32 Mikrosekunden bis Stunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.33 1 h mit Zyklus-Ende-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.34 Stoppuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654.35 Sprech-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.36 90 s Sprechzeit-Warnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674.37 0,5333 – 136 s mit der Genauigkeit der Netzfrequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.38 Timer-Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.39 Ereignisregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.40 10 min mit Blinken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714.41 Ausfallsicherer Timer für Züge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.42 Ein- oder Ausschaltsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1734.43 Mikrosekunden bis Stunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1744.44 0 – 5 min Verzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.45 0 – 10 min mit 1 s Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.46 Lange Intervalle mit kleinen Cs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1774.47 Programm-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.48 Haushalt-Timer mit 1 h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.49 Timer mit 10 Intervallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.50 2 – 5 min gestartete Verzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.51 Daumenrad-Einstellung bis 99 min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1824.52 Batterieschonender Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.53 Test-Sequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1844.54 10-min-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1854.55 10 s bis 10 min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.56 Unijunction/Thyristor-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.57 Ausfallsicherer Licht-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1884.58 4-h-Steuerung für einen Triac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1894.59 3 min bis 4 h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1904.60 Lange Verzögerung mit Monostabiler 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1914.61 FET-Timer mit Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.62 Über 1 min . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1934.63 Digitale Fernprogrammierung des Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1944.64 1 min mit einem Transistor-Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.65 Zwei unabhängige Verzögerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1964.66 Timer mit Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1974.67 Timer mit dreistufiger Sequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1984.68 Digitale Stoppuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

5. Schaltungen für Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015.1 Bistabiler Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Inhalt

9

5.2 Entprellung für einen Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2025.3 Justierbare Chancen für die Lotterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2035.4 Bistabiler Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.5 Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.6 Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2055.7 Dateneingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2055.8 Berührungsplatte mit Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2065.9 Speichernder Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2065.10 Logikschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.11 Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.12 Steuerung für TV-Spiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2085.13 Knobeln mit Münzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2095.14 Berührungsschalter verwendet Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2105.15 Steuerung für Analogsignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2115.16 Berührungstaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2125.17 Durch Berührung gesteuertes Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2135.18 FM-Tuning mit Berührungstastern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2145.19 Automatisches Ausschalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2155.20 Keyboard ohne Kontakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2165.21 Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2175.22 Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2185.23 Berührungsschalter für Musik-Keyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2185.24 Entprellung eines Berührungsschalters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2195.25 Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

6. Transceiver-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2216.1 Sprachgesteuertes Gatter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2226.2 3,5-W-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2236.3 Anpassung eines Mikrofons mit niedriger Impedanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2246.4 TR-Schalter mit Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2246.5 Piepser für das Ende des Sendens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2256.6 Scannender Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2266.7 TR-Schalter mit 4 Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2276.8 Abstimmhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2286.9 Bilateraler Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2296.10 VOX für SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2306.11 Unijunction-Transistor-getriggerte Klemmschaltung (crowbar) . . . . . . . . . . 2316.12 Zusätzliche 15W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2326.13 9-MHz-Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2326.14 10-Kanal-Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2336.15 Frequenzverdreifachung auf 1267,2 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2346.16 2 – 23 MHz nicht abgestimmter Tuner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

Inhalt

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6.17 12-V-Klemmschaltung (crowbar) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2356.18 4-Kanal-VHF-FM-Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2366.19 TR-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2376.20 422,4-MHz-Leistungsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2386.21 5 MHz +/- 500 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2396.22 14-MHz-VFO mit Verdoppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2406.23 6,545 – 6,845-MHz-VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2416.24 VFO für 2 Meter und alle Kanäle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2426.25 422,4-MHz-Quarz-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2436.26 Doppelt abgestimmter Mischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2446.27 VFO für 5 – 5,55 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2456.28 Silbengesteuerte VOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2466.29 Sendermischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2486.30 TR-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2496.31 Kompensator für die Aufwärm-Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2506.32 7 – 7,1-MHz-VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2516.33 500-kHz-Scan auf 2-m-Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2526.34 Kohlemikrofon für den mobilen Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2536.35 Scanner mit Rücksuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2546.36 Hochgeschwindigkeits-VOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2556.37 3 – 3,5-MHz-Tuner mit Kapazitätsdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2566.38 TR-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2576.39 Scanner für das 2-m-Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2586.40 TR-Schalter mit PIN-Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2606.41 Fernbedientes Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2616.42 Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2626.43 76,25 und 81,6 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2636.44 Scanner für das 2-m-Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2646.45 HF-abtastender TR-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2656.46 Markengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

7. Sender-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.1 Transistor für Oszillator- und ZF-Röhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2687.2 3 KV bei 2 kW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2697.3 5-W-FET-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2707.4 144 MHz Kleinleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2707.5 4 W linear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2717.6 250 mW für 40 m CW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2727.7 2 – 30 MHz 140 W linear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2747.8 1,4 W linear für 7 und 14 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2757.9 ¼-W-CW-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2767.10 2 m QRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

Inhalt

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7.11 10 W auf 2 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2777.12 80 W linear für mobiles SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2787.13 20-m-VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2797.14 30-mW-/25-MHz-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2797.15 80-m-CW für QRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2807.16 143 – 156-MHz-/80-W-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2817.17 420 – 450 MHz 100 W linear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2827.18 Transistoren für Treiberröhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2837.19 10 V temperaturstabilisiert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2847.20 432 – 450 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2857.21 Verstärkte Zenerdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2867.22 10 W auf 2 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2877.23 2 – 30 MHz 300 W linear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2887.24 2-m-Leistungsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2897.25 160 W linear SSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2907.26 VMOS 8-W-Breitband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2917.27 10-W-Marineband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2927.28 HF-Wattmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2937.29 20-MHz-Telefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2947.30 1,8 – 1,9-MHz-VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2957.31 60 W linear für 432 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2967.32 144 – 175-MHz-/80-W-Einzelstufe FM mobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2977.33 80 W auf 2 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2987.34 1-W-Exciter für 7 und 14 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2997.35 300 W linear mit Halbleitern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3007.36 500 mW auf 180 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3017.37 2,5-W-Flugzeug-AM-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3027.38 7 W für QRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3037.39 Messung der Spitzenleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3047.40 450 – 470 MHz bei 25 W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3057.41 40-m-CW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3067.42 175 MHz 80 W mobil FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3077.43 100 W linear für 432 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3087.44 VFO für 7 und 14 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3097.45 10 W bei 450 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3107.46 VMOS 5-W-Breitband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3107.47 1200-W-PEP-Leistungsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3117.48 450 – 470 MHz bei 10 W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3127.49 1 kW Gitter an Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3137.50 5 W bei 80 oder 40 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3147.51 2-m-FM-Exciter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3157.52 2 W für 20-m-CW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

Inhalt

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7.53 50-W-Gegentakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3177.54 10 W für 220 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3187.55 1 W bei 175 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3197.56 140 – 180 MHz bei 30 W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3207.57 400 W im Gegentakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3217.58 1,6 – 30-MHz-/20-W-Treiber mit hoher Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3227.59 1 – 2 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3237.60 Transistoren für NF-Röhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3247.61 15-W-Leistungsverstärker für 400 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3257.62 PTT Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3267.63 Transistoren für Mischer- und Gleichrichterröhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3277.64 35 W Klasse D auf 40, 80 oder 160 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3287.65 80-m-VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3297.66 1 kW auf 2 m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3307.67 21 – 21,5 MHz mit VFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3317.68 Bias-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3327.69 2 – 30-MHz-SSB-Treiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3337.70 50 W HF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3347.71 16 – 30-MHz-/20-W-Lineartreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3357.72 40-m-/3,5-W-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

8. Spannungsgesteuerte Oszillator-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3378.1 Starre 90°-Ausgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3388.2 Fern-Feinabstimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3398.3 100:1-Frequenzbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3408.4 Schnelles Synchronisieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3418.5 Linearer VCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3428.6 Einschalt-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3438.7 Linearer VCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3448.8 1-kHz-VCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3458.9 0 – 10 kHz mit 0 – 10-V-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3458.10 Exponentieller VCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3468.11 Abstimmung durch Reaktanz-Schalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3478.12 Spannungsgesteuerter Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3488.13 VCO-Treiber mit hoher Anstiegsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3498.14 52 MHz mit FM VVC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3508.15 1,5 – 2 kHz Sinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3508.16 Einfacher VCO-Treiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3518.17 Lineare Ausgangsrampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3528.18 Verdoppelung des Steuerbereichs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3538.19 Quadratur-Oszillator mit Multiplizierern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

Inhalt

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9. Spannungspegel-Detektor-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3559.1 Ausfallsicheres TTL-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3569.2 12-V-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3569.3 4 – 8-V-Fenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3579.4 Unterspannungs-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3589.5 Alarm bei Ausfall der Versorgungspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3589.6 Überspannungs-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3599.7 Mehrfachkanal-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3609.8 LED-Spannungsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3619.9 VCO erfasst Spannungsgrenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3629.10 Spannung außerhalb der Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.11 Detektor für positive Spitzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.12 Alarm bei niedriger Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3649.13 Spitzen- und Tiefpunktdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3649.14 Nullpunkt mit Überspannungsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3659.15 Nulldetektor mit Hysterese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3669.16 Gepufferter Spitzendetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3679.17 Nulldurchgangsdetektor mit logarithmischem Verstärker . . . . . . . . . . . . . . 3689.18 Fensterdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3699.19 Programmierbarer Spitzendetektor von 0 bis +/-10 V . . . . . . . . . . . . . . . . . 3709.20 Detektor für zwei Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3719.21 Spannungspegel-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3729.22 Pegelanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3739.23 5-V-Spitzen bis zu 2 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3739.24 Eine LED zeigt den Signalpegel an . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3749.25 Spannungsmonitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3759.26 Nulldurchgangsdetektor für das Wechselspannungsnetz . . . . . . . . . . . . . . . . 3769.27 555 Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3769.28 Augenblicklicher Endwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3779.29 Alarm bei niedriger Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3789.30 Alarm für den Gefrierschrank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3799.31 +/-1,5- bis +/-7,5-V-Schwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3809.32 Fensterdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3819.33 Nulldurchgangsdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

10. Spannungsmess-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38310.1 Eingang mit 1 Teraohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38410.2 Voltmeter mit Balkenanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38510.3 Detektor für positive Spitzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38610.4 Elektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38610.5 FET-Millivoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38710.6 AC-Voltmeter mit erweitertem Bereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

Inhalt

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10.7 AC/DC-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38810.8 Netzspannungsmonitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38910.9 Zenerdiode schützt Messinstrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38910.10 4½-stelliges Volt-/Ohmmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39010.11 Absolutwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39110.12 Netzspannungsmonitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39110.13 20-VDC-FET-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39210.14 IC modernisiert Röhrenvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39310.15 Großbereichs-Messsonde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39410.16 Verstärker mit kalibrierter Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39510.17 Überlast am Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39610.18 Voltmeter für Spitze/Spitze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39710.19 Detektor für wahren Effektivwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39810.20 DC-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39910.21 IC-Millivoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40010.22 2 – 10 Vss wahrer Effektivwert bis 600 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40110.23 AC-Spitzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40210.24 Differenzeingang mit massebezogenem Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40310.25 Spitzen und Täler einer Wellenform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40410.26 Abgestimmtes Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40510.27 Differenzeingänge mit hoher Impedanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40610.28 DC-Voltmeter mit Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40710.29 AC-Millivoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40810.30 Spitzen anzeigender HF-Tastkopf für DC-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40910.31 10-Bereichs-DC-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41010.32 Elektrometer mit Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41110.33 Absolutwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41210.34 Hörbares Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41310.35 IC für digitales Voltmeter treibt ein Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41410.36 Polaritätsanzeige für ein Digitalvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41510.37 0 – 2-V-Digitalvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41610.38 Null-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41710.39 Präzisions-Signalgleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41710.40 8-Kanal-3½-stelliges computergestütztes Digitalvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . 41810.41 Zeitmarken für Streifenschreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41910.42 3½-stelliges Digitalvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42010.43 Präzisions-Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42110.44 DC-Voltmeter mit abgeglichenen FETs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42210.45 2 2/3-stelliges Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42310.46 FET-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42410.47 Verstärker für Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42510.48 U/f-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

Inhalt

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10.49 Elektroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42710.50 Hohe Eingangsimpedanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42810.51 FET-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42910.52 Null-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43010.53 Polaritätsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43110.54 4½-stelliges Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43210.55 AC-Differenzsignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43310.56 Voltmeter für 0 – 200 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43410.57 Polaritäts-Messgerät für das Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43510.58 3 ¾-stelliges Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43610.59 FET-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43710.60 FET-AC-Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43810.61 Automatische Polaritäts-Umschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439

11. Spannungsreferenz-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44111.1 Variable Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44211.2 1,5 – 12 V vier Ausgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44311.3 Regelung auf 0,005 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44411.4 +/-5 V mit einem Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44411.5 Von -6,9 V bis +6,9 V variabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44511.6 Einstellbare Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44511.7 Präzisions-Band-Gap-Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44611.8 +5, +15 und +25 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44711.9 0 – 10,0000 V in 100- ` V-Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44811.10 Selbststabilisierende Zenerdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44911.11 5 V bei 7,5 mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44911.12 +15 V bei 100 mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45011.13 10 V aus einer Standardzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45111.14 10-V-Micropower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45211.15 3,4 V strahlungsgehärtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45211.16 +10,000 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45311.17 Gepufferte 10 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45411.18 10 V hoher Präzision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45511.19 Variable 2,5 – 10 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45611.20 -6,6 V mit 741er Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45611.21 +6,6 V bei 5 mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45711.22 +10, +20 und +30 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45711.23 1 V mit hoher Präzision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45811.24 +6,6 V mit 741er Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45911.25 Niedrige Drift und Micropower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46011.26 6,5-V-Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46111.27 10 V mit Temperatur-Kompensations-Trimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

Inhalt

16

11.28 10 V mit mäßiger Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46211.29 +/-2,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46311.30 Ersatz für eine 1,01-V-Standardzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46411.31 +/-7 V Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46511.32 +15 V mit hoher Präzision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46611.33 5 V aus 15 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46711.34 10,000 V mit Zenerdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46811.35 0 – 6,6 V bei 5 mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46811.36 Operationsverstärker als mV-Referenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46911.37 Großer Eingangsspannungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46911.38 +8,2 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47011.39 Aufwärtsskalierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47011.40 +10 V mit Bootstrap-Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473Lieferanten-Verzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

Inhalt

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1. Temperaturregler-Schaltungen

Eine Vielzahl von Schaltungen halten die Temperatur auf einem gewünschten Sollwert miteiner Genauigkeit von bis zu 0,0000033 °C. Besondere Kennzeichen schließen die Kompen-sation von überschießender Temperatur, vorausschauende Regelung, Differenzregelungund dosierende Regelung ein.

Verwendet einen PTC Modell K600A von Allied Electronics eingebaut in eine langsamkochende Platte, um die ideale Kochtemperatur einzuhalten. Das Potentiometer kann jus-tiert werden, um die Triggerung für den Zweipunktregler des Heizelementes des Kochers zuerhalten.

1.1 Kochplattenregler

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Der Timer LM122 von National wird als dosierender Temperaturregler mit optischer Tren-nung und synchronisiertem Nulldurchgang verwendet. Mit der Einstellung von R2 wird dievon dem PTC R1 zu regelnde Temperatur vorgegeben. Der Thyristor Q2 wird so gewählt,dass er die Last schalten kann. D3 ist für 200 V ausgelegt. R12, R13 und D2 realisieren dieEigenschaft des synchronen Nulldurchgangs.

1.2 Dosierender Regler

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Die einfache Schaltung mit dem RCA CA3059 Nulldurchgangsschalter regelt die Ein- undAus-Intervalle eines Thyristors für kleine Ströme, der die Relaisspule in einem Elektro- oderGasofen steuert. Der Messwiderstand hat einen negativen Temperaturkoeffizienten. Rp wirdauf die gewünschte Temperatur eingestellt.

1.3 Ofenregelung

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Bewirkt eine proportionale Temperaturregelung eines kleinen Ofens innerhalb 1°C über denTemperaturbereich. Verwendet einen Spannungsregler 823B, der aus derselben 28-V-Quelle wie der Ofen versorgt wird. Das Potentiometer für die Vorgabe der Temperatur sollteein 10-Gang-Drahtpotentiometer sein. Der Leistungstransistor Q1 arbeitet in der Sättigungoder in der Nähe davon, damit ist kein Kühlkörper notwendig.

1.4 75 – 250°-Ofenregelung

23

Verwendet wird der Nulldurchgangsschalter SN72440 von Texas Instruments der den Triactriggert und im Zusammenspiel mit dem 8-k / -Messwiderstand die Heizung nach denErfordernissen ein- und ausschaltet. Durch die Wirkung des Differenzverstärkers und derWiderstandsbrücke im IC wird ein Ausgangsimpuls pro Durchgang in der Netzspannungunterdrückt oder erlaubt. Die Breite des Ausgangspulses an Pin 10 wird vom Trigger-Poten-tiometer geregelt, wie in der Tabelle dargestellt, und sollte so verändert werden, dass sie denTrigger-Eigenschaften des verwendeten Triacs angepasst ist.

1.5 Zweipunktregler für Heizer

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der Digital- und Analogtechnik

Band 4:Standard-schaltungen

FRANZISE L E K T R O N I K

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Inhalt

1 Grundsätzliche Betrachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.1 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.2 Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.3 Halbleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.3.1 Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.3.2 Zenerdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.3.3 LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.3.4 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.3.5 Integrierte Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.3.6 Aufbau von Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2 Integrierte digitale Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.1 Binäres Zahlensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.2 Logische Gatter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3 Integrierte Schaltungen mit MOS-/CMOS-Technologie . . . . . . . . . . . 33

3.1 Betriebsbedingungen für CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.2 Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.3 Ansteuerung von CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4 CMOS-Fehlersuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.5 4-fach-NAND-Gate 4011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.5.1 2-fach-NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.5.2 Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.5.3 AND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.5.4 OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.5.5 AND-OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.5.6 NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

6

3.5.7 4-fach-NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.5.8 EXOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.5.9 EXNOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.5.10 Steuerbarer Rechteckoszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.5.11 Einfacher Rechteckoszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.5.12 Steuerbarer Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.5.13 Erhöhte Ausgangsleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.5.14 Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.5.15 Monostabiler Berührungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.6 4-fach-NOR-Gate 4001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.6.1 Prellfreier Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.6.2 Steuerbarer Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.6.3 RS-Flip-Flop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.6.4 Erhöhte Ausgangsleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.6.5 LED-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.6.6 OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.7 4-fach-AND-Gate 4081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.7.1 AND-Gate-Puffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.7.2 NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.7.3 NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.7.4 4-Input-NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.7.5 4-Input-AND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.7.6 AND-OR-Invert-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.7.7 Steuerbares Gatter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.8 4-fach-EXOR-Gate 4070 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.8.1 1-Bit-Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.8.2 4-Bit-Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.8.3 Steuerbarer Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.8.4 Binärer Volladdierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.8.5 Phasendetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.8.6 Exclusive-NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.8.7 Exclusive-OR mit 8 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.8.8 Exclusive-OR mit 3 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.8.9 Oszillator 10 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.8.10 Rechteckgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3.9 6-fach-Inverter-Puffer 4049 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.9.1 Taktimpulsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.9.2 Phasenschieber-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.9.3 Prellfreier Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Inhalt

7

3.9.4 Dreieck/Rechteck-Wellenform-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.9.5 Rechteck-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.9.6 Linearer 10-fach-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.10 6-fach-Puffer nicht invertierend 4050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.10.1 Signalverteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.10.2 Ausgangspuffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.10.3 Logik-Tastkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.10.4 Ausgangspuffer für hohe Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.10.5 CMOS-zu-CMOS-Interface VDD1 8 VDD2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.10.6 CMOS-zu-TTL/LS-Interface VDD 8 VCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.11 2-faches 4-Input-NAND-Gate 4012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.11.1 2x2-Input-NAND mit Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.11.2 1-aus-4-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.11.3 BCD-Decoder für Dezimal 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.11.4 BCD-Decoder für Dezimal 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.11.5 BCD-Decoder für Dezimal 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.12 3-faches 3-Input-NAND-Gate 4023 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.12.1 OR-Gate mit 6 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.12.2 OR-Gate mit 9 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.12.3 Dezimal-zu-BCD-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.12.4 1-aus-4-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.13 4-fach bilateraler Schalter 4066 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.13.1 Datenbusverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.13.2 Datenselektor 1 aus 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.13.3 Einfacher D/A-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.13.4 Programmierbarer Funktionsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.13.5 Verstärker mit programmierbarer Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.14 1024x1-Bit-Static-RAM 2102L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.14.1 Adressierschaltung für 2102L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.14.2 Manuelle/Programmierbare Adressierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.14.3 Single I/O-Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.14.4 Kaskadierung von 2102L-RAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.15 1024x4-Bit-Static-RAM 2114L/4045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.15.1 Adressansteuerung für 2114L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.15.2 1024-Nibble-Dateneingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.16 2-fach-D-Flip-Flop 4013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.16.1 1-aus-4-Sequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.16.2 Teiler : 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Inhalt

8

3.16.3 Modulo-8-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.16.4 4-Bit-Seriell-IN/OUT, Parallel-OUT-Shift-Register . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.17 2-fach-JK-Flip-Flop 4027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.17.1 Teiler : 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.17.2 Teiler : 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.17.3 Teiler : 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.17.4 Teiler : 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.17.5 4-Bit-Seriell-IN/OUT, Parallel-OUT-Shift-Register . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.18 4-fach-Latch 4042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.18.1 4-Bit-Datenspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.18.2 Treppenstufengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.19 2-fach-One-Shot 4528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.19.1 Positives One-Shot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.19.2 Impulsverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.19.3 Pulsierender Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3.20 14-stufiger Binärzähler 4020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.20.1 14-Bit-Binärzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.20.2 Treppenstufengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.21 2-fach-BCD-Zähler 4518 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.21.1 Kaskadierter BCD-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.21.2 BCD-Tastaturcodierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.22 Dekadischer Zähler/Teiler 4017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.22.1 Zufallszahlgenerator 1..10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.22.2 Zähler bis N mit Halt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.22.3 Zähler bis N mit Wiederholung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.22.4 Zähler 0...99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.22.5 BCD-Tastatur-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.22.6 Frequenzteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.23 3-stelliger BCD-Zähler 14553 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.23.1 3-stelliger Ereignis-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.23.2 Ansteuerung für 6-stelligen Frequenzzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.23.3 6-stelliger Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

3.24 BCD-zu-Dezimal-Decoder 4028 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.24.1 0...9-Sekundenzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.24.2 Zähler bis N mit Wiederholung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.24.3 1-aus-8-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.24.4 Zähler bis N mit Halt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Inhalt

9

3.25 BCD-zu-7-Segment-Latch/-Decoder/-Treiber 4511 . . . . . . . . . . . . . . . 983.25.1 Steuerbarer Anzeigen-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.25.2 Dezimalzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.26 8-stufiges Schieberegister 4021 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993.26.1 Parallel-Seriell-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.26.2 8-stufige Verzögerungsleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.26.3 Pseudo-Zufallsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.27 Analog-Multiplexer 4051 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.27.1 1-aus-8-Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.27.2 1-aus-8-Datenwahlschalter (Demultiplexer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.27.3 Tonsequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3.28 60-Hz-Zeitbasis MM5369 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.28.1 60-Hz-Zeitbasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.28.2 10-Hz-Zeitbasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.28.3 1-Hz-Zeitbasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.28.4 Digitale Stoppuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.29 Rausch-Generator S2688 / MM5837N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.29.1 Quelle für weißes Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.29.2 Quelle für rosa Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.29.3 0/1-Zufallsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.29.4 Simulation Federteppich-Trommel (Snare) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

4 Integrierte Schaltungen mit TTL-/LS-Technologie . . . . . . . . . . . . . . 108

4.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

4.2 Betriebsbedingungen für TTL/LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

4.3 Zusammenschalten von TTL und LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.4 TTL-/LS-Fehlersuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.5 4-fach-NAND-Gate 7400 / 74LS00 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.5.1 Control-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.5.2 Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.5.3 AND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.5.4 OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.5.5 AND-OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.5.6 NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.5.7 4-Input-NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Inhalt

10

4.5.8 EXCLUSIVE-OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.5.9 EXCLUSIVE-NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.5.10 Halbaddierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.5.11 D-Flip-Flop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.5.12 RS-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.5.13 Gated RS-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144.5.14 LED-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144.5.15 Tasten-Entprellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154.5.16 NAND mit 8 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154.5.17 HEX-Decoder für die Zahl 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.5.18 Anonymer Stimmenzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4.6 4-fach-AND-Gate 7408 / 74LS08 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.6.1 AND-Gate-Puffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.6.2 NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.6.3 NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.6.4 NAND-Gate mit 4 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.6.5 AND-Gate mit 4 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.6.6 AND-OR-Invert-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.6.7 Digitale Torschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.7 4-fach-OR-Gate 74LS32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.7.1 AND-OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.7.2 NOR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.7.3 NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.7.4 Datenselektor mit 2 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.8 4-fach-NOR-Gate 7402 / 74LS02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214.8.1 EXCLUSIVE-OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224.8.2 RS-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224.8.3 NOR-Gate mit 4 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224.8.4 AND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.8.5 OR-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.8.6 Monostabile Kippstufe (Mono) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

4.9 2-fach-NAND-Gate mit 4 Eingängen 74LS20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.9.1 HEX/BCD-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.9.2 Dezimal-zu-BCD-Codierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.10 3-fach-NOR-Gate mit 3 Eingängen 74LS27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.10.1 Gated RS-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.10.2 Datenselektor mit 3 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.10.3 OR-Gate mit 3 Eingängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Inhalt

11

4.11 NAND-Gate mit 8 Eingängen 74LS30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.11.1 8-Bit-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.11.2 Anonymer Abstimmdecoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.11.3 Programmierbares NAND-Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

4.12 2-fach-AND-OR-Gate 74LS51 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.12.1 Latch mit Enable-Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.12.2 AND-OR-Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.12.3 1-aus-2-Datenselektor für 4-Bit-Worte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

4.13 2-fach-NAND-Schmitt-Trigger 74LS13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.13.1 Steuerbarer Schwellen-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.13.2 Lichtimpuls-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.13.3 Steuerbarer Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.13.4 Steuerbarer LED-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

4.14 8-fach-Inverter 7404 / 74LS04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1344.14.1 Prellfreier Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1354.14.2 Audio-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1354.14.3 Universeller Expander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1364.14.4 1-aus-2-Demultiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

4.15 6-fach-Bustreiber mit Tri-State 74LS367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.15.1 Tri-State-Ausgang für TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.15.2 1-aus-2-Datenselektor für 1-Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.15.3 1-aus-2-Datenselektor für 2-Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.15.4 Bidirektionaler Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.16 6-fach-Bustreiber mit Tri-State 74LS368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.16.1 Steuerbarer LED-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.16.2 Bidirektionaler Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.16.3 Steuerbarer Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.16.4 Prellfreier Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4.17 2x4-Bit-Komparator 74LS85 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.17.1 8-Bit-Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434.17.2 Binäres High-Low-Spiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

4.18 BCD-zu-Dezimal-Decoder 7441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.18.1 1-aus-10-decodierter Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.18.2 10-Noten-Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.19 BCD-zu-7-Segment-Decoder-Treiber 7447/74LS47 . . . . . . . . . . . . . . 1454.19.1 Manuell schaltbare Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.19.2 0...9-Sekunden/Minuten-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.19.3 Display-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Inhalt

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4.20 BCD-zu-7-Segment-Decoder-Treiber 7448/74LS48 . . . . . . . . . . . . . . 1474.20.1 Display-Dimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.20.2 2-stelliger Zähler 00...99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

4.21 3-auf-8-Leitungsdecoder/-demultiplexer 74LS138 . . . . . . . . . . . . . . . 1494.21.1 1-aus-8-Demultiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494.21.2 2-bis-8-stufiger Sequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

4.22 1-aus-16-Decoder/-Demultiplexer 74LS154 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.22.1 1-aus-16-Demultiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.22.2 Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

4.23 4-Bit-1-aus-2-Datenselektor 74LS157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.23.1 Erweiterung für 7-Segment-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.23.2 Bus-Selector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.23.3 Datensortierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

4.24 1-aus-8-Datenselektor/-Multiplexer 74LS151 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.24.1 Programmierbares Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.24.2 1-Bit-Mustergenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.24.3 8-fach-Keyboard-Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

4.25 2-fach monostabiler Multivibrator 74LS123 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.25.1 Grundschaltung eines monostabilen Multivibrators . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.25.2 Impulsausfalldetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.25.3 Tonstufengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

4.26 2-fach-D-Flip-Flop 74LS74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.26.1 2-Bit-Datenregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.26.2 Phasendetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594.26.3 Wellenform-Auffrischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594.26.4 Teiler : 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

4.27 2-fach-JK-Flip-Flop 74LS73 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594.27.1 Teiler : 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.27.2 Teiler : 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.27.3 Teiler : 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

4.28 2-fach-JK-Flip-Flop 74LS76 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.28.1 4-Bit-Schieberegister mit Parallel-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.28.2 4-Bit-Binärzähler (aufwärts) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

4.29 4-fach-Latch 74LS75 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.29.1 4-Bit-Daten-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.29.2 Dezimaler Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

Inhalt

13

4.30 4-fach-D-Flip-Flop 74LS175 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.30.1 4-Bit-Datenregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654.30.2 Modulo-8-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654.30.3 Schieberegister Seriell/Parallel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.31 Dekadischer BCD-Zähler 74LS90 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.31.1 Teiler : 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.31.2 Teiler : 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.31.3 Teiler : 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.31.4 Teiler : 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.31.5 Teiler : 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674.31.6 Teiler : 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

4.32 Dekadischer BCD-Zähler 74LS196 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674.32.1 Dekadischer Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.32.2 4-Bit-Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.32.3 Teiler : 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.32.4 Teiler : 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

4.33 Binärzähler : 12 74LS92 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.33.1 Teiler : 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.33.2 Teiler : 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.33.3 Teiler : 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.33.4 Teiler : 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.33.5 Teiler : 120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

4.34 4-Bit-Binärzähler 74LS93 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.34.1 Teiler : 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714.34.2 Teiler : 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714.34.3 Teiler : 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714.34.4 Teiler : 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714.34.5 4-Bit-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

4.35 BCD-Vorwärts-/Rückwärtszähler 74LS192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.35.1 Kaskadierte Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.35.2 Umschalter für Vorwärts-/Rückwärtszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1734.35.3 Programmierbarer Count-Down-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

4.36 4-Bit-Vorwärtszähler 74LS161 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1744.36.1 Treppenspannungsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1744.36.2 8-Bit-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

4.37 4-Bit-Vorwärts-/Rückwärtszähler 74LS193 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.37.1 Rückwärtszähler von N mit Wiederholung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.37.2 Vorwärtszähler bis N mit Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.37.3 Vorwärtszähler bis N mit Wiederholung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Inhalt

14

4.38 4-Bit-Schieberegister 74LS194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1774.38.1 Bitmustergenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.38.2 Leuchtbalkengenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

4.39 8-Bit-Schieberegister 74LS164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.39.1 8-Bit-Seriell-zu-Parallel-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.39.2 Pseudo-Zufallswellenform-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

4.40 8-fach-Puffer 74LS240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.40.1 4-Bit-Datenbusverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1824.40.2 8-Bit-Datenbusverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.41 8-fach-Puffer 74LS244 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.41.1 4-Bit-Datenbusverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.41.2 8-Bit-Datenbusverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

4.42 8-fach-D-Latch 74LS373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1844.42.1 Tri-State-Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1854.42.2 Datenbus-Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

4.43 8-fach-D-Flip-Flop 74LS374 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.43.1 Getaktetes Tri-State-Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.43.2 Bus-Register mit gemeinsamem In/Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

4.44 8-fach-Bus-Transceiver 74LS245 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1884.44.1 Bus-Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

5 Lineare integrierte Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

5.1 Spannungsregler 7805 (5 Volt), 7812 (12 Volt), 7815 (15 Volt) . . . . . . 1915.1.1 5-Volt-Netzteil für TTL-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1925.1.2 Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1925.1.3 Stromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

5.2 –5-Volt-Spannungsregler 7905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1935.2.1 Festspannungsregler für –5 Volt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1935.2.2 Justierbare negative Spannungsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

5.3 +1,2...+37-V-Spannungsregler LM317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1945.3.1 1,25...25-V-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.3.2 6-V-NiCd-Akkulader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.3.3 Programmierbare Spannungsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

5.4 –1,2...–37-V-Spannungsregler LM337T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1965.4.1 Einstellbarer negativer Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1975.4.2 Präzisions-LED-Strombegrenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Inhalt

15

5.5 2...37-V-Spannungsregler 723 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.5.1 2...7-V-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.5.2 7...37-V-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

5.6 Steuerbare Zenerdiode TL431 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1995.6.1 Nebenschluss-Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2005.6.2 Einfacher Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2005.6.3 Spannungsdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015.6.4 1,5...5-V-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

5.7 1,2...33-V-Spannungsregler LM350T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2025.7.1 1,2...20-V-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2025.7.2 Leistungsimpulsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

5.8 OP-Verstärker 741 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2035.8.1 Invertierender Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2035.8.2 Nicht invertierender Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2035.8.3 Impedanzwandler/Spannungsfolger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.8.4 Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.8.5 Verstärker mit unipolarer Versorgungsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.8.6 Pegeldetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2055.8.7 Integrator-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2055.8.8 Differenzierer-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2055.8.9 Begrenzer-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2065.8.10 Brücken-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2065.8.11 Summier-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.8.12 Differenz-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.8.13 Lichtwellenempfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.8.14 60-Hz-Kerb-Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2085.8.15 Hochpass-Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2085.8.16 Tiefpass-Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2095.8.17 4-Bit-D/A-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2095.8.18 Lichtmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2105.8.19 Lichtmesser mit Balkenanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2105.8.20 Elektronische Glocke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2115.8.21 Lichtsensor mit akustischer Ausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

5.9 2-fach-OP-Verstärker 1458 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2125.9.1 Spitzenwertdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2125.9.2 DC-Pulse-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2135.9.3 Funktionsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

Inhalt

16

5.10 2-fach-J-FET-OP-Verstärker LF353N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2145.10.1 Sample and Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2145.10.2 Spitzenwertdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2155.10.3 Audio-Mixer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2155.10.4 OP-Verstärker mit programmierbarer Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . 216

5.11 4-fach-OP-Verstärker TL084 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2165.11.1 Mikrofonvorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2175.11.2 Verstärker für niedrige Quell-Impedanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2175.11.3 Infrarot-Sprachübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

5.12 4-fach-OP-Verstärker LM324 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2185.12.1 Bandpass-Filter 1 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2195.12.2 Infrarotsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2195.12.3 Impulsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2205.12.4 Interface-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

5.13 4-fach-OP-Verstärker LM3900N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2215.13.1 Astabiler Multivibrator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2215.13.2 Bistabiler Multivibrator (Flip-Flop) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.13.3 Funktionsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.13.4 10x-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

5.14 4-fach-Komparator LM339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2235.14.1 Nicht invertierender Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.14.2 Invertierender Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.14.3 Nicht invertierender Komparator mit Hysterese . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.14.4 Invertierender Komparator mit Hysterese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.14.5 TTL-Treiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.14.6 CMOS-Treiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.14.7 Komparator mit Tri-State-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.14.8 LED-Leuchtband-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2265.14.9 Fensterkomparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.14.10 Rechteckgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.14.11 Programmierbarer Lichtmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

5.15 LED-Blinker/Oszillator LM3909 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2285.15.1 LED-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.15.2 Leistungsblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.15.3 Infrarotsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.15.4 Lichtgesteuerter Ton-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2305.15.5 Glühlampen-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2305.15.6 Singschwan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.15.7 Chirper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Inhalt

17

5.15.8 Solarbetriebener Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2325.15.9 Mini-Orgel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2325.15.10 TTL-gesteuerter LM 3909 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

5.16 Leuchtzeilendisplay-Treiber LM3914N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2335.16.1 Punkt-/Balkenanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2345.16.2 Anzeige mit 20 Elementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2355.16.3 Blinkende Balkenanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2365.16.4 Mini-Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2365.16.5 LM3914N als Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

5.17 Leuchtzeilendisplay-Treiber LM3915N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2385.17.1 0...–27-dB-Punkt-/Leuchtbandanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

5.18 LED-VU-Meter-Modul NSM3916 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.18.1 VU-Leuchtbandanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2405.18.2 Vorwärts-/Rückwärts-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

5.19 LCD-Uhrenmodul PCIM-161 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.19.1 Uhr mit Weckalarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.19.2 Uhr mit Radiowecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.19.3 Zeitgesteuertes Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

5.20 Zeitgeber 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2435.20.1 Innenschaltung 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2435.20.2 Prellfreier Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2445.20.3 Monostabiler-Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2445.20.4 Timer mit Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2445.20.5 Spielzeug-Orgel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.20.6 LED-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.20.7 Impulsgenerator für TTL und CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2465.20.8 Impulsausfall-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2465.20.9 Zeitverzögerung extra lang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.20.10 Berührungsempfindlicher Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.20.11 Licht-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.20.12 Dunkel-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.20.13 Spannungsquelle für Glimmlampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.20.14 Frequenzteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.20.15 Dreiecksgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2505.20.16 Tonimpulsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

5.21 2-fach-Zeitgeber 556 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2515.21.1 Intervall-Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2515.21.2 3-fach-Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

Inhalt

18

5.21.3 555/556-Thyristor-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2525.21.4 Klang-Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2535.21.5 2-Stufen-Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2535.21.6 Programmierbarer 4-fach-Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

5.22 4-fach-Zeitgeber 558 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.22.1 Timer-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.22.2 Monostabiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.22.3 Programmierbarer Sequenzer/Ablaufsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.22.4 Impulsgenerator einstellbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.22.5 Einfacher Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.22.6 Festes Impulsverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2575.22.7 Langzeit-Zeitgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

5.23 Zeitgeber 7555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2585.23.1 Analog-Frequenzmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2585.23.2 Lichtprüfer für Blinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.23.3 Vorgangsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

5.24 Phase Locked Loop (PLL) 565 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2605.24.1 Pulsfrequenzmodulierter Infrarot-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2605.24.2 Infrarot-Empfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

5.25 Phase Locked Loop (PLL) 4046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2615.25.1 Lautsprecherverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2625.25.2 Zwitscher-Sequenzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2625.25.3 Abstimmbarer Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2635.25.4 Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2635.25.5 Klangeffekt-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2645.25.6 Frequenz-Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2655.25.7 Lock-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2665.25.8 Tonimpuls-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

5.26 Ton-Decoder 567 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2675.26.1 Tondetekor-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2675.26.2 Infrarot-Fernbedienungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2685.26.3 2-Frequenz-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2685.26.4 2-Phasen-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2695.26.5 Ausgang des 567 einfrieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2695.26.6 Schmalbandfrequenz-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2705.26.7 Telefonwahlton-Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

5.27 12-Tasten-Telefontongeber CEX-4000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2725.27.1 Tragbarer Telefonwahlton-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2725.27.2 Funk-Fernbedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

Inhalt

19

5.28 Spannung/Frequenz-Umsetzer 9400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

5.28.1 Grundschaltung V/f-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2745.28.2 FSK-Binärdaten-Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2755.28.3 Übertragungssystem für analoge Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.28.4 Tonfrequenzmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5.29 Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) 566 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2775.29.1 Funktionsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.29.2 FSK-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.29.3 Zwei-Ton-Wobbler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

5.30 Analog-zu-Digital-Wandler (AD) TL507 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2795.30.1 8-Bit-Analog-zu-Digital-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.30.2 Pulsbreitenmodulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

5.31 8-Bit-Digital / Analog-Wandler DAC 801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2815.31.1 Spannungsversorgung für den 8-Bit DAC 801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2825.31.2 256-Stufen-Sägezahngenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2835.31.3 DAC-801-Tongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

5.32 Temperatursensor und justierbare Stromquelle LM334 . . . . . . . . . . 2845.32.1 Thermometer – Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2855.32.2 Stromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2855.32.3 Referenzspannungsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2865.32.4 LED-Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2865.32.5 Sägezahngenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2865.32.6 Lichtmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

5.33 125-mW-Verstärker LM386 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2875.33.1 Verstärker mit v = 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2875.33.2 Verstärker mit v = 200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2885.33.3 Verstärker mit Bass-Anhebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2885.33.4 Tonalarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2885.33.5 Verstärker mit hohem Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

5.34 8-Watt-Verstärker LM383 / TDA 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2895.34.1 8-Watt-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2905.34.2 16-Watt-Brückenverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

5.35 Dual-2-Watt-Verstärker LM1877 / LM377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2915.35.1 Stereo-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2915.35.2 4-Watt-Brücken-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2925.35.3 Durchsage-Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

Inhalt

20

5.36 Komplexer Sound-Generator SN76477N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2935.36.1 Schlagzeugsynthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2935.36.2 Rauschgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2945.36.3 Universeller Generator mit auf-/abschwellendem Ton . . . . . . . . . . . . . . 294

5.37 Komplexer Sound-Generator SN76488N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2955.37.1 Fliegerbombe mit Explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2955.37.2 Verbesserte Dampfmaschine mit Pfeife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.37.3 Ultimative Sirene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

5.38 Rhythmus-Generator MM5871 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2975.38.1 Rhythmus-Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

5.39 Dual-Analog-Verzögerungsleitung SAD1024 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.39.1 Serieller Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.39.2 Ausgangssummierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.39.3 SAD1024-In/Out-Beschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3015.39.4 Justierbarer Flanger oder Phaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

5.40 Oktavton-Generator S50240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.40.1 Justierbarer Oktav-Frequenz-Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.40.2 Spezialeffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

5.41 Optokoppler TIL111 / TIL119 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3045.41.1 Testschaltung für TIL111 / TIL119 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3055.41.2 Tastatur-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3055.41.3 Stoppuhr mittels Taschenrechner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

5.42 Optokoppler MOC3010 / SCS11C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3065.42.1 DC- und AC-Optoschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3075.42.2 Computer Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

5.43 Linear-Optokoppler MOC5010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3085.43.1 Isolierte Analog-Datenverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3085.43.2 Thyristor-Ansteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3095.43.3 TTL-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3095.43.4 AC-Signal-Isolator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Inhalt

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1 Grundsätzliche Betrachtungen

Die ersten Seiten dieses Buches dienen der Auffrischung vorhandenen Wissens. WennSie tiefer in die Materie einsteigen wollen, empfehlen wir eine Recherche im Internetoder weiterführende Fachliteratur.

1.1 Widerstände

Widerstände begrenzen den Stromfluss. Ein Widerstand hat genau 1 / , wenn bei einerangelegten Spannung von 1 Volt durch ihn ein Strom von 1 Ampere fließt. Dies ist dasOhmsche Gesetz. Mathematisch ausgedrückt:

R =UI

I =UR

U = R · I

Widerstände werden mit Farbringen markiert. Aus der Position und Anzahl derFarbringe lässt sich der Widerstandswert ablesen. Es gibt Widerstände mit 3, 4 und5 Farbringen. Je mehr Farbringe ein Widerstand hat, desto genauer ist sein Wert unddesto geringer im allgemeinen seine Toleranz.

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Widerstände mit 3 Farbringen1. und 2. Farbring = Zahlenwerte Widerstand3. Farbring = MultiplikatorToleranz generell 20%

Widerstände mit 4 Farbringen1. und 2. Farbring = Zahlenwerte Widerstand3. Farbring = Multiplikator4. Farbring = Toleranz je nach Farbe

Widerstände mit 5 Farbringen1. 2. und 3. Farbring = Zahlenwerte Widerstand4. Farbring = Multiplikator5. Farbring = Toleranz je nach Farbe

Für Widerstände wird auch folgende alphanumerische Codierung benutzt:

Zahlenwert + Zahlenwert + Multiplikator + Zahlenwert, wobei der Multiplikator diePosition der Kommastelle angibt. Als Multiplikatoren dienen die Buchstaben M, k, R,wobei M = 1.000.000; k = 1.000; R = 1. Hier ein paar Beispiele:

2k2 = 2,2 × 1000 = 2,2 k /22M5 = 22,5 × 1.000.000 = 22,5 M /580R= 580 /56R5 = 56,5 /1R1 = 1,1 /R022 = 0,022 /

Widerstände werden nicht nur nach ihrem Widerstandswert unterschieden, sondernauch nach ihrer Belastbarkeit, angegeben in „Watt“. Soll ein Widerstand nicht überhitztwerden, muss er die entstehende Wärme über seine Oberfläche an die Umgebung abge-ben. Ein kleiner Widerstand kann nicht so viel Energie abgeben wie ein großer. Deshalbgibt es z. B. kleine Widerstände mit 100 / und sehr große Widerstände mit 100 / . DerWiderstandswert ist immer gleich, die Belastbarkeit jedoch unterschiedlich. Je größerdie Abmessungen des Widerstandes, desto größer ist im allgemeinen seine Belastbar-keit. Verwenden Sie immer nur Widerstände mit der passenden Belastbarkeit. Dieserichtet sich nach der entstehenden Wärmeleistung und berechnet sich wie folgt:

P = (U2) / R

mit P = Leistung in Watt; U = Spannung am Widerstand in Volt (Effektivwert);R = Widerstandswert in / .

In der Praxis sollte man die Belastbarkeit von Widerständen immer doppelt so großwählen wie berechnet. Hat man also einen Widerstand zu 1/2 Watt errechnet, so wähltman für die Schaltung einen Widerstand mit 1 Watt Belastbarkeit. Der Grund: Betreibt

1 Grundsätzliche Betrachtungen

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man einen 1/2 Watt Widerstand mit konstant 1/2 Watt, so ist dieser nach einem biszwei Jahren defekt. Die Ursache ist die langsame Oxidation des Luftsauerstoffs mitdem heißen Widerstandsmaterial. Ist in einer Schaltung kein Widerstandswert ange-geben, so kann man üblicherweise 1/4 bis 1/2 Watt-Typen verwenden.

Fast jede elektronische Schaltung verwendet Widerstände. Hier die wichtigsten An-wendungsfälle:

1. Strombegrenzung: Begrenzung des Stromflusses durch LEDs, Transistoren, Laut-sprecher, Transformatoren, Drosseln, Akkus usw. Diese Widerstände heißen im allge-meinen Vorwiderstände oder Schutzwiderstände.

2. Spannungsteilung: Eine beliebige Spannung soll um einen bestimmten Faktor ver-ringert werden. Dazu verwendet man die sog. Spannungsteiler-Schaltung.

Die Spannung am Punkt „ * “ = I × R2. Der Strom I istder Strom durch R1 und R2.

Also: I =10 V

(R1 + R2)= 0,005 A

Folglich ist die Spannung an „ * “ = 0,005 × 1000 =5 Volt. Der Gesamtwiderstand von R1 und R2 ist ein-fach die Summe: Rges = R1 + R2. Diese Regel erlaubtes, durch Kombination von Standard-Widerstands-werten einen gewünschten nicht standardisierten Wi-derstandswert zu erzeugen.

Spannungsteiler benützt man zur Vorspannungserzeugung bei Transistoren:

1.1 Widerstände

24

Sie eignen sich auch zur Erzeugung einer variablen Spannung aus einer festen Span-nung:

3. Laden und Entladen von Kondensatoren: Lesen Sie dazu das nächste Kapitelüber Kondensatoren.

1.2 Kondensatoren

Kondensatoren speichern elektrische Energie, sie blockieren Gleichstrom, lassen aberWechselstrom passieren. Kapazitätswerte werden in „F“ angegeben. „1 F“ ist jedochein sehr großer Wert. In der Praxis haben die meisten Kondensatoren sehr viel kleinereWerte, zum Beispiel:

1 microF ( ` F) = 1 × 10–6 F1 nanoF (nF) = 1 × 10–9 F1 picoF (pF) = 1 × 10–12 F

Die Kapazitätswerte sind bei Kondensatoren meist aufgedruckt. Es gibt zwar aucheinen internationalen Farbcode für Kondensatoren, dieser ist jedoch nicht einfach zuhandhaben. Viele Hersteller bevorzugen den numerischen Aufdruck. Reine Zahlen-werte von 1 bis 999 bedeuten in der Regel „pF“. Zahlen mit Kommastelle bedeutenmeist „ ` F“. Einige Hersteller benutzen auch folgenden Code:

1. und 2. Ziffer = Zahlenwert + 3. Ziffer = Anzahl der Nullen (Wertangabe in pF).

Hier einige Beispiele:471 = 470 pF473 = 47000 pF = 47 nF104 = 100000 = 100 nF105 = 1000000 = 1 ` F

Elektrolytkondensatoren besitzen eine relativ hohe Kapazität ( ` F) bei kleiner Bau-größe. Ihre Anschlüsse sind polarisiert. Sie dürfen nur mit der richtigen Polung betrie-ben werden. Falsch gepolte Elektrolytkondensatoren können innerhalb von Sekundendefekt werden.

1 Grundsätzliche Betrachtungen

25

Kondensatoren vertragen Spannungen von wenigen Volt bis zu mehreren tausendVolt. Die Spannungsfestigkeit ist meist aufgedruckt. Verwenden Sie immer nur Kon-densatoren mit einer passenden Spannungsfestigkeit (meist das 1,5-fache der Versor-gungsspannung der Schaltung).

Warnhinweis: Kondensatoren können über sehr lange Zeit sehr hohe Energienspeichern. Diese Energien können auch noch nach Tagen einen tödlichen elektri-schen Schlag verursachen oder einen Brand auslösen. Deshalb sollten Kondensato-ren, die an Spannungen über 48 Volt verwendet wurden, nach Gebrauch immerüber einen 1-k / -Widerstand entladen werden. Höchste Vorsicht ist dabei geboten!Benutzen Sie immer nur eine Hand für diesen Vorgang. Legen Sie eine Hand aufden Rücken oder stecken Sie diese in die Hosentasche. So können Sie verhindern,dass beim Entladen ein elektrischer Strom durch ihre Arme über das Herz fließt.

Die wichtigsten Anwendungszwecke für Kondensatoren:

1. Unterdrücken von Stromversorgungsspitzen: Ein Kondensator von 0,01... 0,1 ` Füber den Versorgungspins von Digital-ICs unterdrückt Störspitzen und verhindertFehltriggerungen.

2. Glätten gleichgerichteter Wechselspannung: Ein Elektrolytkondensator von100...10000 ` F am Gleichrichterausgang bewirkt eine Glättung der pulsierendenGleichspannung.

1.2 Kondensatoren

26

3. Blockieren von Gleichstrom bei gleichzeitigem Durchlassen von Wechselstrom.4. Umleiten von Wechselspannung um eine Schaltung herum oder Ableitung nach

Masse.5. Ausfiltern von Teilen aus einem veränderlichen Signal.6. Integration eines Signals.

7. Differenzierung eines Signals.

8. Realisierung einer Zeitfunktion

Nach dem Drücken des Tasters lädt sich C schnell auf, nach dem Loslassen erfolgteine langsame Entladung über R.

9. Speichern einer Ladung um einen Transistor ein- bzw. ausgeschaltet zu halten.10. Speichern einer hohen Impuls-Energie für eine Entladungsröhre oder LED.

Kondensatoren besitzen eine hohe Kapazitätstoleranz. Übliche Werte sind 5–20%. BeiElektrolytkondensatoren sind es noch wesentlich höhere Werte (bis zu 100%). In vielenFällen ist die Kapazität nicht sehr kritisch für die Funktion einer Schaltung. Ist z. B. ineiner Schaltung ein Kondensator mit 0,5 ` F angegeben, so kann man oft den nächstgele-genen Normwert von 0,47 ` F verwenden. Bei Filterschaltungen und Schaltungen mitZeitgliedern ändern sich jedoch die Kennwerte mit den Kondensatoren, hier müssen dieWerte bei Bedarf genau eingehalten werden. „Krumme“ Kondensatorwerte erzeugt mandurch Parallelschaltung von Kondenatoren, z. B.: 47 ` F // 3,3 ` F ergibt 50,3 ` F.

1 Grundsätzliche Betrachtungen

27

1.3 Halbleiter

Halbleiter basieren hauptsächlich auf dem Element Silizium. Silizium ist ein sprödesMetall, das elektrisch nicht leitet und das aus Sand gewonnen werden kann. Durch ge-zielte Verunreinigungen wird es „halbleitend“ gemacht. Durch geschickte Kombina-tion verschieden verunreinigter Silizium-Kristalle lassen sich unterschiedliche Halb-leiterbausteine herstellen.

1.3.1 Diode

Lässt Strom nur in einer Richtung fließen. In der anderen Richtung wird der Strom-fluss gesperrt. Wird benützt, um aus einem Wechselstrom einen Gleichstrom zu erzeu-gen, oder um einen Strom in eine Schaltung hinein- aber nicht mehr herausfließen zulassen.

1.3.2 Zenerdiode

Verhält sich wie eine normale Diode, wird jedoch in Sperrrichtung ab einer bestimm-ten Spannung leitend (= Zenerspannung). Sie kann als Spannungsregulierer verwen-det werden. Sobald die Spannung Vin die Zenerspannung überschreitet, leitet die Di-ode und verhindert einen weiteren Anstieg.

Zenerdioden können auch zum Schutz spannungsempfindlicher Komponenten dienenoder als einfache Referenzspannungsquelle.

1.3 Halbleiter

28

1.3.3 LEDs

Licht emittierende Dioden verhalten sich wie normale Dioden, bei Stromfluss inDurchlassrichtung erzeugen sie jedoch Licht unterschiedlicher Wellenlänge von In-frarot bis Ultraviolett. LEDs müssen immer zusammen mit einem Vorwiderstand ver-wendet werden, der den Strom durch die LED begrenzt.

Beispiel: Die Durchlassspannung einer roten Leuchtdi-ode beträgt ca. 1,7 Volt, der zulässige Be-triebsstrom 20 mA. Um sie an 5 Volt betreibenzu können, müssen 3,3 Volt am Vorwiderstandabfallen und das beim zulässigen LED-Strom.

Nach dem Ohmschen Gesetz R =UI

errechnet

sich R =3,3 V0,02 A

= 165 / .

Infrarot-LEDs haben einen höheren Wirkungs-grad als LEDs mit sichtbaren Licht. Deshalbund wegen ihrer Unsichtbarkeit werden diesegerne für Signalübertragungen verwendet.

1.3.4 Transistoren

In diesem Buch werden Transistoren nur als einfache Verstärker oder Schalter ver-wendet. Deshalb können die meisten Universaltypen verwendet werden.

1.3.5 Integrierte Schaltungen

ICs sind aus einer Vielzahl winziger Transistoren auf einem winzigen Chip aufgebaut.Deshalb sind sie auch empfindlich gegenüber Überspannung, Überstrom, Falschpo-lung und Überhitzung. Beachten Sie die Lage der Pins der Versorgungsspannung. Diemeisten ICs werden in Gehäusen mit 8, 14, 16 bis 24 Pins geliefert. Pin 1 ist durch eineMarkierung gekennzeichnet (Aussparung, Punkt, Einkerbung).

1 Grundsätzliche Betrachtungen

29

Wenn das IC so liegt, dass man die Beschriftung aufrecht lesen kann, dann befindetsich Pin 1 links unten bei der Markierung.

Zusätzlich zur IC-Bezeichnung befindet sich eine Reihe weiterer Nummern mit unter-schiedlicher Bedeutung auf den ICs.

Unglücklicherweise ist ein Datumscode nicht immer vorhanden oder er ist verschlüs-selt oder andere Nummern treten an seine Stelle. Der Datumscode kann auch mit derIC-Nr. vertauscht sein.

Lagern sie ICs immer in antistatischen Behältern oder auf leitfähigem Schaumstoff.Bei Verwendung von nichtleitendem Kunststoff besteht die Gefahr von Aufladung derKunststoffoberfläche. Diese Ladung kann ICs zerstören oder, noch schlimmer, dieFunktionen teilweise beschädigen. Der Baustein hat dann nicht mehr die Hersteller-spezifikation und verhält sich nicht wie gewünscht (unerklärliche sporadische Fehl-funktionen).

1.3 Halbleiter

FRANZISE L E K T R O N I K

Mit 387 Abbildungen

Frank Sichla

Band 5:SchaltungssammlungLEDs, LCDs und Lasertechnik

4277-6 Titelei 25.02.2010 15:15 Uhr Seite 3

5

VorwortJeder kennt sie, die Leucht- oder Lumineszenzdioden (auf Englisch: Light Emitting Diodes, LEDs, Licht emittierende Dioden). Sie sind überall in der modernen Elektro-nik anzutreffen und für Anzeigezwecke unentbehrlich. Durch beständige Entwick-lungsarbeit wurde die Lichtausbeute kontinuierlich erhöht und Weißlicht möglich gemacht, sodass das elektronische Leuchtmittel LED gerade dabei ist, die Lichtbranche zu revolutionieren.

Bevor die Hochleistungs-Lumineszenzdioden kamen, gab es interessante Neuigkeiten aus dem Bereich der kleinen LEDs. Diese zeigten sich auch als Dual-LEDs (Zweifarb-LEDs), kamen mit einer integrierten Blinkerschaltung daher oder begannen endlich, auch blau zu leuchten. Damit war die Basis für die weiße LED geschaffen.

Seit kurzer Zeit sind Leuchtdioden, auf organischer Basis hergestellt, in Displays anzu-treffen, welche keine Hintergrundbeleuchtung benötigen. So präsentierte ein führen-der Messgerätehersteller vor Kurzem das weltweit erste Handmultimeter mit OLED-Display. Und Physikern ist es Anfang 2009 gelungen, die Lichtausbeute der OLEDs so zu steigern, dass sie die von Leuchtstoffröhren übertrifft.

Auch die LCD-Anzeigen (Liquid-Crystal Display, Flüssigkeitskristall-Bildschirm) ha-ben in den letzten Jahren – insbesondere durch die Entwicklung von Flachbildschir-men – einen enormen Aufschwung erlebt. Hier dominiert jetzt die Punktmatrix, und man hat die Wahl zwischen konventionellen Ausführungen (grün) und solchen mit weißen Zeichen auf blauem Grund (mit Hintergrundbeleuchtung).

LCDs finden Verwendung in vielen elektronischen Geräten der Unterhaltungselektro-nik, aber auch in Messgeräten, Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern. Head-up-Displays und Videoprojektoren arbeiten mit dieser Technik.

Hier drei konkrete Beispiele dafür, dass auch die LCD-Entwicklung noch in Schwung ist:

Die EA-eDIP-Serie vereinigt diverse Grafik-LCDs mit integrierter Intelligenz. Neben acht eingebauten Schriften bietet sie eine ganze Reihe ausgefeilter Grafikfunktionen. Die Ansteuerung erfolgt über eine RS-232-, SPI- oder I2C-Schnittstelle. Die Program-mierung erfolgt mit hochspracheähnlichen Grafikbefehlen. Die zeitraubende Pro-grammierung von Zeichensätzen und Grafikroutinen erntfällt völlig.

Das Zero-Power-LCD zeigt, was in letzter Zeit bei diesen Bildschirmanzeigen möglich wurde. Es beruht auf einer bistabilen Flüssigkristalltechnik, die ein Bild auch ohne eine angelegte Spannung halten kann. Solche Displays eignen sich hervorragend für batteriebetriebene, tragbare Geräte, die keine große Bildwiederholfrequenz benötigen.

6 Vorwort

Dank ihrer Reflexionseigenschaften ermöglicht diese Technologie breite Sichtwinkel, hohe Helligkeits- und Kontrastwerte sowie gute Lesbarkeit bei Sonnenlicht.

Die -Familie von Microchip vereint neue 8-Bit-Mikrocontroller zur di-rekten LCD-Ansteuerung. Sie sind die ersten 8-Bit-Controller in Nanowatt-Technolo-gie, die über Echtzeituhr und Kalender sowie eine Schaltung zur Ladezeitmessung verfügen. Die softwaregesteuerte Kontrastregelung des integrierten LCD-Moduls passt den Bildschirm an die unterschiedlichen Licht- oder Temperaturverhältnisse an, und die Nanowatt-Technologie sorgt für einen geringen Leistungsbedarf.

Ständige Weiterentwicklungen gibt es auch in der Lasertechnologie. Heute ist der La-ser zu einem bedeutenden Instrument der Industrie, Kommunikation, Wissenschaft und Unterhaltungselektronik geworden.

Die kleinen Laserdioden sind heute schon die mit Abstand am häufigsten benutzten Laserbauelemente und schicken sich an, die Lasertechnik und ihre möglichen Einsatz-gebiete genauso zu revolutionieren wie einst die Transistoren die Elektronik. Die Vor-teile von Laserdioden sind Kompaktheit, geringe Herstellungskosten, guter Wirkungs-grad und einfache Stromversorgung sowie einfache Modulierbarkeit.

All diese Bauelemente werden auch in Zukunft ständig weiterentwickelt. Weniger spektakulär als die Kreation völlig neuer Varianten verläuft die Verbesserung der Wir-kungsgrade und der Darstellungsmöglichkeiten. Auch die Preise werden immer at-traktiver, obwohl sie zum Teil schon verblüffend niedrig sind.

Nicht nur der Entwicklungsingenieur ist an einer Schaltungssammlung bewährter und moderner optoelektronischer Lösungen mit LEDs, Displays sowie Laserdioden interessiert, um Zeit zu sparen. Auch den Hobbyelektroniker interessieren solche Schaltungen besonders, da sie sich ideal für den Einstieg in die Elektronik eignen. Des-halb hat der Autor neben aktuellen professionellen auch bewährte einfache Schaltun-gen aufgenommen und einen großen allgemeinen Praxisteil hinzugefügt.

Ing. Frank Sichla

7

Inhaltsverzeichnis

Teil A: Schaltungen mit Leuchtdioden (LEDs) und Siebensegment-Anzeigen 17

1 Begriffe, Definitionen und technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1 StrahlungsphysikalischeundlichttechnischeGrößen . . . . . . . . . . . . 191.2 DerLichtstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.3 DieLichtstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.4 DieLichtstärke-Verteilungskurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.5 DieBeleuchtungsstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.6 DieBelichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.7 DieLeuchtdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.8 DerHalbstreuwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.9 Vorwiderstandsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.10 LED-Flussspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.11 Beleuchtungsstärke-Umrechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.12 Anschlusslage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.13 Sicherheitshinweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2 Blinkerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1 EinfacherBlinkermitTimer555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2 WechselblinkermitTimer555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.3 WechselblinkermitCMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.4 CMOS-WechselblinkermitzweiLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.5 CMOS-BlinkeralsAuswerteschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.6 „Ruhiger“BlinkermitTransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.7 WechselblinkerfürJumbo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.8 DämmerungsblinkermitsuperhellenLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.9 Alarmblinkermit„Zwischenspurt“ ............................ 302.10 AchtLEDsblinkenscheinbarzufällig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.11 Wechselblinkermit2x20LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.12 Helligkeitschwilltanundab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.13 HelligkeitsabhängigerBlinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.14 BlinkenderWeihnachtsstern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.15 BlinkermitZweipol-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3 Blitzer/Flasher/Pulser-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.1 EinstellbarerBlitzermitTimer555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.2 BlitzermitkomplementärenTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8 Inhaltsverzeichnis

3.3 WechselblitzermitTimer555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.4 Doppel-BlitzlichtfürModellfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.5 Marathon-Blitzlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.6 1,5-V-BlitzermitvierTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.7 BlitzermitdreiJahrenBatterielebensdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.8 BlitzermitTaktgeneratorundCMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.9 BlitzermitdreiTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.10 BlitzermitUnijunction-Transistor ............................. 443.11 Dualer1,5-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.12 Sicherheits-BlitzerfürRadfahreroderJogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.13 Flackerschaltung(Feuer-Imitation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.14 Wechsel-Flashermit1,5VBetriebsspannung ................... 483.15 Sehrheller3-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.16 Mini-BlitzermitDruckschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.17 Sicherheits-BlinkerfürPersonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.18 Leuchtturm-Signalgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.19 3-V-Transistor-Flasher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.20 1,5-V-FlashermitCMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.21 1,5-V-FlashermitCMOS-ICundFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.22 Ultra-stromarmer3-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.23 ProgrammierbarerFlasherinzweiVarianten .................... 563.24 DereinfachsteBlitzerderWelt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.25 Alarmanlagen-Simulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.26 1,5-V-FlasherfürweißeLEDmitLow-Voltage-Gatter . . . . . . . . . . . . . . 593.27 Schneller,portablerPulser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.28 1,5-V-FlasherfürweißeLEDmitfünfTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . 603.29 Drei-LED-Flasher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.30 BlitzlichtmitdemTPS61054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4 Lauflicht- und Leuchtbalken/Leuchtband-Schaltungen . . . . . . . . . . 634.1 EinfachstesLauflichtderWelt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634.2 LauflichtmitvierLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644.3 LeistungsfähigeWechsellichtband-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654.4 Knight-Rider-Lauflichtfür5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664.5 Knight-Rider-Lauflichtfür8...16V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674.6 Knight-Rider-LauflichtmitCMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684.7 Knight-Rider-LauflichtmitSchweif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694.8 LauflichtmiteinemRingzähler4017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.9 LauflichtmitkaskadiertenZählern4017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.10 LauflichtmitkaskadiertenSchieberegistern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724.11 LauflichtmitTransistor-Monoflops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.12 Mini-LauflichtmitCMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.13 Hin-undHer-LauflichtmitSchweif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.14 DualeLichtbandsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9Inhaltsverzeichnis

4.15 LichtbandmitBlinkeffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.16 IntelligentesBlinklicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.17 Blitzlauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794.18 Doppellauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.19 MikroprozessorzaubertLED-Muster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.20 EinfachesKnight-Rider-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.21 SternausLaufbändern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.22 InkrementellesLauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.23 555-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5 Farbwechsler-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865.1 UmschaltenderWechslermitsiebenFarben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865.2 EinstellbarerRGB-Farbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.3 FarbwechslermitVierfach-Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . 885.4 FarbwechslerohnePause ................................... 895.5 Fading-Farbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.6 LangsamlaufenderFarbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.7 Fading-FarbwechslermitTTL-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.8 ÖkonomomischeFarbenerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935.9 Farbwechsel-DisplaymitDuo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945.10 Regenbogen-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945.11 LED-Farbregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

6 Schaltungen mit Blink- und Dual-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976.1 PegelindikatormitDual-LED ................................. 976.2 LauflichtmitBlink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986.3 Blink-LEDlässtEinfach-LEDsmitblinken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996.4 KleinesLichtspielmitBlink-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.5 OperationsverstärkersteuertBlink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.6 Blink-LEDamTTL-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016.7 CMOS-ICsteuertBlink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026.8 Blink-LEDanüber5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026.9 AnzeigeschaltungmitzweiDual-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036.10 EinfacherImpulsindikatormitDual-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.11 Dual-LEDanNetzspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.12 EinBauelement–vierFarben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056.13 MagischeLichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056.14 TesterfürAudioleitungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076.15 OptischerTransistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076.16 Steuerschaltungfür16-mm-Duo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086.17 InteressanterWechselblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.18 BlinkenderFarbwechslermitDoppeltimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.19 Duo-LEDameinpoligenMikroprozessor-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . 1116.20 Temperatur-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

10 Inhaltsverzeichnis

6.21 Übertemperatur-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.22 ProgrammierbareLED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

7 Mess-, Prüf- und Indikatorschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1157.1 AnzeigefürGleich-undWechselspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1157.2 BalkenanzeigemitTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1167.3 EinfacherSpannungsprüfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177.4 EinfacheSpannungsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177.5 Versorgungsspannungs-ÜberwachungmitTimer555 . . . . . . . . . . . 1187.6 Überwachungeines12-V-Akkus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197.7 VU-MetermitachtLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1207.8 LeitungssuchermitOperationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217.9 Mini-LeitungssuchermitCMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1227.10 VielseitigerVerdrahtungstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.11 TesterfürmehradrigeLeitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.12 LogiktestermitOperationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1267.13 LogiktestermitCMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1267.14 Autobatterie-TestermitTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1277.15 IndikatorenmitLED-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287.16 EinfachesStroboskopmitTimer555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287.17 StroboskopmitCMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1297.18 NiederfrequenzmessermitLED-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.19 Aussteuerungsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1317.20 DetektorfürNanosekunden-Impulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1327.21 PassiverLED-Bargraph-Power-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337.22 Audio-Clipping-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1347.23 DreistufigerAudio-Leistungsindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1357.24 AlarmbeizuhoherGeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1377.25 Auto-Bordspannungs-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1387.26 TestundAnschlussermittlungvonTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . 1397.27 IndikationeinerFrequenzdifferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1417.28 Impuls-Überwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1437.29 Impulsfrequenz-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1437.30 LogiktastkopffürCMOSundTTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1457.31 Mobiltelefon-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1467.32 IR-Fernsteuerungs-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1477.33 Wasser-Füllstandsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1477.34 Zweibereichs-Stroboskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1497.35 Digitester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1497.36 Isolationstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1507.37 Tastatur-Detektiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517.38 Gewitter-Entfernungsmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1527.39 SchonenderBatterietester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547.40 Three-State-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

11Inhaltsverzeichnis

7.41 Schalt-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1557.42 Impuls-Fühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.43 Logiktester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.44 Tendenz-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.45 Polaritätsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1607.46 SpannungsindikatormitfünfLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1607.47 BipolarePegelanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.48 BatterietestohneVoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.49 Low-Bat-IndikatormitShut-Down-Möglichkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657.50 HocheffizienterLow-Bat-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657.51 TesterfürhoheSpannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667.52 OszilloskopfürDemonstrationszweckemit100LEDs . . . . . . . . . . . 1677.53 LEDalsFotodiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.54 Bargraph-AnzeigeamMikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1697.55 In-Circuit-Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1697.56 TesterfürdieKfz-Elektrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717.57 Wasserindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717.58 LED-VU-MeterohneSpezial-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.59 Universaltester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.60 Kfz-Ladekontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.61 NachleuchtendeÜbersteuerungsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1767.62 NF-Frequenzanalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1767.63 DreistufigerSpannungsdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1787.64 CPU-Lüfterüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

8 Dimmerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.1 KomplementäreFading-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.2 Drei-LED-Wechseldimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1818.3 Fade-in/out-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1828.4 DigitalsteuerbarerLED-Dimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1828.5 LogarithmischerdigitalerDimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1848.6 DACsteuertDimmer-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1848.7 KopfhörerverstärkersteuertDimmer-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1868.8 LineareHelligkeitseinstellungin64Schritten . . . . . . . . . . . . . . . . . 1868.9 DimmermitTransistorenundOperationsverstärkern . . . . . . . . . . . . 1878.10 EffizienterLED-BetriebanSchaltregler-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

9 Schaltungen für Spiel, Spaß und Unterhaltung . . . . . . . . . . . . . . . 1909.1 TanzendeLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1909.2 Lichtspiel-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1919.3 HypnotisierendeLED-Spirale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1929.4 Münzen-Flipper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1949.5 ElektronischesRoulette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1949.6 ElektronischesGlücksradmitakustischemEffekt . . . . . . . . . . . . . . 196

12 Inhaltsverzeichnis

9.7 Reaktionszeit-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1979.8 MausimLabyrinth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1989.9 Orakel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1999.10 Geschicklichkeitsspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1999.11 Taschenflipper„GoodLuck“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2019.12 Kaffeethermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2029.13 Müdigkeitstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2029.14 LED-Spiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2039.15 LaunischeLED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2049.16 LaufenderPfeil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2059.17 Münzwurf-ImitationmitBerührungssensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2079.18 TanzendeLichtermitTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2079.19 Fernbedienungs-Blockierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2089.20 „Erster!“-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2099.21 Regenbogenmit13LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2119.22 Quiz-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

10 Schaltungen aus der Allgemeinelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21310.1 LEDalsStabilisierungsdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21310.2 LED-SpannungswandlermitPR4401/4402 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21310.3 AutomatischesNachtlichtmitMOSFETs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21510.4 Count-Down-SchaltungmitneunLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21610.5 BerührungssensormitzweiTransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21610.6 BerührungssensormitTondecorder-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21710.7 LED-Betrieban1,5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21810.8 EinparkhilfeaufIR-Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21910.9 FünfbisachtLEDsan1,5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22010.10 LeistungsfähigeKonstantstromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22110.11 Clusterfür24LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22110.12 SichaufbauenderLED-Pfeil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22210.13 LED-LampemitTast-Flipflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22310.14 WeißeLEDan1,5VmitdreiBauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22410.15 WeißeLEDan3VohneSpule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22510.16 WeißeLEDan1,5VohneSpule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22510.17 PräziseLED-Ansteuerschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22610.18 LEDmitgroßemVersorgungsspannungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22710.19 ZeitschaltermitCount-Down-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22810.20 ElektronischerTastensatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22810.21 FensterkomparatormitdreiLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22910.22 LED-Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23010.23 UnterbrechenderUmschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23010.24 LED-Zeiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23210.25 Eier-TimermitblitzenderLED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23210.26 KonstantstromquellefürLow-Current-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

13Inhaltsverzeichnis

10.27 30-Sekunden-Einschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23410.28 Schubladen-Überwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23410.29 VerzögerteEinschaltungmitCount-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23510.30 AutomatischesNachtlichtmitCMOS-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23610.31 SichaufbauenderSchriftzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23610.32 VersorgungmehrererLEDsdurchAufwärtswandler . . . . . . . . . . . . 23810.33 LED-Array-AnsteuerungdurchFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23810.34 WeißeLEDan1,5VmitimprovisiertemTrafo . . . . . . . . . . . . . . . . . 23910.35 BlaueLEDan3V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24010.36 EffizienterLED-BetriebmitBuck-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24010.37 WeißeLEDan1,2V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24210.38 20bis30LEDsinReihean4,5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24210.39 BuzzerlässtweißeLEDleuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24310.40 High-Power-LED-BetriebmitMAX1685 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24410.41 High-Power-LED-BetriebmitLM3404(HV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24510.42 WeißeLEDsanSpannungenab1,8V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24510.43 LED-BetriebmithoherEffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24610.44 DreiweißeLEDsan3V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24710.45 WeißeLEDeffizientan2,7...16,5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24710.46 ZehnweißeLEDsan12V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24810.47 20LEDsanfünfMikroprozessor-Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24910.48 NetzbetriebvonHigh-Power-LEDsüberTreiber-IC . . . . . . . . . . . . . 24910.49 LEDinDoppelfunktionalsFoto-undLeuchtdiode . . . . . . . . . . . . . 25010.50 GeschalteteleuchtendeSchrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25110.51 SiebenweißeLEDsan3...6V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25310.52 PortablerBetriebvonmindestensachtweißenLEDs . . . . . . . . . . . 25310.53 Treiber-ICsfürweißeLEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25510.54 High-Side-StromfühlersorgtfürkonstantenLED-Strom . . . . . . . . . 25510.55 Pseudo-Code-Schloss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25710.56 Metronom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25710.57 LEDmitvariablerBetriebsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25810.58 Vier,sechsoderachtLEDsamTPS61042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25910.59 VierweißeLEDsan2,7V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26010.60 AchtweißeLEDsan3V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

11 Schaltungen mit Siebensegment-Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . 26211.1 TestschaltungfürSiebensegment-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26211.2 WürfelmitdreiTTL-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26311.3 WürfelmitvierCMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26311.4 VierstelligeLED-AnzeigeanZeitgeber-Baustein . . . . . . . . . . . . . . . 26411.5 NeunkanalschaltermitZifferanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26511.6 Einfacher„Hallo“-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26711.7 Vor-und/oderRückwärtszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26711.8 Abgastester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

14 Inhaltsverzeichnis

11.9 Zehn-Stufen-Lautstärkeeinsteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27011.10 TesterfürGatterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27111.11 Punktezähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27311.12 High-Low-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27511.13 VielseitigerZähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27611.14 EinLeuchtsegmentfährtKarussell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27611.15 Punktesammeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27711.16 KontaktloserNetzspannungsindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27811.17 Just-a-Minute-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27811.18 Zählervon00bis99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27911.19 PC-basiertesSiebensegment-Rolling-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . 28011.20 Tagezähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28111.21 UniversellesZählmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28311.22 Standard-VoltmetermitICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28311.23 MultiplexbetriebmitMikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28411.24 EinfacheDigitaluhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28611.25 Pegel-undFlankenindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

Teil B: Schaltungen mit Liquid-Crystal Displays (LCDs) . . . . . . . . . . . . 289

1 LCDs in Frage und Antwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2911.1 WiefunktionierteinLCDimPrinzip? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2911.2 WieisteinLCDaufgebaut? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2911.3 WieverhindertmandasZersetzenderFlüssigkeit? . . . . . . . . . . . . 2911.4 WelcheGrundtypengibtes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2911.5 WaszeichneteinTextdisplayaus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921.6 WiekennzeichnetmanTextdisplays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921.7 WasisteinGrafikdisplay? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921.8 WieerfolgtdieLCD-Ansteuerung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921.9 WasbedeutetMultiplexbetrieb? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921.10 WiewirddieAnsteuerungbewerkstelligt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2931.11 WelcheVorteilehateinOn-BoardController? . . . . . . . . . . . . . . . . . 2931.12 WasbedeutetPositiv-undNegativmodus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2931.13 WasistbeiLCDsmitHintergrundbeleuchtungzubeachten? . . . . . 2931.14 GibtesverschiedeneHintergrundbeleuchtungs-Methoden? . . . . 2931.15 WelchenVorteilhabeneinfacheDisplays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2941.16 WasverstehtmanuntereinemPassiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . 2941.17 WasverstehtmanuntereinemAktiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . . 2941.18 WelcheVorteilebieteteinAktiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . . . . . . 2951.19 WieverhaltensichPixel-AnzahlundDiagonalezueinander? . . . . 2951.20 WassindSTN-Displays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2951.21 WasisteinZero-Power-LCD? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2951.22 WelchepreiswertenLCD-TypensindderzeitamMarkt? . . . . . . . . . 2961.23 WelchesinddiewichtigstenMeilensteinederLCD-Entwicklung? . 296

15Inhaltsverzeichnis

2 Schaltungen mit Siebensegment-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2972.1 GrundschaltungfürdieAnsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2972.2 AnsteuerungmitDecoder-IC4543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2982.3 AnsteuerungmitDecoder-ICs4054,4055und4056 . . . . . . . . . . 3002.4 EinfacheZählerschaltungbis99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3022.5 Standard-VoltmetermitICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3032.6 LogarithmischesVoltmetermitICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3042.7 DruckmessermitICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3042.8 Frequenzesser0...20kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3062.9 InterfacefürvierstelligesSiebensegment-LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . 3062.10 DreistelligerUltra-Low-Power-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3072.11 LCD-Stoppuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

3 Schaltungen mit LCD-Punktanzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3103.1 StandardbeschaltungzurKontrasteinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . 3113.2 EinfachesLCD-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3123.3 SeriellesInterfacefür2x16-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3123.4 RS-232-zu-LCD-KonvertermitautomatischemZeilenumbruch . . . . 3143.5 LCD-AnzeigeamCOM-Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3143.6 RC5-Fernbedienungstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3163.7 FüllstandsmessungmitLCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3163.8 Füllstandsanzeige-LCD-ModulmitvielenMöglichkeiten . . . . . . . . . 3173.9 KapazitätsmessungmitLCD&PIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3183.10 USB-LCD-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3193.11 SteuerschaltungfürHintergrundbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3213.12 LCD-Testboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3213.13 USB-LCD-InterfacemitCH341A-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

4 Schaltungen mit Grafik-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3244.1 GrundlagenderAnsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3244.2 AnsteuerungeinesNotebook-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3244.3 Grafik-LCD-BetriebüberUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3264.4 AnsteuerungvonGrafik-LCDsohneController . . . . . . . . . . . . . . . . . 3274.5 SignalformdarstellungaufeinfacheWeise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

Teil C: Schaltungen mit Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

1 Lasertechnik in Frage und Antwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3311.1 WasbedeutetderBegriffLaser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3311.2 WasverstehtmanunterstimulierterEmission? . . . . . . . . . . . . . . . . 3311.3 WiewirddiestimulierteEmissionherbeigeführt? . . . . . . . . . . . . . . 3311.4 WelcheStoffeeignensichalsMedium? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3311.5 WiekommtdieLichtverstärkungzustande? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3311.6 WieerfolgtdieAbstrahlung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

16 Inhaltsverzeichnis

1.7 GehtesauchohneResonator? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3321.8 WelcheWellenbereichesindmöglich? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3321.9 WasunterscheidetLaserquellenvonklassischenLichtquellen? . . . 3321.10 WasbedeutetKohärenz? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3321.11 WasbestimmtdieStrahleigenschaftendesLasers? . . . . . . . . . . . . 3331.12 WasisteinCWLaser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3331.13 WiefunktioniertdieLaserdiode? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3331.14 WieunterscheidensichLaserdiodenvonLEDs? . . . . . . . . . . . . . . . . 3331.15 WarumsindLaserdiodensoklein? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3341.16 WieerfolgtdasPumpenbeiLaserdioden? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3341.17 WassolltederPraktikerbeiLaserdiodenbeachten? . . . . . . . . . . . . 3341.18 WowerdenLaserangewandt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3341.19 WelcheLichtleistungenwerdenerzielt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3351.20 WieverliefdieEntwicklungderLaser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3351.21 WiegefährlichistLaserstrahlung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

2 Schaltungen mit Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3372.1 GrundschaltungderLaserdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3372.2 LeistungsreglerfürLaserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3382.3 Laserdiodenbetriebmit1,5V ...............................3402.4 ExperimentzurNachrichtenübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3402.5 StromversorgungmitKonstantstromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3412.6 SchaltungzurAusgangsleistungs-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3422.7 ImpulsansteuerungfürLaserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3422.8 Treiber-undÜberwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3432.9 TreiberfürvierpoligenAnschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3432.10 BetriebmitTreiber-ICAD9660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3432.11 20-MHz-TesterfürVCSEL-Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3462.12 0,5/5/50-MHz-TesterfürGaAlAs-Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . 3472.13 LeistungsreglermitdigitalemWiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3482.14 EinfachesLasertelefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3492.15 EinfacherLaserdiodentreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3512.16 LaserdiodentreibermitgeringerBetriebsspannung . . . . . . . . . . . . . 351

Stichworte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

Teil A: Schaltungen mit Leuchtdioden (LEDs) und Siebensegment- Anzeigen

25

2 BlinkerschaltungenBlinker sind typische Einsteigerprojekte: Mit geringem Aufwand und hoher Nachbau-sicherheit wird ein eindrucksvoller (optischer) Effekt erzeugt. Außerdem eignen sich diese Schaltungen gut, um Erfahrungen beim Dimensionieren zu sammeln. Anhand der Helligkeit und des Schaltverhaltens kann man sofort die Änderung im „Beneh-men“ der Schaltung erkennen, ein Messgerät ist zunächst nicht erforderlich.

Da billige Elektrolytkondensatoren Toleranzen von –20 % bis +100 % haben können, sind damit entsprechende Abweichungen bei der Frequenz möglich.

2 .1 Einfacher Blinker mit Timer 555

Die Schaltung nach Abb. 2.1 weist keine Besonderheiten auf. Die Gleichheit von R1 und R2 führt allerdings zu einem Impuls-Pause-Verhältnis, das stark von 1 abweicht. Sollen Ein- und Ausschaltzeit etwa gleich sein, so wählt man R2 mit 100 kOhm und C1 mit 10 µF. Das Tastverhältnis (Einschaltzeit / Periodendauer) liegt dann entsprechend bei 0,5.

Bei 9 V Betriebsspannung fließen durch die LED etwa 40 mA. Bei 4,5 V Betriebsspan-nung geht der LED-Strom auf etwa 10 mA zurück; das Schaltverhalten bleibt gleich. Eine weitere mögliche Änderung ist die Verwendung eines Einstellwiderstands mit Vorwiderstand für R2. Dann lässt sich die Blinkfrequenz einstellen.

Abb . 2 .1:Quelle:RenéBader,www.bader-frankfurt.de

26 2  Blinkerschaltungen

2 .2 Wechselblinker mit Timer 555

Die Schaltung nach Abb. 2.2 wirkt gegenüber der eben gezeigten nur größer, weil das Innenleben des Timers (Blockaufbau) mit dargestellt ist. Beschaltet ist der Timer als Standard-Multivibrator mit einem Tastverhältnis von praktisch 0,5. Da der Ausgang jedoch relativ hohe Ströme sowohl liefern (treiben) als auch aufnehmen kann, ist ein Wechselblinker mit dem Timer kein Problem. Abwechselnd blinken die LEDs prak-tisch mit je folgender Zeit:

Einschaltzeit in ms = 0,7 x Ct x R

2

Einschaltzeit in ms = 0,7 x 4,7 µF x 220 kOhm = 724 ms

Abb . 2 .2:Quelle:RenéBader,www.bader-frankfurt.de

2 .3 Wechselblinker mit CMOS-IC

Standard-CMOS-Gatter können bei 5 V Betriebsspannung mindestens 5 mA liefern bzw. aufnehmen. Daher lassen sich insbesondere Low-Current-LEDs direkt daran betreiben.

Abb. 2.3 schlägt Möglichkeiten vor. Da ein solches Gatter invertiert, leuchten LED1 und 4 sowie LED2 und 3 gemeinsam. Man kann übrigens CMOS-Gatter des gleichen Schaltkreises parallel schalten und somit den Ausgangsstrom verdoppeln oder verdrei-fachen. Im 4001 sind ja noch zwei Gatter frei, deren Eingänge bei Nichtbenutzung auf festes Potenzial (Betriebsspannung oder Masse) gehören.

Der Elektrolytkondensator C2 bestimmt die Blinkfrequenz. Direkt an Pin 7 und 14 wird ein Abblockkondensator 10...100 nF gelötet.

272.4  CMOS-Wechselblinker mit zwei LEDs

Abb . 2 .3:Quelle:Hands-onElectronics

2 .4 CMOS-Wechselblinker mit zwei LEDs

In der Schaltung nach Abb. 2.4 werden Inverter eingesetzt. Man kann einen entspre-chenden CMOS- oder TTL-Schaltkreis nutzen. Bei CMOS sind die Eingänge nicht benutzter Gatter auf Betriebsspannungs- oder Massepotenzial zu legen. Ein Abblock-kondensator über den Betriebsspannungs-Anschlüssen sollte nicht fehlen.

Bei dieser Multivibratorschaltung entsprechen Ein- und Ausschaltzeit etwa der Zeit-konstante aus R und C. Die Rechnung 10 MOhm x 0,1 µF ergibt eine Sekunde. Die Schaltung blinkt also wechselseitig mit etwa 0,5 Hz.

Abb . 2 .4

28 2  Blinkerschaltungen

2 .5 CMOS-Blinker als Auswerteschaltung

Da CMOS-ICs in einem weiten Betriebsspannungsbereich arbeiten, verwendet man sie gern bei Zusatzschaltungen. Diese lassen sich meist problemlos von der eigentli-chen Schaltung mitversorgen.

Ein Beispiel zeigt Abb. 2.5. Es handelt sich um einen „intelligenten“ optischen Signal-geber. Der Zustand der LED hängt von den an den Eingängen A1 und A2 herrschen-den logischen Zuständen ab:

A1 A2 LEDL L leuchtetH L leuchtetL H ausH H blinkt

Der Transistor ist völlig unkritisch. Auch hier bitte einen Abblockkondensator nicht vergessen. Die Betriebsspannung kann höher als 4,5 V sein, dann aber bitte R3 ent-sprechend erhöhen!

Abb . 2 .5

2 .6 „Ruhiger“ Blinker mit Transistor

Die Ausgangsspannung der Phasenkette im Rückkopplungszweig der Schaltung nach Abb. 2.6 ist bei einer Phasendrehung von 180° auf 3,4 % abgefallen, sodass der Transis-tor mit mindestens etwa 30 verstärken muss. Dann ist die Schwingbedingung erfüllt.

Mit R1 lässt sich der Arbeitspunkt so einstellen, dass die Schaltung sicher anschwingt. Wegen der niedrigen Frequenz muss bei dieser Justage der Schleifer sehr langsam be-wegt werden.

Wegen der „ruhigen“ LED-Betriebsart eignet sich die Schaltung vorteilhaft zur Anzei-ge normaler Betriebszustände (grüne LED).

Frank Sichla

Band 6:SchaltungssammlungMikrocontroller und USB

Mehr als 330 erprobte Schaltungen für Labor, Entwicklung und Anwendung

E L E K T R O N I K

4824-2 Titelei 26.03.2010 15:24 Uhr Seite 3

5

VorwortMikrocontroller (auch als µController, µC oder MCU für Microcontroller Unit be-zeichnet) sind aus der modernen Elektronik nicht mehr wegzudenkende digitale Uni-versalbausteine. Sie vereinen einen Prozessor und mindestens einige Peripheriefunkti-onen auf einem Chip. In den meisten Fällen befinden sich Arbeits- und Programmspeicher ebenfalls (teilweise oder komplett) auf demselben Chip. Ein Mik-rocontroller ist somit praktisch ein Einchip-Computersystem.

Heutige Mikrocontroller bieten häufig komplexe Peripheriefunktionen, wie CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), USB (Universal Serial Bus), I²C (Inter-Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface), serielle oder Ethernet-Schnittstellen, PWM-Ausgänge (Pulse Width Modulation), LCD-Controller und -Treiber oder Analog/Digital-Wandler.

Die klassische Mikrocontrollerarchitektur war nicht als reines Mikroprozessorsystem gedacht, sondern primär für Steuerungsaufgaben vorgesehen. Hier ist ein Single-Chip-Betrieb ohne externe Speicherbausteine möglich, und der Befehlssatz der CPU hält meist spezielle Befehle für das Steuern einzelner Signalleitungen (mittels soge-nannter Bitmanipulationen) bereit. Weiter zeichnen sich diese Controller durch eine kurze Interrupt-Latenzzeit aus. Typische Vertreter dieser Gattung sind der 8051 von Intel sowie der C166 von Siemens (heute Infineon) und der TriCore von Infineon.

Heute kann man oft beobachten, dass Mikroprozessoren nach einiger Zeit als Mikro-controllervarianten angeboten werden, sodass für ein funktionsfähiges Prozessorsys-tem oft nur noch ein Quarz und Speicherbausteine nötig sind. Als typische Vertreter dieser Architektur seien der 80186 von Intel (vom 8086 abgeleitet), die XScale-Familie (ARM) sowie ColdFire (MC680xx) von Freescale (vormals Motorola) genannt.

Der 8085 war der Scheideweg, nach dem sich die Bausteine in reine Datenverarbeiter (Mikroprozessoren, wie die 8086-Familie) und Datenübersetzer (Mikrocontroller, wie 8048 und 8051) als Schnittstelle zwischen Hardware und CPU aufteilten.

Anfangs gab es fast ausschließlich ROM-Speicher (Read Only Memory). Die Software muss mit Entwicklungssystemen erstellt werden, die eine Simulation des Mikrocont-rollers erlauben und meist über einen In-Circuit Emulator verfügen. Die Software er-hält der Chip im Fertigungsprozess („Maskenprogrammierung“).

Ab der zweiten Hälfte der siebziger Jahre wurden EPROMs (Erasable Programmable) verwendet. Der Programmspeicher wurde mithilfe eines Programmiergeräts beschrie-ben und konnte durch UV-Licht wieder gelöscht werden. OTP-Mikrocomputer (One Time Programmable, einmal programmierbar) besitzen einen EPROM, aber kein Fenster für UV-Licht.

6 Vorwort

Neue Mikrocontroller nutzen oft einen Flash-Programmspeicher. Da dieser direkt elektrisch löschbar und wiederbeschreibbar ist, entfällt das Keramikgehäuse, und der Speicher kann im Herstellungsprozess komplett getestet werden.

Ein Mikrocontroller kann extern oder intern getaktet werden. Dabei sind maximale Frequenzen von 1 bis über 100 MHz möglich. Die Taktfrequenz ist jedoch kein verläss-liches Maß für die tatsächliche Rechengeschwindigkeit. So wird z. B. bei den meisten 8051-Controllern die Frequenz intern durch 12 geteilt (Maschinentakt). Weiter ist von Bedeutung, wie viele Zyklen (Takte) im Schnitt pro Befehl erforderlich sind.

Mikrocontroller-Speichergrößen liegen zwischen 1 KB (1024 Bytes) und 2 MB (2000 KB) für das Programm (interner RAM, Random Access Memory) und zwischen 32 Bytes und 48 KB für die Daten. Wesentlich größere externe Speicher können oft ge-nutzt werden.

Mikrocontroller werden meist in Assembler oder C programmiert. Im Hobbybereich konnten sich darüber hinaus speziell entworfene Sprachen, wie JAL für die PICmicro-Familie von Mikrochip, etablieren.

Assembler nutzt man bei 4- und 8-Bit-Architekturen, um die Ressourcen effektiv aus-zuschöpfen. Lässt es die Entwicklungsaufgabe zu, die Ressourcen wenig in Anspruch zu nehmen, ermöglicht C ein sehr hardwarenahes Programmieren in kurzer Zeit.

Relativ neu sind Entwicklungswerkzeuge, die den rein grafischen Softwareentwurf er-lauben.

Einige Mikrocontroller, wie der 8052AH-BASIC, haben einen Hochspracheninterpre-ter integriert. Hier genügt ein Rechner mit einem Terminalprogramm zur Program-mierung. Solche Lösungen sind im Hobbybereich wie auch in der industriellen Klein-serienfertigung beliebt.

Das Interesse an Mikrocontrollern ist nach wie vor groß. Die vielfältigsten Aufgaben können damit gelöst werden, wobei es darauf ankommt, den optimal geeigneten Typ zu finden. Das ist nicht einfach, eine ganze Reihe von Kriterien ist zu berücksichtigen, und viele Vor- und Nachteile sind gegeneinander abzuwiegen. Die heute eingesetzten Mikrocontroller bieten zudem eine Mischung aus diversen Techniken und Architektu-ren (nach Harvard oder von Neumann).

Das vorliegende Buch befreit von der anstrengenden Prozedur der Schaltungsfindung. Es orientiert sich nicht an Prozessortypen, sondern an konkreten Einsatzbeispielen und spiegelt anhand praktischer Anwendungsschaltungen die Einsatzmöglichkeiten aktueller Mikroprozessoren wider. Natürlich wird dabei auch angegeben, woher man den Quellcode beziehen kann.

Ähnlich rasant wie die Mikrocontroller hat der USB (Universal Serial Bus) die Elekt-ronikwelt erobert. Auch hier gibt es heute bereits viele interessante Anwendungsschal-tungen.

7Vorwort

Der USB ist physikalisch sehr einfach aufgebaut (kompakte Stecker, Punkt-zu-Punkt-Verkabelung, wenige Anschlüsse) und bietet die Möglichkeit, Geräte direkt mit Strom zu versorgen. Dabei können große Datenmengen über ein dünnes Kable transportiert werden. Die Schattenseite dieser überaus positiven Aspekte bei der Anwendung ist eine komplizierte Hardwareentwicklung (wegen der hohen Frequenzen und des sehr kom-plexen Protokolls mit über 300 Seiten). Da ergibt es ebenso wie bei den Mikroprozes-soren Sinn, eine anwendungsorientierte Schaltungssammlung anzubieten.

Ich hoffe, das Buch hilft recht vielen Lesern, Zeit zu sparen, neue Möglichkeiten ken-nenzulernen und zuverlässige Lösungen zu finden.

Ing. Frank Sichla

9

Inhaltsverzeichnis

1 Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1 OszillatorfürPIC16/17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2 RC-OszillatorfürPIC16/17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.3 RC-Watchdog-Aktivierungsschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.4 Mikrocontroller-OszillatormitLED-Treiber. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.5 MikrocontrollervisualisiertHex-Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.6 MinimalbeschaltungalsBasis-Interpreter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.7 PIC12F675alsFlipflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.8 LogischeFunktionennachbilden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.9 EinfacherintelligenterA/D-Wandler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.10 PICinGrundbeschaltung.................................... 271.11 A/D-WandlerMAX186anMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.12 A/D-WandlerMAX187anMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.13 MikrocontrolleralsLCD-Treiber. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.14 EindrahtkommunikationmiteinemPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.15 UNI/O-Bus-kompatibleserielleEEPROMsamPIC. . . . . . . . . . . . . . . . 331.16 I2C-kompatibleserielleEEPROMsanPIC10/12. . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.17 LCD-ModulamPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.18 SelbstkalibrierungdesinternenRC-OszillatorseinesPIC. . . . . . . . . . 361.19 Siebensegment-LED-AnzeigenamPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371.20 LCDamPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371.21 SeriellerEEPROMamPIC18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381.22 A/D-Wandler-Eingangsbeschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381.23 VierstelligeSiebensegment-AnzeigeamPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.24 BeispielbeschaltungfürLCDundKeypad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.25 ExterneSpeicheramPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.26 Dual-Speed-RC-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.27 Tristate-AusgangmiteinemPin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.28 Softstart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431.29 Start-upSequencer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.30 TrackingundProportional-Softstart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451.31 Selbststart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461.32 DIP-Schalterauslesen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461.33 StromüberwachungmithilfedesA/D-Konverters. . . . . . . . . . . . . . . . 471.34 TippsfürdenPIC-Oszillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.35 SerielleEEPROMsüberdreiLeitungenamPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

10 Inhaltsverzeichnis

1.36 SerielleEEPROMsüberzweiLeitungenamPIC10/12. . . . . . . . . . . . . 501.37 MSSP-ModulermöglichtEEPROM-AnschlussamPIC16. . . . . . . . . . . 521.38 PIC16kommuniziertüberI2C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521.39 SRAMamPIC16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.40 SeriellerEEPROMviaI2CamPIC18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541.41 EEPROMamPIC18mitCompilerundI2C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551.42 EEPROMviaMicrowireamPIC18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551.43 VerzögertesRücksetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561.44 KonfigurationdesReset-PinsdesMC68HC11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571.45 SerielleSpeicheranAVR-Mikrocontrollern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2 ProgrammersundLoaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.1 Low-CostProgrammerfürPIC16C84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.2 Low-CostUSB-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.3 ProgrammierschaltungfürAVR-Mikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.4 ProgrammierungsadapterfürAVR-Mikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . 632.5 EinfacherPIC-Programmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.6 ProgrammerversorgtsichvomseriellenPC-Port. . . . . . . . . . . . . . . . . 642.7 „Klassischer“PIC-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.8 Parallelport-ProgrammerfürPICs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.9 EinfacherPIC-Programmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.10 Programmer&ProjectBoard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.11 In-CirquitLoaderfürPICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.12 EinF84-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.13 SelbstprogrammierungdesPIC18C452. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.14 EinfachesDebugger-Terminal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.15 In-System-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.16 Low-CostUSB-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.17 In-System-ProgrammierungvonP87LPC76x-Mikrocontrollern. . . . . . 762.18 ProgrammierungdesinternenoderexternenEEPROMs. . . . . . . . . . . 792.19 In-System-ProgrammierungvonAVR-Mikrocontrollern. . . . . . . . . . . . 812.20 EinfacherProgrammermitTransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.21 Flash-Programmer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.22 EinfacherPIC-Programmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3 Schutz-undÜberwachungsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.1 MikrocontrollerüberwachtStromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.2 MikrocontrollerschütztGleichstrommotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.3 MikrocontrollerfindetMinimal-undMaximalwert . . . . . . . . . . . . . . . 883.4 MikrocontrollersteuertvorgeschaltetenKomparator. . . . . . . . . . . . . 893.5 WiederherstellenderSicherheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.6 LED-Stroboskop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

11Inhaltsverzeichnis

3.7 Zugangs-Kontrollsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.8 Nachtlichtmit„Morgen-Signal“. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.9 DigitalerBesucherzähler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.10 SicherheitsbewussteTürklingel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.11 ElektronischeAlarmanlage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.12 Brandmeldeanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.13 Wasserpegel-Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.14 IntelligentesSicherheitslicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.15 Keypaduniversellnutzbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.16 AlarmbeioffenerTür. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.17 PICsteuertNachtlicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.18 AT89C2051steuertNachtlicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.19 SicherheitsschlossmitKarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.20 KartenlesermitAT90s2313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.21 FüllstandsmeldermitÜberlaufalarm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.22 LichtschrankemitAlarmfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.23 CodeschlossmitLCD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4 InterfacesundI/O-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.1 Ausgangs-ErweiterungbeiPICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.2 Doppelnutzung(Sharing)vonI/O-Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.3 MehrereSchalteraneinemEingang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144.4 ZweiLEDsbzw.eineDual-LEDaneinemI/O-Port. . . . . . . . . . . . . . . 1154.5 SechsLEDsandreiI/O-Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.6 ZwölfLEDsanvierI/O-Ports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.7 ZweiSiebensegment-AnzeigenanachtI/O-Ports. . . . . . . . . . . . . . . 1174.8 Achtfach-LatchermöglichtAnschlussvonsieben

Siebensegment-Anzeigen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.9 OptokopplerschütztAusgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.10 MIDIamMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.11 MikrocontrollermultiplextDIP-SchalteramI/O-Port. . . . . . . . . . . . . 1204.12 DrahtlosesMini-Terminal-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214.13 RS-232/100-MHz-Desktop-Datenkanal-Adapter. . . . . . . . . . . . . . . . 1214.14 Interface-Testschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.15 Zweidraht-Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.16 MikrocontrollersteuertLCDübereineLeitungan. . . . . . . . . . . . . . . 1264.17 I2C-InterfaceverbindetFlashcardmitMikrocontroller. . . . . . . . . . . . 1284.18 PICalsI2C-Peripherie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.19 SharingvondreiA/D-Wandlern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.20 TC7135-Mikrocontroller-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.21 AD7416viaI2CamPIC.....................................1324.22 SechsLEDsandreiPIC-Pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

12 Inhaltsverzeichnis

4.23 MehrereTastenmiteinemEingangabfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.24 AbfragemehrererTasterundBeendendesSleep-Zustands. . . . . . . 1344.25 4x4-KeyboardaneinemEingang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1354.26 TasterdecodierungundIDSettlings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1364.27 VersorgungsspannungundDatenübereineLeitung . . . . . . . . . . . . 1364.28 AusgangserweiterungmitRC-Glied . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.29 Ein/AusundAnzeigeumschaltungmitnureinemSchalter . . . . . . . 1384.30 Bargraph-AnsteuerungübereineLeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.31 MehrAusgängedurchSchieberegister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.32 Keypad-InterfacemitnurzweiLeitungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.33 Siebensegment-LCD-AnsteuerungüberzweiLeitungen. . . . . . . . . . 1424.34 M68HC11anPSD-Systemen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.35 MikrocontrollermitKeypad,LEDsundLED-Display . . . . . . . . . . . . . 1464.36 AVR-MikrocontrollertreibtdirektLCD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.37 KeypadmitAufwachfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.38 LCDüberZweidrahtverbindungamMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . 149

5 Messtechnik-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1515.1 Temperatursensor-AnschlussanPIC16viaI2C . . . . . . . . . . . . . . . . . 1515.2 Frequenzzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1515.3 DatenloggermitPIC16F876 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525.4 DatenloggermitAT89C4051. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.5 1-kHz-Sinusgenerator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.6 LC-Meter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1585.7 LC-MetermitdemATtiny861. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1585.8 LC-BestimmungdurchResonanzfrequenz-Messung. . . . . . . . . . . . . 1585.9 30-MHz-Frequenzmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1605.10 FrequenzmesserundImpulsgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1625.11 DigitalerHF-Feldstärke-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.12 BreitbandigerHF-Feldstärke-Indikator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.13 Höhenmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1655.14 LichtmessungmitLED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1675.15 PICtreibt20-LED-Anzeige. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1685.16 FrequenzzählermitPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1685.17 Brücken-MessschaltungnutztPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1685.18 Widerstands-undKapazitätsmessungmitPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . 1685.19 XY-NeigungsdetektormitPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735.20 HochwertigeBrückenelektronikmitPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735.21 A/D-WandlerMCP3201amPIC..............................1755.22 TemperaturmessungmitdemWatchdogTimer. . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.23 TemperatursensorMCP9700amPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.24 TemperatursensorMCP9800amPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

13Inhaltsverzeichnis

5.25 DreistelligerZählerbis5MHz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1775.26 Mini-ZählermitOffset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1795.27 UniverselleFrequenzanzeige. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1815.28 TemperaturmessungmithilfederPIC-CTMU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1815.29 Vierkanal-Digitalvoltmeterbzw.Keypad-Abfrage . . . . . . . . . . . . . . . 1815.30 Ultraschall-Entfernungsmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845.31 Thermistor-ThermometermitLCD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1875.32 Mini-Logger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1875.33 Entfernungsmesser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1905.34 Sechsstelliger2,5-GHz-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1905.35 WattmeterfürdieFunktechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1925.36 50-MHz-Zähler/Spannungsmesser/Bargraph-Indikator. . . . . . . . . . 1925.37 MAX186/188anMikrocontrollern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.38 SensorbetriebnachderCharge-Balancing-Methode . . . . . . . . . . . . 1965.39 SensorbetriebnachderA/D-Methode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1965.40 Delta-Sigma-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1975.41 MehrDelta-Sigma-Konverter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.42 Vierkanal-8-Bit-A/D-WandleramPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015.43 Spannungs-Pulsweiten-Konvertet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015.44 20-LED-Punkt-/Balkenanzeige. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.45 LCD-BetriebübernureineLeitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.46 ZweistelligesDigitalvoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2065.47 Temperatur-FernmessungmitQuarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2075.48 DrehzahlmessermitwenigAufwand. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2095.49 Eindraht-Temperaturlogger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2105.50 ADCMAX1169amPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2105.51 6-Bit-Analog/Digital-Wandlermit8-Bit-AVR-Mikrocontroller . . . . . . 2125.52 8-Bit-Analog/Digital-Wandlermit8-Bit-AVR-Mikrocontroller . . . . . . 2125.53 2,5-GHz-Frequenzmesser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

6 DigitalSignalProcessing:Signalerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156.1 DSPmitdemPIC16C74. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156.2 TreiberfürHorn/Hupe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156.3 GenerierungeinesfrequenzmoduliertenSignals. . . . . . . . . . . . . . . 2176.4 RechteckgeneratormitPIC16C84. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2196.5 Funktionsgeneratorauf68HC11-Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2196.6 TonerzeugungmitPIC17C42................................2196.7 MIDI-Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2216.8 PAL-Color-Balkengenerator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2216.9 RauscherzeugungmitPIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2246.10 KostengünstigerSinusgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2246.11 Numerically-ControlledOscillatormitMikrocontroller . . . . . . . . . . . 225

14 Inhaltsverzeichnis

6.12 MikrocontrollerproduziertmusikalischeTöne . . . . . . . . . . . . . . . . . 2256.13 DTMF-Sinusgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2266.14 ImplementierungeinesDTMF-Generators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

7 DigitalSignalProcessing:Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2297.1 LTC1296amMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2297.2 LTC1090/1290am8051. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2297.3 LTC1090/1290amMC68HC05C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2307.4 LTC1090/1290amHD63705. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2307.5 LTC1091/1291am8051. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2317.6 LTC1091/1291amMC68HC05C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2317.7 LTC1095am8051. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2327.8 LTC1095amMC68HC05C4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2327.9 LTC1282amTMS320C25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.10 LTC1272/1273/1275/1276amTMS320C25. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2347.11 LTC1278amTMS320C25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2347.12 12-Bit-DatenerfassungmitDifferenzeingang . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2357.13 ADC12038anverschiedenenMikrocontrollern.................2357.14 SPIfür68HC11/ADC12038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2387.15 ADCMCP3201am8051. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2407.16 AudiosystemmitvierEin-undneunAusgängen. . . . . . . . . . . . . . . . 240

8 SteuernundRegeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2428.1 MikrocontrollermitTimerfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2428.2 DualerTimermitvierAusgängen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2428.3 IR-Fernsteuerungs-Repeater. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2458.4 FlankengetriggerterTimermitvierAusgängen . . . . . . . . . . . . . . . . . 2468.5 Garten-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2478.6 BeleuchtungssteuerungperFernbedienung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2478.7 UniversellerRC5/RC6-Sender/Empfänger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2508.8 Fernbedienungs-Code-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2508.9 Eigenbau-IR-Fernsteuerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2528.10 Infrarot-Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.11 300-MHz-Funkübertragung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2558.12 MikrocontrollersteuertLüfterbeiNetzversorgung. . . . . . . . . . . . . . 2558.13 MikrocontrollersteuertDC/DC-Spannungsquelle. . . . . . . . . . . . . . . 2588.14 MikrocontrollersteuertDC/DC-Stromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2598.15 Infrarot-FernsteuerempfängermitPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2608.16 Konstantstrom-LED-Treiber. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2608.17 Schrittmotor-Feinsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2648.18 AnsteuerungeinesKommutatormotors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2648.19 Servermotor-ApplikationmitPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

15Inhaltsverzeichnis

8.20 Infrarot-FernsteuerungsteuertRoboter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2678.21 Raumtemperaturregelung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2688.22 Fernsteuerungs-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2688.23 Real-TimeController . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2688.24 Schrittmotor-Treiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2718.25 Infrarot-FernsteuerempfängerfürMediaCenters . . . . . . . . . . . . . . . 2728.26 RF-Zweikanal-Fernsteuerung:Sender. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2728.27 RF-Zweikanal-Fernsteuerung:Empfänger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2748.28 UnidirektionaleMotorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2768.29 BidirektionaleMotorsteuerung..............................2768.30 SteuerungeinesModellmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2778.31 PreiswerteThermostatregelung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2808.32 BeleuchtungsregelungmitLEDalsSensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2808.33 StromschleifemitÜberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2818.34 Quasi-AnalogausgangfürMikrocontroller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2828.35 MikrocontrolleralsdigitalerThermostat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2838.36 Zentralheizungs-Steuerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.37 SenderfürIR-Fernsteuerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.38 MikrocontrollersteuertDiscolicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

9 Diesunddas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2889.1 Power-down-BetriebohneDatenverlust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2889.2 MikrocontrollergeneriertBurst-Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2889.3 NichtbenötigtePinssinnvollnutzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2899.4 Mikrocontrollerwirdmultifunktional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2909.5 RauscherzeugungmiteinemPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2919.7 ErzeugungeinesSinussignals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2929.8 StabilerVCOmit8-Pin-Mikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2949.9 Kabeltester–schnellundeinfach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2959.10 PreiswerterSinusgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2959.11 MikrocontrollergeneriertmusikalischeTöne ..................2979.12 Frequenzmultipliziererx2...7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2979.13 UhrmitgeringemAufwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.14 KleinerFM-Stereosender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.15 ElektronischerWürfel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3039.16 AutomatischePflanzenbewässerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3039.17 ElektronischeQuiz-Anzeigeschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3039.18 ZiffernblockmitMusik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3069.19 Zahlenraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3089.20 Mehrmuster-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3089.21 DreiFarbenmitBicolor-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3099.22 SchaltreglermitPIC16F785 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

16 Inhaltsverzeichnis

9.23 High-Power-IR-LED-TreibermitPIC16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3119.24 UhrmitLED-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3119.25 DigitaluhrzeigtauchTemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3129.26 NutzungdeskapazitivenSensormodulsdesPIC16F72X . . . . . . . . 3149.27 KapazitiverSensormitPIC10F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3149.28 LED-Dekoration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3169.29 8048Spy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3169.30 SolarRecorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3179.31 ErzeugungeinerhohenSpannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3209.32 AbschaltungexternerBaugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3209.33 CPU-Core-VersorgungmitexternerQuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3209.34 SpannungsteilerfürgeringenStromverbrauch . . . . . . . . . . . . . . . . 3229.35 LCD-KontrasteinstellungmitBuck-Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3239.36 LCD-KontrasteinstellungmitBoost-Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3249.37 LCD-KontrasteinstellungperSoftware/PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3259.38 KreditkartenlesermiteinemPIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3269.39 NutzungdesWake-up-Moduls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3269.40 PICsteuertLow-Power-Uhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3279.41 DecodierungvonIR-Fernsteuersignalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3289.42 PowerManagementfürPIC18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3309.43 PICanderanalogenTelefonleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3309.44 EinfacherexternerTimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3329.45 MehrInterrupt-Signaleverarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3339.46 ProgrammierbareTastverhältnisänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3349.47 Echo-Simulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3349.48 PIC-MCLR-PinalsAusgangnutzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3359.49 Regenbogen-LEDalsSpannungsindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3359.50 WirkungsvolleReset-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3369.51 Mikrocontroller-VersorgungmitkleinerSpannung . . . . . . . . . . . . . 3389.52 NutzungeinesMikrocontrollersfürDMX512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3399.53 RealTimeClockmitgeringerStromaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 3419.54 LangwellenempfängermitDatenanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

10USB-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.1 5-V-USB-Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.2 USBliefertLadestrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.3 VereinfachteAkkuladungüberdenUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34910.4 In-System-LadungüberdenUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35110.5 USB-Maus-Translator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35210.6 USBGamePadTranslator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35310.7 FlexibleSpannungundhoherStromausdemUSB . . . . . . . . . . . . . 35310.8 MultiplexbetriebauchbeiniedrigerSpannung . . . . . . . . . . . . . . . . 355

17Inhaltsverzeichnis

10.9 Li-Ion/Li-Polymer-BatterieladungüberdenUSB . . . . . . . . . . . . . . . 35510.10USB-Drucker-Umschalter ..................................35810.11AdapterUSB/CAT(CI-V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35810.12Achtkanal-Messsystemmit16BitAuflösung . . . . . . . . . . . . . . . . . 36010.13BaugruppenversorgungüberdenUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36010.14USB-PeripheriemitI2C-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36310.15USB-SpannungserzeugungmitSchutzschaltung . . . . . . . . . . . . . . 36410.16EinfacherUART-zu-USB-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36610.17VersorgungeinesHigh-SpeedUSB-Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . 36610.18IsolierterUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37110.19ErweiterungvonApplikationenmitdemUSB . . . . . . . . . . . . . . . . . 37410.20USBPeripheralControllermitFull/Half-Duplex . . . . . . . . . . . . . . . . 37510.21MAX3420EwirdvomUSBversorgt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37610.22MAX3420EwirdvomSystemversorgt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

19

1 Grundschaltungen

1 .1 OszillatorfürPIC16/17

Der Oszillator ist ein wichtiger Teil jedes Mikrocontrollers. Die in Abb. 1.1 gezeigte Schaltung ist ein typischer Pierce-Oszillator. Dabei wird die Parallelresonanz des Quarzes genutzt. Der Quarz liegt direkt am Eingang eines invertierenden Verstärkers. Die weitere externe Beschaltung beschränkt sich auf zwei Kondensatoren und einen Widerstand. Die Auswahl wird von verschiedenen Faktoren bestimmt.

Der Hersteller gibt die Quarzfrequenz für den Parallelresonanzfall mit einer äußeren Kapazität von 20...32 pF an. Diese hat kaum Einfluss auf die Frequenz, da das L/C-Verhältnis im Quarz-Ersatzschaltbild äußerst gering ist. Je höher man die Taktfre-quenz wählt, umso geringer muss die Anlaufzeit des Oszillators sein, und um so höher ist der Stromverbrauch.

Die Werte von C1 und C2 sollten die vom Hersteller genannte Kapazität berücksichti-gen. Es sind also möglichst geringe Werte anzustreben, die aber noch sichere Funktion einschließlich schnellem Anschwingen gewährleisten. Für kurze Anlaufzeit sollte C2 größer als C1 sein.

Der Widerstand RS reduziert die Quarzbelastung. Er darf aber für gute Funktion nicht

größer sein als wenige Kiloohm.

Abb .1 .1:Quelle:DanMatthews,BasicPIC16/17OscillatorDesign

20 1 Grundschaltungen

Das Signal am Ausgang OSCOUT sollte bei guter Sinusform einen Spitze-Spitze-Wert nahe der Betriebsspannung aufweisen.

1 .2 RC-OszillatorfürPIC16/17

Eine RC-Oszillatorbeschaltung für PICs ist möglich, einfach und gestattet es, die Fre-quenz durch Änderung des Widerstandswerts einzustellen oder zu steuern. Man benö-tigt allerdings einen (freien) I/O-Port. Die Beschaltung zeigt Abb. 1.2. Die Frequenz wird im Wesentlichen durch C1 und R2 bestimmt. Ist eine Einstellung erwünscht – geringe Frequenz für geringen Stromverbrauch, hohe Frequenz für schnelle Rechenergebnisse – und gelingt sie über R1, sollte man diesen Widerstand nutzen, da er dynamisch an Masse liegt. Eine elektronische Umschaltung gelingt über an Pin OSC1 geschaltete zu-sätzliche Widerstände, die andererseits an Tristate-Ausgängen liegen (hochohmig: nur R1 wirksam, H-Pegel: R1 und Zusatzwiderstand parallel wirksam, L-Pegel verboten).

Abb .1 .2:Quelle:DanMatthews,BasicPIC16/17OscillatorDesign

1 .3 RC-Watchdog-Aktivierungsschaltung

Der Watchdog Timer ist ein sehr hilfreicher Bestandteil eines Mikrocontrollers. Er holt ihn beispielsweise aus dem Schlaf-Modus oder sichert den Code. Es gibt aber Applika-tionen, da stört sein Stromverbrauch. Wenn der Mikrocontroller einen Komparator besitzt, kann man mithilfe einer externen RC-Beschaltung eine Aktivierungsschaltung für den Watchdog realisieren (Abb. 1.3). Man fügt die Bauelemente hinzu und pro-grammiert eine Ansprechschwelle. Dann schließt man den Kondensator kurz und geht in den Sleep Mode. Wenn sich der Kondensator über R3 auf die Ansprechschwelle aufgeladen hat, schaltet der Komparator um und generiert ein Interrupt-Signal, wel-ches das Programm aktiviert. Die Aufwach-Prozedur:

● Komparator-Minuseingang als digitalen Ausgang setzen ● 0 schreiben, um Kondensator zu entladen ● Komparatoreingang rücksetzen

211.4 Mikrocontroller-OszillatormitLED-Treiber

Abb .1 .3:Quelle:DanMatthews,BasicPIC16/17OscillatorDesign

● Komparator-Zustandsflag lesen, um sie auf 0 zu setzen ● Komparatoreingang aktivieren ● Sleep-Zustand setzen

1 .4 Mikrocontroller-OszillatormitLED-Treiber

Ein Treiber für weiße LEDs besteht im Wesentlichen aus einem Oszillator, einer Ladungs-pumpe und einer Konstantstromquelle. Ein Beispiel ist der hochintegrierte Baustein LM2791/2. Wenn ein solcher IC im Zusammenhang mit einem Mikrocontroller genutzt werden soll, dann kann man in Erwägung ziehen, aus ihm den Takt für den Controller abzuleiten. Grundlage ist die Tatsache, dass über dem externen Kondensator für die La-dungspumpe eine Dreieck- bis Rechteckspannung auftritt. Wie in Abb. 1.4 gezeigt, kann man hier über einen Widerstand Gatter anschließen, um den Takt für den Mikrocontrol-ler zu erhöhen (Verdopplung) und mit genügend steilen Flanken anzubieten.

Abb .1 .4:Quelle:WallaceLy,LEDdriverprovidesoscillatorformicrocontroller,EDNSep-tember16,2004

22 1 Grundschaltungen

1 .5 MikrocontrollervisualisiertHex-Code

Die Schaltung nach Abb. 1.5 zeigt die prinzipielle Anschaltung von Siebensegment-Anzeigen an einen Mikrocontroller. Auf diese Weise können beispielsweise auch Da-tenwörter im hexadezimalen System 1-2-4-8 in das Zehnersystem übersetzt und ange-zeigt werden. Das gelingt ohne weiteren Aufwand (Mikrocontroller) nur für die Ziffern 0...9. Der Mikrocontroller setzt hier den Hex-Code in den BCD-Code um, der auf die Treibereingänge A bis D gelangt. Die Einerstellen liegen an den Ausgängen A0 bis A3, die Zehnerstellen an A4 bis A7.

Das Programm ist unter www.ednmag.com über Search Databases im Software Center als Design Idea 2518 abrufbar.

Abb .1 .5:Quelle:AbelRaynus,µCvisualizeshexcode,EDNApril27,2000

1 .6 MinimalbeschaltungalsBasis-Interpreter

In Abb. 1.6 ist die Minimalbeschaltung für einen sehr kleinen Basic-Interpreter zum begrenzten Debugging sowie für Anzeige und Kontrollzwecke (Monitoring und Con-trol) zu sehen. Der Interpreter nutzt lediglich den On-Chip-RAM des Mikrocontrol-lers.Die Software wird in verschiedenen Varianten bereitgestellt. Diese Firmware ist lauffä-hig auf einem Atmel ATTiny2313 mit 4, 8, 10, 16 oder 20 MHz Taktfrequenz oder auf einem AT90S2313 mit 4-MHz-Takt.

FRANZISE L E K T R O N I K

Mit 1196 Abbildungen

Frank Sichla

Über 550 erprobte Schaltungen für Labor, Entwicklung und Anwendung

Band 7:SchaltungssammlungMess- und Prüftechnik

4086-4 Titelei 30.04.2009 11:22 Uhr Seite 3

VorwortObwohl in der Elektronik immer mehr Aufgaben softwaremäßig gelöst werdenkönnen, sodass es heute beispielsweise den fast vollständig auf Software basieren-den Empfänger (software defined radio) gibt, benötigen viele Elektronikingenieure,Techniker, Studierende, Auszubildende sowie Hobbyisten in erster Linie konventio-nelle Schaltungslösungen. In moderner Form zeigen sich diese oft als Applikations-beispiele aktueller ICs. Aber auch Anwendungen auf Basis diskreter Halbleiter,bewährter universeller Bausteine, wie Operationsverstärker und CMOS-ICs, oderschon etablierter Spezialschaltkreise haben nach wie vor Konjunktur.

Allerdings: Jahr für Jahr wächst die Zahl interessanter praktischer Schaltungen,obwohl ein Teil der bekannten Lösungen durch neue Entwicklungen hinfällig wird.Ein Beispiel hierfür sind Datenlogger, welche Schaltungen zur Langzeiterfassungvon Größen wie Temperatur, Strom- oder Lichtstärke überflüssig machen.

Eine systematisch geordnete und dem Stand der Technik angepasste Schaltungs-sammlung hat daher nach wie vor ihre Berechtigung. Der Inhalt dieses Bucheswurde sorgfältig unter den Aspekten Aktualität, Nützlichkeit und Nachbausicher-heit zusammengestellt. Neben hochmodernen Lösungen finden sich auch einige„Oldies but Goodies“. Insgesamt sind über 550 Schaltungen zusammengekommen.

Sie wurden thematisch in 15 Kapitel geordnet. In manchen Fällen gab es mehrereMöglichkeiten der Zuordnung. Wenn Sie daher auf der Suche nach einer bestimm-ten Schaltungslösung sind, sollten Sie also nicht gleich nach dem ersten passendenKapitel Halt machen, sondern prüfen, ob die Schaltung auch in andere Kapitel ein-zuordnen wäre. Ein Stichwortverzeichnis finden Sie am Schluss des Buches.

7

Inhalt

1 Messung elektrischer Gleichgrößen ............................................. 191.1 Gleichspannungsmessung mit dem ICL7136 .......................... 191.2 Leistungsarme Strommessung mit Zeigerinstrument ................ 211.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern ..................... 221.4 Interface zur Gleichspannungsmessung mit dem PC ................. 251.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V ........................... 261.6 Schutzschaltungen für Strommess-ICs .................................. 281.7 Strommess-ICs an hoher Betriebsspannung ........................... 291.8 Bidirektionale Motorstrommessung ..................................... 301.9 Kurzschlussschutz für Strommess-ICs ................................... 311.10 Strommmess-IC-Überstromschutz mit Latching ....................... 321.11 High-Side-Strommess-IC an hoher Spannung ......................... 331.12 Bidirektionale Strommessschaltung ..................................... 341.13 Einfache Stromanzeige-Schaltung ........................................ 351.14 Einfacher bidirektionaler Strommonitor ................................. 361.15 Strommessschaltung für 100 pA bis 100 ` A ........................... 371.16 High-Side-Strommessung mit Speisespannung als Referenz ....... 371.17 Präzise Low-Side-Strommessung ......................................... 391.18 Messung des Stroms aus Quelle mit negativer Spannung .......... 401.19 Strommesser mit Digitalanzeige .......................................... 411.20 Strommess-IC versorgt sich selbst aus Stromschleife ................ 421.21 Low-Cost-Strommessschaltung ........................................... 421.22 Strommessungen mit LTC1392 ........................................... 421.23 Gleichspannungsmessung mit UTI ....................................... 441.24 Strommessung an Spannungen bis 1 kV ............................... 441.25 High-Side-Strommessung an hoher Spannung ........................ 471.26 Einfaches zweistelliges Voltmeter ........................................ 481.27 Messung kleiner Ströme ................................................... 491.28 Pikoamperemeter ............................................................ 491.29 Voltmeter mit extrem hohem Eingangswiderstand ................... 50

2 Messung niederfrequenter Spannungen ....................................... 522.1 Driftarmer Spitzendetektor ................................................ 522.2 Präzise arbeitender Vollwellen-Gleichrichter ........................... 53

8

2.3 RMS-zu-DC-Konverter ....................................................... 532.4 Präziser Spitzendetektor ................................................... 552.5 Einfacher 80-dB-Verstärker ................................................ 552.6 Ausgangsverstärker für hochauflösende D/A-Wandler .............. 562.7 Messung von Audiosignalen .............................................. 572.8 Lautstärke-Anzeige .......................................................... 582.9 Aktive Vollwellen-Gleichrichter ............................................ 582.10 Diodenloser Vollwellen-Gleichrichter .................................... 582.11 Verbesserter passiver Gleichrichter ...................................... 612.12 Messung des echten Effektivwerts der Netzspannung ............... 622.13 Messung des echten Effektivwerts sehr keiner Spannungen ....... 65

3 Messung hochfrequenter Spannungen ......................................... 67Vorbemerkung ........................................................................ 673.1 Messung des echten Effektivwerts mit LTC12968 ..................... 683.2 Messung des echten Effektivwerts mit AD636 ......................... 703.3 Messschaltungen mit AD813x und ADC ................................. 743.4 Präziser Gleichrichter für HF ............................................... 753.5 Spannungsmessung mit TruPwr Detection IC .......................... 773.6 HF-Tastkopf bis 2,5 GHz .................................................... 783.7 Weitbereichs-RMS-Spannungsmesser ................................... 793.8 Empfindliches HF-Voltmeter ............................................... 79

4 Messung von Leistungen ........................................................... 824.1 Quadrierer ..................................................................... 824.2 Leistungsmessung im Gigahertzbereich ................................ 834.3 Leistungsmessung mit Log Amp/Detector .............................. 834.4 RMS-Leistungsmesser mit hohem Dynamikbereich .................. 874.5 HF-Pegelmessung mit Demodulating Logarithmic Amlifiers ........ 874.6 NF-Pegelmessung mit Demodulating Logarithmic Amlifiers ........ 924.7 Spitzenleistungsmessung im Gigahertzbereich ....................... 964.8 Pegelmessung im Gigahertzbereich ..................................... 984.9 RMS-Leistungsmessung im Gigahertzbereich ......................... 994.10 Genauer linearer Leistungsmesser ...................................... 1014.11 Selektiver Leistungsmesser mit 120 dB Dynamik ................... 1014.12 Pegelmessung –70 bis +20 dBm bis 500 MHz ....................... 1044.13 Pegelmessung –30 bis +60 dBm bis 500 MHz ....................... 1044.14 Leistungsmessung in 50 Ohm ........................................... 1044.15 Leistungsmessung durch Spannungsmessung an 50 Ohm ........ 1074.16 Thermischer Leistungsmesser ............................................ 108

Inhalt

9

4.17 Nanowatt und Mikrowatt messen ....................................... 1084.18 Mikrowatt und Milliwatt messen ......................................... 1114.19 Leistungsanzeige mit LEDs ................................................ 1124.20 Leistungsmesser für 1 kW ................................................ 1134.21 Leistungsmesser mit Optokoppler ...................................... 1144.22 HF-Leistungsanzeige durch Kompensationsverfahren .............. 1144.23 Wattmeter für kleine Sender .............................................. 1154.24 Einfaches linear anzeigendes HF-Wattmeter .......................... 1174.25 Laser-Leistungsmesser .................................................... 118

5 Messung von Frequenzen ......................................................... 1205.1 Einfacher 1-GHz-Zähler .................................................... 1205.2 Alternatives Frequenzmessverfahren ................................... 1215.3 Mini-Zähler mit Offset ...................................................... 1225.4 Frequenzzähler bis 200 MHz ............................................. 1235.5 2,5-GHz-Zähler .............................................................. 1245.6 Drei-Digit-Zähler ............................................................. 1265.7 Messung einer Frequenzdifferenz ....................................... 1275.8 Frequenzmessung mit Frequenz-Spannungs-Wandler-IC ........... 1285.9 Kostengünstiger 2,8-GHz-Prescaler ..................................... 1295.10 Einfacher zweistelliger Zähler ............................................ 1295.11 50-MHz-Zähler ............................................................... 1295.12 Zählerschaltung mit Zusatzfunktionen ................................. 1315.13 Sechsstelliger 6-MHz-Zähler .............................................. 1315.14 Zwei-Dekaden-Teiler für Frequenzmesser .............................. 1355.15 Über Tastenfeld programmierbarer Teiler .............................. 1355.16 Digital programmierbarer Teiler .......................................... 1375.17 Achtstelliger Zähler mit drei ICs .......................................... 1375.18 Zeitbasis für 1,2-GHz-Zähler .............................................. 1395.19 Dipper mit Stromspar-Oszillator ......................................... 1405.20 Akustisch signalisierendes Dipmeter ................................... 1415.21 Ein VHF-Dipper .............................................................. 1435.22 Dipmeter mit fünf Transistoren ........................................... 1445.23 Vierstellige Zählerschaltung .............................................. 1455.24 Dipper mit Modulationszusatz ........................................... 1465.25 Frequenzvergleicher ........................................................ 147

6 Messung von Impedanzen ........................................................ 149Vorbemerkungen .................................................................... 1496.1 Universelle Impedanzmessbrücke ...................................... 150

Inhalt

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6.2 Einfache Impedanzmessung ............................................. 1516.3 Impedanzmessbrücke für 2...30 MHz .................................. 1536.4 Antennen-Messbrücke ..................................................... 1536.5 Impedanz-Messbox ........................................................ 1546.6 Aktive Antennen-Messbrücke ............................................ 1556.7 Antennen-Netzwerk-Analyzer ............................................. 1566.8 Messanordnung für Impedanzen ........................................ 158

7 Messung weiterer elektrischer Größen ........................................ 1607.1 Messung des Innenwiderstands einer Batterie ....................... 1607.2 Messung des Stroms eines Quarzes .................................... 1627.3 Messung des echten Effektivwerts eines Stroms .................... 1627.4 Einfacher Phasenmesser für Frequenzen bis 10 MHz ............... 1647.5 Crest-Faktor-Bestimmung im Gigahertzbereich ....................... 1667.6 Verstärkungs- und Phasenmessung .................................... 1677.7 Messung des Reflexionskoeffizienten .................................. 1677.8 Audio-Klirrfaktormesser ................................................... 1697.9 Reflexionsfaktor-Messbrücke bis 1 GHz ................................ 1717.10 Ermittlung der Center-Frequenz bei FM ................................. 1717.11 Messung sehr kleiner Kapazitäten ...................................... 1727.12 Messung des Verlustwiderstands von Elkos .......................... 1727.13 Messung großer Kapazitäten ............................................. 1747.14 Bestimmung von Induktivitäten ......................................... 1767.15 Hochohmiges Rail-to-Rail-Messsystem ................................. 1767.16 230-V-Phasenwinkelmessung ............................................ 1787.17 LC-Messgerät ................................................................ 1797.18 Messbrücke für kleine Kapazitäten ..................................... 180

8 Messung nichtelektrischer Größen ............................................. 1828.1 Einfache Messanordnung für die Batterielebensdauer ............. 1828.2 Betriebsmöglichkeiten für Widerstands-Temperatursensoren ..... 1838.3 Präzise Temperaturmessung mit Mikroprozessor .................... 1848.4 Temperaturmessung im Bereich –200 bis 600 °C ................... 1878.5 Luftstrommessung mit Mikrocontroller ................................. 1878.6 Temperaturmessung mit Widerstandssensor und A/D-Wandler .. 1908.7 Temperaturmessung mit Diodenstrecken .............................. 1928.8 Brückenmessschaltung mit einfacher Versorgung ................... 1968.9 Programmierbare Lichtstärkemessung ................................. 1988.10 Programmierbare Druckmessung ........................................ 1998.11 Programmierbare Temperaturmessung mit PTC ...................... 200

Inhalt

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8.12 Programmierbare Temperaturmessung mit NTC ...................... 2028.13 Programmierbare Temperaturmessung mit Halbleitersensor ...... 2028.14 Programmierbare Lichtstärkemessung ................................. 2058.15 Driftarme Lichtmessschaltung ........................................... 2058.16 Temperatur-Fernmessung mit Quarz und PIC ......................... 2078.17 Messung des Sauerstoffgehalts ......................................... 2078.18 Thermometer mit Analog- und Digitalausgang ....................... 2098.19 Verstärker für piezoelektrischen Wandler .............................. 2108.20 Einfache Temperatur-Messschaltung ................................... 2118.21 Lichtmessung in weitem Bereich ........................................ 2128.22 Temperaturmessung mit Cold-Junction-Kompensation ............. 2128.23 Multikanal-Temperaturmessung ......................................... 2138.24 Temperatur-Strom-Wandler für Fernmessung ......................... 2148.25 Temperaturmessung über 4...20-mA-Loop ............................ 2148.26 Beschleunigungsmesser mit ADXL05 ................................... 2148.27 Neigungsmesser mit Frequenzausgang ................................ 2208.28 Messschaltung 0...500 °C mit Cold-Junction Compensation ....... 2208.29 Drehzahlmessung mit magnetoresistivem Sensor ................... 2208.30 Dreidimensionale Magnetfeld-Erfassung .............................. 2258.31 Druckmessung mit A/D-Wandler ........................................ 2258.32 Temperaturmessung mit A/D-Wandler ................................. 2258.33 Einfache und genaue Temperatur-Fernmessung ...................... 2258.34 Einfache und genaue Temperatur-Messschaltung ................... 2298.35 Luftfeuchtigkeits-Messung ................................................ 2308.36 Temperaturmessung mit UTI .............................................. 2308.37 UTI mit Widerstands-Messbrücke ....................................... 2318.38 UTI mit potentiometrischen Gebern ..................................... 2318.39 Kapazitätsmessung mit dem UTI ........................................ 2318.40 Mehrkanal-Messsystem mit UTIs ........................................ 2378.41 Lichtleitfaser-Messkopf .................................................... 2378.42 Tachometer mit Bargraph-Anzeige ...................................... 2408.43 Messung der Batterie-Lebensdauer ..................................... 2418.44 Luftfeuchtigkeits-Sensor ohne Batterie ................................ 2418.45 TTL-Signal informiert über Luftfeuchtigkeit und Temperatur ....... 2418.46 Umschaltendes Anemometer ............................................ 2448.47 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser ............................ 2458.48 Druckmesser mit Digitalanzeige ......................................... 2458.49 Simpler Tastverhältnis-Messer ........................................... 2488.50 Drehzahl- und Drehrichtungsanzeige ................................... 2488.51 Pulsbreiten-Messgerät ..................................................... 249

Inhalt

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8.52 Differenzlicht-Detektor ..................................................... 2508.53 Hochauflösender Drehzahlmesser ...................................... 2518.54 Höhenmessgerät mit LC-Panelmeter .................................... 253

9 Schaltungen für Messverstärker ................................................. 2549.1 Instrumentationsverstärker mit Operationsverstärker-ICs ......... 2549.2 Hohe Spannung und Last für chopperstabilisierte Operations-

verstärker ..................................................................... 2559.3 Rauscharmer und temperaturstabiler Messverstärker .............. 2579.4 Breitbandiger chopperstabilisierter FET-Verstärker .................. 2599.5 Empfindlicher und stabiler Transimpedanzverstärker ............... 2599.6 Instrumentationsverstärker für hohe Frequenzen .................... 2629.7 Laststromverdopplung mit Dual-Operationsverstärker ............. 2639.8 Einfachst-Impedanzwandler mit Operationsverstärker ............. 2659.9 Spannungsgesteuerter Messverstärker ................................ 2659.10 Differenzverstärker mit einfacher Betriebsspannung ................ 2679.11 Chopper-Verstärker mit sehr geringem Stromverbrauch ............ 2689.12 Impedanzwandler mit sehr hochohmigem Eingang ................. 2699.13 Rauscharmer Messverstärker ............................................ 2699.14 High-Performance-Instrumentationsverstärker ....................... 2719.15 Instrumentationsverstärker mit Spannungsfolger-ICs ............... 2739.16 Instrumentationsverstärker mit einfach einstellbarer Verstärkung 2749.17 Einfacher Instrumentationsverstärker .................................. 2749.18 Invertierender Verstärker mit hochohmigem Eingang ............... 2749.19 Elektronisch schaltbare Verstärkung .................................... 2779.20 Instrumentationsverstärker mit zwei Operationsverstärkern ...... 2789.21 Digital programmierbarer Präzisionsverstärker ....................... 2789.22 Micropower-Instrumentationsverstärker ............................... 2809.23 Messverstärker mit Opto-Isolation ...................................... 2809.24 Differenzausgang für Instrumentationsverstärker ................... 2829.25 Präzise 20-dB-Verstärker ohne externe Komponenten .............. 2839.26 Instrumentationsverstärker mit einem Operationsverstärker ...... 2859.27 Einfacher breitbandiger Messverstärker ............................... 2859.28 Instrumentationsverstärker aus Stromquelle und Operationsver-

stärker ......................................................................... 2879.29 Differenzverstärker mit digitalen Potentiometern .................... 2899.30 Operationsverstärker verarbeitet große Messsignale ............... 2909.31 Instrumentationsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz und

geringer Drift ................................................................. 2909.32 Rauscharmer Verstärker zur Messung des Phasenrauschens ..... 292

Inhalt

13

9.33 Digital einstellbarer Messverstärker .................................. 2929.34 Auto-Zero-Breitbandverstärker ......................................... 2949.35 Verstärker für 40 dB/100 MHz ......................................... 2949.36 Verstärker für 20 dB/100 MHz ......................................... 2979.37 Instrumentationsverstärker mit aktivem Filter ...................... 2979.38 ECG-Frontend mit einfacher Versorgung .............................. 2999.39 Instrumentationsverstärker mit uni- und bipolarem Ausgang ... 3009.40 Einfachst-Verstärker mit Verstärkungsfaktor 3 ...................... 3019.41 Programmierbarer Chopper-Verstärker ............................... 3029.42 Zwei-IC-Verstärker ohne externe Beschaltung ....................... 3039.43 Präziser Instrumentationsverstärker .................................. 3039.44 Präzisionsverstärker mit Booster ...................................... 3049.45 Schneller Präzisionsverstärker ......................................... 3049.46 Einfache Messverstärker mit Mikro-Power-IC ........................ 3069.47 Instrumentationsverstärker mit Dual-Operationsverstärker ...... 3079.48 Sehr verzerrungsarmer Verstärker ..................................... 3089.49 Breitband-FET-Verstärker ................................................ 309

10 Schaltungen für Filter ............................................................ 31010.1 Gute Filter – ganz einfach .............................................. 31010.2 Qualifiziertes Antialiasing-Filter ...................................... 31110.3 Filter mit Fixed-Gain-Operationsverstärkern ....................... 31310.4 Kerbfilter mit einstellbarer Güte ...................................... 31510.5 Einfaches Kerbfilter ..................................................... 31510.6 Tiefpassfilter mit minimalem Aufwand ............................. 31710.7 Bandpass mit hoher Güte ............................................. 31710.8 Einfaches Notchfilter mit hoher Güte ................................ 31910.9 Fliege-Notchfilter ........................................................ 32010.10 Einfaches 20-kHz-Filter dritter Ordnung ............................ 32110.11 Aktives 20-MHz-Filter ................................................... 322

11 Schaltungen für Wandler ........................................................ 32311.1 Spannungs-Frequenz-Konverter für 1 Hz bis 100 MHz .......... 32311.2 Einfacher Temperatur-Pulsweiten-Wandler ......................... 32611.3 Frequenz-Spannungs-Wandler mit VCO-IC .......................... 32611.4 Stromarmer Spannungs-Frequenz-Wandler ........................ 33211.5 Hochlinearer Spannungs-Frequenz-Wandler ....................... 33211.6 Einfacher Spannungs-Pulsweiten-Wandler ......................... 33211.7 D/A-Wandler mit 0...10-V-Ausgang .................................. 33511.8 Low-Cost-Spannungs-Frequenz-Wandler ........................... 336

Inhalt

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11.9 Frequenz-Spannungs-Wandler 10 Hz bis 10 kHz ................. 33711.10 Spannungs-Frequenz-Wandler für schwankende Betriebs-

spannung ................................................................. 33811.11 Spannungs-Frequenz-Wandler für stabile Betriebsspannung .. 33911.12 Spannungs-Frequenz-Wandler für positive und negative

Spannungen .............................................................. 34011.13 Pulsbreiten-Spannungs-Wandler ..................................... 34011.14 CMOS-Pegel für HF-Signale ............................................ 34111.15 A/D-Wandler mit LC-Display ........................................... 34311.16 Ansteuerschaltung für Fluoreszenz-Display ........................ 34311.17 Ansteuerschaltung für ein achtstelliges Display .................. 34611.18 Einfache Analog-Digital-Wandlerschaltungen ..................... 346

12 Schaltungen für Generatoren ................................................... 35012.1 Breitbandiger Rauschgenerator ...................................... 35012.2 Preiswerter Generator für weißes Rauschen ....................... 35212.3 Quarz formt reines Sinussignal ....................................... 35412.4 Vierfach-Quadratursignal-Generator ................................ 35512.5 Rechteck-Sinus-Wandlung mit SC-Filter ............................. 35512.6 Einfacher, aber stabiler Rechteck-/Dreieckgenerator ............ 35712.7 Rechteck- und Sägezahngenerator mit hoher Linearität ......... 35812.8 Negative-Resistance-Oszillator ....................................... 35912.9 Hochstabiler 100-kHz-Oszillator ..................................... 36112.10 Hochwertiger einstellbarer Sinusgenerator ........................ 36112.11 Spannungsgesteuerter Sinusoszillator für 1 Hz bis 30 kHz .... 36412.12 Quarzoszillator mit hoher Leistung .................................. 36412.13 Impulsgenerator mit Triggerausgang ................................ 36712.14 Low-Power-Oszillator mit weitem Betriebsspannungsbereich 36912.15 1-kHz-Sinusgenerator mit Mikrocontroller ......................... 36912.16 Einfacher und stabiler Tieffrequenz-Sinus-/Cosinusoszillator 37112.17 NF-Sinus-/Cosinusgenerator .......................................... 37212.18 NF-Wienbrückenoszillator mit FET-Stabilisator .................... 37312.19 Vielseitiger Dreieck-/Rechteckgenerator ............................ 37512.20 Micropower-Wienbrücken-Generator ................................ 37612.21 Einfacher Rechteckgenerator .......................................... 37612.22 Wienbrücken-Generator mit einfachem Potentiometer .......... 37712.23 Präziser Rampengenerator ............................................ 37812.24 Sinusgenerator mit quarzgenauer Frequenz ....................... 37912.25 Drei-Dekaden-VFO ....................................................... 38012.26 Präziser HF-Generator .................................................. 381

Inhalt

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12.27 Erzeugung von HF-Rechtecksignalen ................................ 38212.28 Frei einstellbarer Sägezahngenerator ............................... 38212.29 Mini-Audio-Oszillator ................................................... 38212.30 Generator für rosa Rauschen .......................................... 38612.31 Mikrofonschaltungs-Testoszillator ................................... 38612.32 Einfacher Phasenschieber-Oszillator ................................ 38612.33 Sinusoszillator mit entkoppelten RC-Gliedern ..................... 38912.34 Quadraturoszillator mit zwei Operationsverstärkern ............. 38912.35 Bubba-Oszillator ......................................................... 39012.36 Impulsgenerator mit weitem Frequenzbereich .................... 39112.37 Audio-Rauschgenerator ................................................ 39112.38 Programmierbarer Sinusgenerator ................................... 39312.39 Impuls- und Pausenzeit getrennt einstellbar ...................... 39312.40 Funktionsgenerator mit weitem Frequenzbereich ................ 39312.41 Wienbrückenoszillator mit Diodenarray ............................ 39612.42 Funktions- und Sweeping-Generator ................................ 39712.43 Quarzoszillatoren mit ungepufferten Invertern .................... 40212.44 High-Speed-Funktionsgenerator ...................................... 40312.45 Random-Noise-Generator .............................................. 40312.46 FM-Messsender .......................................................... 40512.47 Dreiton-Oszillator ........................................................ 405

13 Weitere Schaltungen für die Messtechnik ................................... 40713.1 Schaltungen mit S&H-Verstärker-ICs ................................ 40713.2 Langlebige portable Referenzquelle ................................. 41113.3 Schneller Spannungsfolger ............................................ 41213.4 Quellen für negative Referenzspannung ............................ 41213.5 Präzisions-Stromquelle und -Stromsenke .......................... 41313.6 Logarithmierer mit 100 dB Dynamikbereich ....................... 41413.7 Schneller Logarithmierer ............................................... 41513.8 Anti-Logarithmierer ..................................................... 41613.9 Mathematische Verarbeitung mit minimaler Drift ................ 41713.10 Multiplizierer/Dividierer ............................................... 42013.11 Schneller Integrierer .................................................... 42113.12 Schaltung eliminiert Gleichtaktspannung .......................... 42213.13 Abgleichbarer Logarithmierer ......................................... 42313.14 Digitaler Nullabgleich von Präzisions-Operationsverstärkers .. 42413.15 Präzise Betragsbildung ................................................. 42513.16 Präziser Multiplizierer/Dividierer ..................................... 42513.17 Hochstabile Spannungsreferenz ..................................... 425

Inhalt

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13.18 Präzise duale Spannungsreferenz ................................... 42813.19 Micropower-Referenzspannungsquelle für 1,23 V ............... 42913.20 Bilaterale Spannungs-Strom-Umsetzer ............................. 43013.21 Instrumentationsverstärker als Operationsverstärker ........... 43113.22 Ansteuerschaltung für Differential-ADC ............................. 43213.23 Programmierbare Stromquelle ........................................ 43213.24 Dämpfender aktiver Desymmetrierer ................................ 43313.25 Vierquadranten-Multiplizierer ........................................ 43513.26 Schnelle S&H-Schaltung ............................................... 43513.27 Stromquelle mit Schaltregler .......................................... 43713.28 Spannungsreferenz mit Driftabgleich ............................... 43713.29 Hochgenaue S&H-Schaltung .......................................... 43813.30 Vollwellen-Gleichrichter ohne Dioden ............................... 43913.31 Diodenloser Gleichrichter .............................................. 44013.32 Lineare Gleichrichtung ohne Diode .................................. 44113.33 Breitbandiger Gleichrichter ............................................ 44113.34 Leistungsfähiger Transistorprüfer .................................... 44213.35 Präzise –10-V-Referenz ................................................. 44413.36 Störsichere Datenübertragung ........................................ 44513.37 Einfacher Frequenzmultiplizierer ..................................... 44613.38 Frequenzmultiplizierer mit D/A-Wandler ........................... 44613.39 Messwertübertragung auf der Stromversorgungs-Leitung ...... 44813.40 Spannungsgesteuerte Konstantstromquelle ....................... 44813.41 Stabile exponentielle Stromquelle ................................... 45013.42 Qualifizierte 1-A-Injektorschaltung .................................. 45113.43 Einfacher breitbandiger Frequenzverdoppler ...................... 45113.44 Bargraph-Anzeige mit PIC .............................................. 45113.45 Konstantleistungs-Quelle .............................................. 45513.46 Referenz-IC mit Stromverstärker ...................................... 45513.47 Verbesserte Stromquelle ............................................... 45713.48 Low-Cost-Dividierer ..................................................... 45713.49 9-Bit-Digital-Analog-Konverter ........................................ 45913.50 Einfaches S&H-System ................................................. 45913.51 Symmetrische Messwert-Übertragung .............................. 46113.52 Stromsenke mit Fehlerkorrektur ...................................... 46113.53 Fünfstelliger Ereigniszähler mit Voreinstellung .................... 46313.54 Kaskadischer Abwärts-Ereigniszähler ............................... 46313.55 Ereigniszähler zählt auf- oder abwärts .............................. 46313.56 Zweifach-Fernanzeige .................................................. 46613.57 Digitale Einstellung des Übertragungsfaktors ..................... 46613.58 LED-Zeile am Mikrocontroller ......................................... 466

Inhalt

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13.59 Kompakter Oszilloskoptester ......................................... 46813.60 Logikpegel-Tester ........................................................ 471

14 Zusatzschaltungen für Messgeräte ............................................ 47214.1 Induktivitätsmess-Vorsatz für Multimeter .......................... 47214.2 Vorteiler und -verstärker für Frequenzmesser ..................... 47314.3 Präziser Audio-Spitzenspannungs-Messvorsatz .................. 47414.4 Millivoltmeter-Adapter für Multimeter .............................. 47514.5 Schaltung zur Verbesserung der Klirrfaktor-Messung ............ 47714.6 Messschaltung für die Settling Time ................................ 47814.7 Goniometer – der bessere Phasenmesser ......................... 47914.8 HF-Tastkopf mit Log Amp/Detector .................................. 48014.9 Phasenwinkel bis 360 Grad messen ................................ 48114.10 Einfacher Kabelbruchdetektor ........................................ 48314.11 Differenzielle Frequenzmessung ..................................... 48414.12 Phasenmesser ........................................................... 48514.13 Vorteiler 0,1...3,5 GHz .................................................. 48514.14 Vorverstärker und Vorteiler ............................................ 48714.15 Einfache Messung der Settling Time ................................ 48714.16 Einfache aktive Tastkopfschaltungen ............................... 48914.17 Audiofilter-Wobbler ..................................................... 49114.18 Vielseitiger NF-Wobbler ................................................ 49214.19 Low-Cost-HF-Wobbler ................................................... 49314.20 Bargraph-Anzeige für Oszilloskop ................................... 49414.21 Tastkopf für Frequenzzähler ........................................... 49614.22 Universeller aktiver Tastkopf .......................................... 49614.23 Modulationsmonitor-Zusatz ........................................... 49714.24 LC-Generator als Frequenzzähler-Zusatz ............................ 49914.25 Tester für Leistungstransistoren ...................................... 49914.26 Einfaches Milliohmmeter .............................................. 50114.27 Einfacher Spectrum Analyzer ......................................... 50214.28 HF-Wobbler mit großem Frequenzbereich .......................... 50314.29 Ein VHF-Wobbler ......................................................... 50514.30 Kapazitäts-/Induktivitäts-Messvorsatz ............................. 50614.31 Einfache Magnetfeldmessung ........................................ 50614.32 Instrumentationsverstärker als Oszilloskop-Vorsatz ............. 50814.33 Einfache Induktivitätsmessung ....................................... 51014.34 Kennlinienschreiber für FETs .......................................... 51014.35 Vorteiler zur Frequenzmessung mit Multimeter ................... 51114.36 Achtkanal-Chopper ...................................................... 51314.37 Vorverstärker für Zähler ................................................ 513

Inhalt

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15 Schaltungen für die Prüftechnik ............................................... 51515.1 Einfacher Negative-Resistance-Oszillator ........................... 51515.2 Leistungsstarker Audio-Prüfgenerator ............................... 51615.3 Einstellbarer Batteriesimulator ....................................... 51715.4 Einfacher Feldstärke-Indikator ........................................ 51815.5 Testoszillator für HF bis UHF ........................................... 51915.6 Batterie-Checker ......................................................... 52115.7 Einfacher Dreibereichs-KW-Prüfgenerator .......................... 52215.8 Einfacher KW-Generator mit MC1648 ............................... 52315.9 Mehrbereichsgenerator mit MC1648 ................................ 52415.10 Stereo-Prüfsender mit SMD-IC ........................................ 52515.11 Verlustfaktor-Vergleichsschaltung ................................... 52615.12 Testoszillator zur Induktivitätsermittlung ........................... 52715.13 Magnetfeld-Detektor .................................................... 52715.14 Mehrdraht-Kabeltester ................................................. 52815.15 CMOS-Logiktester ....................................................... 52815.16 Transistorprüfer und Testgenerator .................................. 53015.17 Praktisches Kabelprüfgerät ............................................ 53115.18 Tester für 6-V-NiCd/MiMH-Akkus ..................................... 53215.19 Ladestromindikator ..................................................... 53215.20 Batteriespannungs-Tester ............................................. 53415.21 Aufspürgeräte für 2,4-GHz-Quellen .................................. 53415.22 Überwachung optischer Signale ...................................... 53615.23 Logikpegel-Test-Set ..................................................... 53615.24 Logikanalysator .......................................................... 53715.25 Einfacher NF-Frequenzanalysator .................................... 53815.26 Tönender Durchgangsprüfer .......................................... 53915.27 Einfacher High/Low-Tester ............................................. 54015.28 Schonender Batterietester ............................................. 54115.29 Akustischer Widerstandstester ....................................... 54115.30 Breitbandiger Testgenerator ........................................... 54215.31 RFID-Sendefelddetektor ................................................ 54215.32 Leitungsfinder ............................................................ 54515.33 Magnetpol-Indikator .................................................... 54615.34 Nulldurchgangs-Detektor .............................................. 54615.35 Pegel- und Impulsrichtungs-Indikator ............................... 54715.36 Infrarot-Detektor ......................................................... 54715.37 Dreistufiger Spannungsdetektor ..................................... 548

Stichwortverzeichnis ................................................................... 549

Inhalt

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1 Messung elektrischerGleichgrößen

1.1 Gleichspannungsmessung mit dem ICL7136

Der ICL7106 war der erste IC, welcher alle aktiven Komponenten zur qualifiziertenGleichspannungsmessung mit digitaler Anzeige auf einem LC-Display enthielt.Neben dem LCD waren nur vier Widerstände, vier Kondensatoren sowie ein Ein-gangs-RC-Filter als Außenbeschaltung erforderlich.

Der ICL7136 ist die Ultra-Low-Power-Version des ICL7106. Nach Abb. 1.1 ist auchdie Außenbeschaltung identisch. Sie gilt für maximal 1999 mV Eingangsspannung.Für 1,999 V müssen folgende Bauelementeänderungen erfolgen: R1 150 kOhm,

Abb. 1.1

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Abb. 1.2

Intersil Application Note 023

R2 1,8 MOhm, R4 100 kOhm, C2 22 nF. Außerdem sollte der Dezimalpunkt gesetztwerden.

Abb. 1.2 zeigt eine Anwendung der Bausteine einschließlich des ICL7136 im Zusam-menwirken mit einer Messbrücke. Der Eingang ist massebezogen, somit ist eindirekter Anschluss an die Brücke nicht möglich. Zwei Operationsverstärker bildendaher einen Differenzverstärker; auch ein einfacher Differenzverstärker (mitunsymmetrischem Ausgang) scheint möglich, wenn die Brücke genügend nieder-ohmig ist. Man sollte natürlich auch dabei einen Operationsverstärker mit geringerDrift bevorzugen.

1 Messung elektrischer Gleichgrößen

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1.2 Leistungsarme Strommessung mitZeigerinstrument

Schaltet man ein Zeigerinstrument direkt in eine Leitung, um den darin fließendenStrom zu messen, hat das Nachteile. Zunächst verursacht der Innenwiderstand desInstruments einen gewissen Spannungsabfall. Dann muss das Instrument eventuellgegen Überlastung geschützt werden, üblicherweise mit zwei antiparallelen Si-Leis-tungsdioden. Schließlich kann eine Leitungsumverlegung erforderlich sein, denndas Instrument muss in der Regel an einem bestimmten Ort zwecks guter Ablesbar-keit angeordnet werden.

Hat man eine Hilfsspannung von z. B. 5 V zur Verfügung, kann man diese Pro-bleme mit der Schaltung nach Abb. 1.3 umgehen. Der in die Leitung einzufügendeWiderstand ist mit 1 Ohm recht klein. Ein Strom von 100 mV verursacht daraneinen Spannungsabfall von 100 mV. Der Differenzeingang des MAX4172 erhält denSpannungsabfall und wandelt ihn in einen Strom um. Bei 100 mV zwischen denPins 1 und 2 fließt 1 mA aus Pin 6. Das bedeutet 1 V an 1 kOhm. Die Eingangs-spannung wurde verzehnfacht. Ein Einstellwiderstand an dieser Stelle erlaubt denAbgleich der Schaltung. Der einfache Spannungs-Strom-Wandler mit dem Opera-tionsverstärker MAX495 erzeugt im Kollektorkreis des Transistors bei 1 V Ein-gangsspannung einen Strom von etwa 15 mA (1 V/66 Ohm). Man sollte besser einInstrument mit 10 oder 100 mA Endausschlag benutzen. Der Widerstand mussdann 100 Ohm bzw. 10 Ohm haben.

Abb. 1.3

MaximApplicationNote 3536

1.2 Leistungsarme Strommessung mit Zeigerinstrument

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1.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern

Ein Instrumentationsverstärker zeichnet sich durch einen hochohmigen Differenz-eingang mit hoher Gleichtaktunterdrückung aus. Somit sind qualifizierte, nichtmassebezogene Spannungsmessungen möglich. Der typische Anwendungsfall istdie indirekte Strommessung durch Messung des Spannungsabfalls an einem mög-lichst niedrigen Widerstand in der Stromleitung.

In Abb. 1.4 beträgt dieser Widerstand nur 5 Milliohm. Der maximale Strom von10 A verursacht daran einen Spannungsabfall von 50 mV. Dennoch ist es für denStabilisierungsschaltkreis wichtig, dass die Vergleichsspannung direkt an der Lastabgenommen wird. Die Eingänge des Instrumentationsverstärkers sind mit Wider-ständen von 10 kOhm geschützt. Gleichzeitig ergeben sich mit den KapazitätenTiefpassfilter. Die Kondensatoren sind für wenige Hertz Grenzfrequenz zu bemes-sen. Die Verstärkung von 50 wird mit den Widerständen an Pin 5 bestimmt. Dasergibt eine Ausgangsspannungsänderung von 250 mV pro Ampere.

In Abb. 1.5 beträgt der Shuntwiderstand 10 Milliohm, und der IC-Eingang wirddurch Widerstände und antiparallel geschaltete Dioden geschützt. Dies deshalb,weil Strom in beide Richtungen fließen und erfasst werden kann. Die Gegenkopp-lungsbeschaltung muss daher beide Feedback-Pins betreffen. Beim Strom null sollbereits eine Ausgangsspannung von 2 V vorliegen. Das bedeutet 20 mV Versatz anPin 8 gegenüber Pin 5. Denn die Widerstände sind für eine Verstärkung von 100ausgelegt. Somit bedeuten –2 A 0 V Ausgangsspannung und 2 A 4 V Ausgangsspan-nung. Durch die einfache Versorgung kann diese nicht negativ werden. Mit derSchaltung kann man Lade- und Entladeströme von Akkus messen.

In Abb. 1.6 ist eine weitere interessante Anwendung zu sehen. Es kommen dreimoderne Instrumentationsverstärker zum Einsatz. Dieser Aufwand erlaubt dieMessung von positiven und negativen Strömen mit Anzeige der Polarität. Auch hierist der Shuntwiderstand sehr klein. Bei einem Ampere entsteht ein Spannungsabfallvon 10 mV. Der obere Verstärker misst positive, der mittlere negative Ströme. DieEingänge liegen parallel, die Pins sind aber vertauscht. Der untere Verstärker wertetdie Polarität aus. Die Kondensatoren bilden mit den Widerständen Tiefpassfilterund sind nur bei Anwendungen erforderlich, wo eine Filterwirkung erzielt werdenmuss (z. B. Überwachung von Pulsbreitensteuerungen). Die Verstärkung beträgt100, somit gilt am Ausgang 1 V/A.

In Abb. 1.7 ist der Einsatz einer bidirektionalen Strommessschaltung in einerMotorsteuer-Brückenschaltung gezeigt.

1 Messung elektrischer Gleichgrößen

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Abb.

1.4

1.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern

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Abb. 1.5

Abb. 1.6

1 Messung elektrischer Gleichgrößen

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Abb. 1.7

Intersil Application Note 1298

1.4 Interface zur Gleichspannungsmessungmit dem PC

Die 25-polige Sub-D-Buchse zum Druckeranschluss ist auch heute noch an vielenPCs vorhanden. Stattet man einen solchen PC mit der Schaltung nach Abb. 1.8 aus,kann man vier Gleichspannungen erfassen. Für hohe Werte kann man an den Ein-gängen die angedeuteten Spannungsteiler anordnen. Die Kondensatoren bewirkenzusammen mit den Längswiderständen eine Signalfilterung. Der MAX4164 enthältvier Operationsverstärker, die jeweils als Spannungsfolger geschaltet sind. DerMAX1248 ist ein 10-bit-A/D-Wandler.

Die Betriebsspannung erhält das Interface von der Sub-D-Buchse. Sie wird in derRegel 5 V betragen. Notebooks bieten oft nur etwa 3 V – auch dann arbeitet dieSchaltung einwandfrei. Die Stromaufnahme ist hier mit etwa 1 mA sehr gering.Liegt die Quellimpedanz unter 3 kOhm, können die Operationsverstärker entfallen.Andernfalls wird der Vierfach-Operationsverstärker vorgesehen. Er arbeitet auchnoch mit 2,7 V, hat Rail-to-Rail-Eingänge und verbraucht nur etwa 100 ` A.

1.4 Interface zur Gleichspannungsmessung mit dem PC

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Abb. 1.8Maxim Application Note 1988

1.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V

Die Analog-Digital-Wandler CD5521/23, CS5522/24/28 und CS5525/26 besitzeneinen chopperstabilisierten programmierbaren Instrumentationsverstärker mit maxi-mal 300 pA Eingangsstrom. Eine Ladungspumpenschaltung ist ebenfalls integriert,um eine negative Versorgungsspannung zu erzeugen. Das macht die Messung masse-bezogener Spannungen möglich (Abb. 1.9). Der Instrumentationsverstärker (PGIA,programmable gain instrumentation amplifier) hat die Low-Level-Eingangsbereiche:+/–25, +/–55 und +/–100 mV. Der Eingangsstrom ist von Sampling-Kondensatorund Sampling-Frequenz abhängig. Hält man diese Größen klein, ist auch er gering.Dann ist das Vorschalten eines hochohmigen Spannungsteilers bei geringem Fehlermöglich. So kann ein Eingangsspannungsbereich von +/–10 V gemäß Abb. 1.10 beinur 0,03 % Fehler erreicht werden. Senkt man den Widerstand gegen Masse, sinkt derFehler entsprechend. In Abb. 1.11 wurde der Widerstand auf 1 kOhm vermindert. Mitfünf Widerständen 2 MOhm können nun Spannungen bis zu +/–1000 V gemessenwerden, wobei über jedem Widerstand maximal 200 V abfallen.

1 Messung elektrischer Gleichgrößen

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Abb. 1.9

Abb. 1.10

Mit 32,768 kHz Eingangstaktfrequenz ergibt sich eine niedrige Chopperfrequenzvon 256 Hz. Das bedeutet nur etwa 100 pA Eingangsstrom bei Zimmertemperaturund maximal 300 pA im industriellen Standardtemperaturbereich.

1.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V