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Demo Gilbertzelle

2014-04-07T18:57:30Z

Voga2073: /* Übertrager und Inkduktivitäten */

Die '''Gilbertzelle''' bildet einen Analogmultiplizierer, das bedeutet es werden zwei Spannungen miteinander multipliziert und das Ergebnis wieder als Spannung ausgegeben. Sehr stark verbreitet ist die Schaltung als Mischer in der Nachrichtentechnik und dient zum herabsetzen der Empfangsfrequenz auf die Zwischenfrequenz (ZF).

Doch bevor man sich derart komplizierten Schaltungen widmet hilft eine kleine Demonstrationsschaltung beim Verständnis der Arbeitsweise. Als Anschauungsobjekt dient der [http://www.mikrocontroller.net/part/SA612 NE602/SA602/NE612/SA612]. Besonders aufschlussreich ist dabei die FFT-Funktion in Digitaloszilloskopen.

Der Theorieteil ist vorallem für Personen ohne umfangreiche Fachkenntnis und guter mathematischer Begabung sehr schwierig. Er befindet sich nur der klareren Struktur wegen an erster Stelle. Die gesamten Messungen können ohne genauere Kenntnis der Grundlagen erfolgen. Vielmehr sollen die Messungen das Interesse für die zugrundeliegende Theorie wecken und zur Lernbereitschaft motivieren.

== Allgemeine Erklärung ==
[[Datei:Prinzip-Differenzverstärker.svg|miniatur|[[Differenzverstärker]] R1 = R2]]
Im Kern besteht eine Gilbertzelle aus mehreren geschickt miteinander verknüpften Differenzverstärkern. Dabei nutzt die Schaltung den Effekt, dass die Verstärkung des Differenzverstärkers vom Strom der gemeinsamen Stromsenke abhängt. Hierzu nochmals die linearisierte Formel aus dem Beitrag [[Differenzverstärker]].

:<math>U_a = I_{Senke} \cdot R \cdot U_d \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T}</math>

OTAs wie der [http://www.mikrocontroller.net/part/LM13700 LM13700] benutzen diese Art von Multiplizierer zur spannungsgesteuerten Amplitudenregelung. Da der Strom ISenke nur positiv sein darf, hat diese einfache Schaltung einen beträchtlichen Nachteil und daher macht der komplizierte Umweg über die Gilbertzelle Sinn.

=== Theorie im Detail ===
[[Datei:Prinzip-Gilbertzelle.svg|thumb|Prinzip der Gilbertzelle mit Arbeitswiderständen]]

Nebenstehend ist der prinzipelle Aufbau der Gilbertzelle dargestellt. Zum Verständnis dieses komplexen Gebildes braucht es zunächst eine vereinfachte Betrachtung. Hierzu werden zwei Fälle analysiert, wobei UA einmal eine hohe positive Differenzspannung und das andere mal einen stark negativen Wert aufweist. Im ersten Fall fließt der gesamte Strom von ISenke über den Zweig IA1 und für Zweig IA2 bleibt nichts übrig. Bei negativem UA fließt dagegen der gesamte Strom von ISenke über IA2. Nun hängen an beiden Zweigen ein weiterer Differenzverstärker, der allerdings nicht mehr binär angesteuert wird. Die Eingangsspannung UB wird an beide Verstärker in gleicherweise angelegt, doch bei den Kollektorzweigen zu den gemeinsamen Widerständen erfolgt der Zusammenschluss Überkreuz. Damit hat die Verstärkung der zwei Zweige eine entgegengesetztes Vorzeichen.

Wenn sich nun mit der Polarität von UA zwischen den zwei Differenzverstärkern für UB hin und her schalten lässt, wobei auch das Vorzeichen der Spannungsverstärkung wechselt, dann entspricht das einer einfachen binären Multiplikation.

{| {{Tabelle}}
|----
| <math>U_A \gg 0 \rightarrow U_A = +1</math>
| <math>U_X = U_B \cdot v_U \cdot +1</math>
|----
| <math>U_A \ll 0 \rightarrow U_A = -1</math>
| <math>U_X = U_B \cdot v_U \cdot -1</math>
|}

Aus der Tabelle oben lässt leicht erahnen, auf welche Weise sich UA in die Gleichung einfügt.

: <math>U_X = U_B \cdot v_U \cdot U_A</math>

Eine genauere Betrachtung erhärtet sich die aufgestellte These. Dabei erleichtert der Überlagerungssatz das Vorgehen erheblich.

{|
|
:<math>U_X = U_{X'} + U_{X''}</math>
|----
|Dabei gilt für die beiden Zweige:
|----
|
:<math>
U_{X'} = I_{A1} \cdot R \cdot U_B \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T}
</math>
|   →  
|<math>U_{X'}\propto I_{A1} \cdot U_B</math>
|----
|
:<math>U_{X''} = -1 \cdot I_{A2} \cdot R \cdot U_B \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T}</math>
|   →  
|<math>U_{X''}\propto -1 \cdot I_{A2} \cdot U_B</math>
|----
|
:<math>
I_{A1} = \frac{1}{2} I_{Senke} \cdot \left( 1 + U_A \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T} \right)
</math>
|   →  
|<math>I_{A1} \propto U_A</math>
|----
| Deren Strom bestimmt der untere Differenzverstärker nach:
|----
|
:<math>
I_{A2} = \frac{1}{2} I_{Senke} \cdot \left( 1 - U_A \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T} \right)
</math>
|   →  
|<math>I_{A1} \propto -1 \cdot U_A</math>
|----
| || || <math>U_{X'} \propto U_A \cdot U_B</math>
|----
| || || <math>U_{X''} \propto -1 \cdot -1 \cdot U_A \cdot U_B</math>
|----
|Schlussendlich ergibt sich aus der Überlagerung:
|----
| || || <math>U_X \propto 2 \cdot U_A \cdot U_B</math>
|}

Durch Weglassen der Vereinfachung mit der Proportionalität ergibt sich nach ausführlicher Rechung:

:<math>
U_{X} = U_A \cdot U_B \cdot \frac{1}{2 \cdot U_T}^2 \cdot R \cdot I_{Senke}
</math>

Ein blinder Fleck bleibt allerdings offen, denn der Gleichtaktanteil auf der Differenzspannung UX bleibt offen. Doch wenn ISenke immer gleich bleibt, dann kann gar kein Gleichtaktanteil hinzukommen, denn was bei dem einen Arbeitswiderstand hinzukommt wird immer dem anderen genommen. Wem solche Begründungen nicht genügen, kann sich an der umfassenden Herleitung weiter unten ergötzen

Da der SA612 einen Widerstand statt einer Stromsenke besitzt verhält sich dieser nicht exakt so.


Bedingung für den einwandfreien Betrieb ist, das die Gleichtaktspannungen (GT) in der richtigen Relation zueinander stehen. Es gilt: U_X,GT > U_B,GT > U_A,GT


=== Mischer ===

[[Datei:Frequenzdiagramm-Mischprodukte.svg|miniatur|Frequenzdiagramm für zwei Sinusförmige Signale (blau) und deren Mischprodukte (grün)]]

Soweit war immer von einer Multiplikation die Rede, doch stellt sich die frage, was das jetzt mit dem Mischer aus der Nachrichtentechnik zu tun hat? Mittels Mathematik lässt sich zeigen, dass eine Multiplikation die Funktion eines Mischers perfekt erfüllt. Dadurch entstehen zwei neue Signale die jeweils die Summen- und die Differenzfrequenz der beiden Eingangsfrequenzen darstellen.
:<math>
\sin \left(A\right) \cdot \sin \left( B \right) = \frac{1}{2} \cdot \left[
\cos \left( A - B\right) - \cos \left( A + B\right)
\right]
</math>
:<math>A = \omega_A \cdot t + \varphi_A</math>
:<math>B = \omega_B \cdot t + \varphi_B</math>
:<math>A-B =
\omega_A \cdot t + \varphi_A - \omega_B \cdot t + \varphi_B
=
\omega_\Delta \cdot t + \varphi_\Delta
</math>
:<math>A+B =
\omega_A \cdot t + \varphi_A + \omega_B \cdot t + \varphi_B
=
\omega_\Sigma \cdot t + \varphi_\Sigma
</math>

Statt eine Herleitung aufzustellen wird an dieser Stelle die Richtigkeit der eingangs gegebenen Gleichung belegt. Als Hilfsmittel dienen die Additionstheoreme aus der Trigonometrie.

:<math>
\cos \left( A-B \right) =
{ \color{Magenta} \cos \left( A \right) \cdot \cos \left( B \right) } +
{ \color{YellowOrange} \sin \left( A \right) \cdot \sin \left( B \right) }
</math>

:<math>
\cos \left( A+B \right) =
{ \color{Magenta} \cos \left( A \right) \cdot \cos \left( B \right) } -
{ \color{YellowOrange} \sin \left( A \right) \cdot \sin \left( B \right) }
</math>

:<math>
\left[ \cos \left( A-B \right) - \cos \left( A+B \right) \right] =
{ \color{Magenta} 0} +
{ \color{YellowOrange} 2 \cdot
\sin \left(A\right) \cdot \sin \left( B \right) }
</math>

:<math>
\frac{1}{2} \cdot \left[
\cos \left( A-B \right) - \cos \left( A+B \right)
\right] =
\sin \left(A\right) \cdot \sin \left( B \right)
</math>

Jetzt fehlt in der Gleichung nur noch Amplitude und Spannungsverstärkung.
:<math>
U_{A,Spitze} \cdot \sin \left(A\right) \cdot
U_{B,Spitze} \cdot \sin \left( B \right) \cdot v_U =
\frac{1}{2} \cdot U_{A,Spitze} \cdot U_{B,Spitze} \cdot v_U \left[
\cos \left( A - B\right) - \cos \left( A + B\right)
\right]
</math>

== Schaltung ==

Für den Aufbau der Schaltung benötigt ein geübter Löter etwa acht Stunden. Anschließend kommen noch zwei bis drei Stunden für die Messexperimente hinzu.

=== Schaltungsblöcke ===

Den Kern der Schaltung bildet der SA612 als Mischer mit integriertem Oszillator. Für eine saubere Aussteuerung des Mischers ist eine saubere Dimensionierung des Oszillator erforderlich, denn die Amplitude an Pin 6 sollte 200 mVss bis 300 mVss betragen. Entsprechend ist eine strikte Einhaltung der Werte erforderlich. Zur Entkopplung des Gleichstromanteils dient ein Resonanzübertrager mit ausreichend Bandbreite. Eine Testlast sorgt für Leitungsanpassung.

Den anderen großen Block bildet der Sägezahngenerator, welcher als oberwellenreiches Modulationssignal dient. Bei ihm zeigen sich deutlich die Seitenbänder aus dem Mischprodukt. Wegen seiner schlechten EMV ist der NE555 umfangreich gegen Spannungsrippel auf der Versorgungsspannung abgesichert.

<gallery>
Datei:Demo-Gilbertzelle-SA612.svg|Mischer mit Oszillator L1 = 10 µH (Q>70 @ 2 MHz) C1 = 2,7 bis 3,3 nF C2, C3 = 3,3nF
Datei:Demo-SA612 Last und Uebertrager.svg|Testlast und Resonanzübertrager als Balun
Datei:Gilbertzelle-Demo-Saegezahngenerator.svg|Sägezahngenerator
</gallery>

Verschiedene Stellpotis ermöglichen den Eingriff und die Justierung der Signale zwischen den Schaltungen. Mit dem Abschwächer wird das Sägezahnsignal auf einen für den Mischer akzeptable Aussteuerung verkleinert. Das Balance-Poti demonstriert, das ein Mischer auch Gleichspannung multiplizieren kann. Das DC-Poti zusammen mit dem Abschwächer zeigt das Zusammenspiel von Gleich- und Wechselspannung.

Der Mischer verfügt über einen symmetrischen Eingang. Daher soll auch der Unterschied zwischen symmetrischer und unsymmetrischer Einspeisung eines Blicks gewürdigt werden. Hierbei hilft eine halb Emitter-, halb Kollektorschaltung mit Gegentaktsignal am Ausgang.

Multipliziert man ein Sinussignal mit sich selbst, dann tritt eine Frequenzverdoppelung auf. Zur Impedanz und Pegelanpassung dient hierzu ein zu den Gegebenheiten des SA612 passender Impedanzwandler, der das Oszillatorsignal anzapft.

Da eine 9V-Blockbatterie im Neuzustand mehr als 9V liefert, aber der SA612 nicht mehr verträgt sorgt eine Diode für ausreichend Spannungsabsenkung. Zudem ist es ein hervorragender Verpolschutz, der bei Experimentierschaltungen immer angezeigt ist. Eine LED zeigt Betriebsbereitschaft an und ein Ausschalter erspart das Abstecken der Versorgungsspannung mit den Risiko von Kurzschlüssen.

<gallery>
Datei:Demo-Gilbertzelle-Potis.svg|Verschiedene Stellpotis
Datei:Demo-Gilbertzelle Symmetrierender Verstärker.svg|Symmetrierender Verstärker
Datei:Impedanzwandler für Quadrierer.svg|Impedanzwandler zur Anzapfung des Oszillators und anschließender Frequenzverdopplung
Datei:Demo GilbertzelleAnschluss fuer Versorgungsspannung.svg|Anschluss für die Versorgungsspannung
</gallery>

=== Aufbau ===

[[Datei:Demo Gilbertzelle-fertig-aufgebaut-finale-Version.jpg|miniatur|Finale Version fertig aufgebaut]]
[[Datei:Gilbertzelle-demo-protoyp-oben.JPG|miniatur|Prototyp von oben]]
[[Datei:Gilbertzelle-demo-protoyp-unten.JPG|miniatur|Prototyp von unten]]

Der Aufbau hat nach dem Schaltplan zu erfolgen, ansonsten kann es zu EMV-Problemen kommen und als Resultat tritt eine Verfälschung der Messergebnisse auf. Die Ursache liegt vorallem beim IC NE555 aber auch im Oszillatorkreis die beide im Abschnitt EMV näher behandelt werden.

Die Schaltung kann mit einer 9V-Blockbatterie betrieben werden und minimiert dadurch die Rüstzeiten und Geräteaufwand. Die Batterielebensdauer beträgt etwa 20 Stunden.

Zusätzlich sind einige Drahtbrücken mit Steckschuhen zum Umstecken der Versuchsanordnung nötig. Insgesamt braucht es acht Brücken und alle sollten aus Isolierten Drähten bestehen. Sechs davon sollte man verdrillen, damit Garantiert keine Störungen auskoppeln und die beiden Steckschuhe wegen der Verwechslungsgefahr farblich markieren.

Der Übertrager muss selbst gewickelt werden und an die entsprechenden Lötnägel gelötet werden, wofür der Ringkern FT50-61 vorgesehen ist. Wegen kapazitiver Kopplung müssen die beiden Wicklungen jeweils auf getrennten Hälften liegen. Zudem sollte die Resonanzfrequenz geprüft werden. Hierzu baut man sich aus einem Widerstand, einem Taster und zwei Steckschuhen und belegt eine Seite des Übertragers mit Strom. An der anderen Seite hängt ein DSO im Normal-Triggermodus. Beim Loslassen des Tasters zeigt sich dann eine ausklingende Schwingung entsprechend der Resonanzfrequenz. Die Frequenz sollte bei etwa 2MHz, eher leicht darüber, liegen. Bei zu geringer Resonanzfrequenz können die Kondensatoren C4 und C5 nacheinander entfernt, werden bis es in etwa passt.

Für optimale Schwingkreisgüte kann die (Zylinder-)Spule L1 etwa 2mm von der Platine abgehoben werden, da das Außenfeld der Spule in den darunterliegenden Leiterbahnen und Lötaugen Wirbelstromverluste erleidet. Bei der Messung des Oszillators kann rückgang der Amplitude beobachtet werden, wenn man eine Schraubenzieherspitze an den Spulenkörper hält.

=== Inbetriebnahme ===

Die folgende Anleitung zur Inbetriebnahme soll sicherstellen, dass wesentliche Teile der Schaltung in der vorgesehenen Weise arbeiten.

Die Versorgungsspannung hat etwa 8,5 Volt und ist mit bis zu 0,5 Volt Abstrichen sowohl am SA612, wie am NE555 vorhanden. Die Stromaufnahme liegt bei ca. 15 mA bzw. 10mA bei der CMOS-Variante des 555. Theoretisch liegt die Spitze-Spitze-Spannung am Ausgang S des Sägezahngenerators bei 1/3 Versorgungsspannung. Tatsächlich sind es allerdings etwas mehr, das unter anderem an den Laufzeitverzögerungen im NE555 liegt. Die Frequenz sollte im Bereich von 100 kHz liegen und über das Poti einstellbar sein.

Aufgrund der hohen Schwingkreiskapazitäten kann an Pin 7 ohne Sorge die Oszillatorspannung mit Tastkopf (10:1 -> 10..20 pF) und Oszilloskop (AC-Kopplung) gemessen werden, die zwischen 200 mVss und 300 mVss betragen sollte. Die Frequenz beträgt dabei 2 MHz. (Bei zuviel C16 erhöhen, bei zu wenig verringern)
Mit dem Multimeter lassen sich an den Mischereingängen A1 und A2 jeweils 1,4 V Gleichspannung mit dem Multimeter messen. Die Ausgänge X1 und X2 weisen gegen Versorgungsspannung einen Wert von jeweils 1,25V auf. Nun wird der Eingang A1 gegen Masse kurzgeschlossen, der Mischer steuert nun die Verstärkung des Oszillatorsignals voll durch, das jeweils zu 1200 mVss an den Ausgängen X1 und X2 führt. Bei Oszillatorspannungen im oberen Bereich ist auch ein Übersteuern möglich.

[[Datei:Modulation-mit-Sägezahn-symmetrisch-ohne-Last.bmp|miniatur|Modulierter Schmetterling]]
Als letztes wird noch die Aussteuerung mit Modulationsspannung begutachtet. Dazu wird die Sägezahnspannung S an den Eingang E des Symmetrierverstärkers angeschlossen. Dessen Ausgangsspannungen A1 und A2 sollten in etwa die gleiche Amplitude aufweisen und jeweils einen Stellbereich von mindestens 120 mVss erreichen, wenn A1 und A2 mit den Eingängen A1 und A2 des Mischers verbunden sind. Im weiteren wird nun die Ausgangsspannung X1 bzw. X2 des Mischers gemessen, wobei das Oszilloskops auf die Sägezahnspannung S triggert. Je nach Potistellung des Verstärkers sollte bis etwa 1200 mVss ein eher eckiger, darüber ein eher runder Schmetterling als Ausgangsspannung X1 bzw. X2 entstehen. Die Eingangsspannungen von A1 und A2 betragen betragen an dieser Grenze jeweils etwa 80 mVss.

=== Schaltpläne und Materialliste ===

<gallery>
Datei:Lochraster-Layout Demo Gilbertzelle Gesamtplan.svg|Gesamtplan als SVG erstellt mit Inkscape 0.47
Datei:Demo Gilbertzelle-Lochraster-Layout Beschriftung.png|Beschriftung
Datei:Lochraster-Layout Demo Gilbertzelle-Bestueckung.png|Bestückungsansicht
Datei:Demo Gilbertzelle Lochraster-Layout Verdrahtung.png|Verdrahtungsansicht
</gallery>

;Materialliste

{| {{Tabelle}}
! colspan="4" | Widerstände
|----
! Stückzahl
! Typ
! Wert
! Position
|----
| 4x || Widerstand || 10Ω || R8, R9, R10, R12
|----
| 3x || Widerstand || 100Ω || R7, R11, R19, R21
|----
| 1x || Widerstand || 220Ω || R4
|----
| 2x || Widerstand || 1kΩ || R20, -
|----
| 3x || Widerstand || 1,5kΩ || R1, R2, R18
|----
| 2x || Widerstand || 1,8kΩ || R13, R22
|----
| 1x || Widerstand || 2,2kΩ || R5
|----
| 2x || Widerstand || 5,6kΩ || R3, R6
|----
| 1x || Widerstand || 6,8kΩ || R14
|----
| 2x || Widerstand || 22kΩ || R15, R24
|----
| 1x || Widerstand || 47kΩ || R26
|----
| 4x || Widerstand || 100kΩ || R16, R17, R23, R25
|----

! colspan="4" | Potis
|----
! Stückzahl
! Typ
! Wert
! Position
|----
| 1x || Trimmpoti || 1kΩ ⌀ 10mm || P3
|----
| 1x || Trimmpoti || 5kΩ ⌀ 10mm || P4
|----
| 1x || Trimmpoti || 10kΩ ⌀ 10mm || P2
|----
| 2x || Trimmpoti || 25kΩ ⌀ 10mm || P1, P6
|----
| 1x || Trimmpoti || 250kΩ ⌀ 10mm || P5
|----

! colspan="4" | Kondensatoren
|----
! Stückzahl
! Typ
! Wert
! Position
|----
| 2x || Kerko || 10pF || C4, C5
|----
| 1x || Kerko || 2,7nF || C16
|----
| 2x || Kerko || 3,3nF || C14, C15, C16
|----
| 1x || Foko || 5,6nF || C8
|----
| 9x || Foko || 10nF || C1, C6, C7, C13, C17, C18, C19, C21, C22
|----
| 12x || Foko || 100 nF || C3, C9, C10, C11, C12, C20, C23, C24, C25, C26, C27, C28
|----
| 1x || Elko || 22µF bis 100 µF || C2
|----

! colspan="4" | Halbleiter
|----
! Stückzahl
! Typ
! Wert
! Position
|----
| 1x || LED || 3mm || D1
|----
| 1x || Diode || 1n4148 || D2
|----
| 2x || npn-Transistor || BC547B || T3, T4
|----
| 2x || pnp-Transistor || BC557B || T1, T2
|----
| 1x || IC || NE555 / TLC555 / ... || IC2
|----
| 1x || IC || NE602 / NE612 / SA602 / SA612 || IC1
|----

! colspan="4" | Sonstiges
|----
! Stückzahl
! Typ
! Wert
! Position
|----
| 1x || Schiebeschalter || RM2,5 (Reichelt: T681 oder NK236) || S1
|----
| 1x || Übertrager || 1:1 @ 150 µH (FT50-61 AL 69nH 47 Wdg. + Lackdraht D: 0,28mm x l: 2m) || ÜT
|----
| 2x || Sockel || Dil-8 || IC1, IC2
|----
| 1x || Drossel || 10µH || L1
|----
| 36x || Lötnägel || 1mm || -
|----
| 20x || Steckschuhe || 1mm || -
|----
| 9x || 130mm Isolierterdraht || (Lackdraht D: 0,5mm / l: 1,2m) || -
|----
| 1x || Batterieclip || 9V || -
|----
| 1x || Batterie || 9V-Block || -
|----
| 1x || Lochrasterplatine || 160mmx100mm Europaformat || -
|----
| 7x || Schraube || M3x12mm || -
|----
| 7x || Mutter || M3 || -
|----
| 1x || Taster || beliebig || -
|----
|}

== Messexperimente ==

[[Datei:Voll-ausgesteuert-mit-Gleichspannung-4.bmp|miniatur|Mischerausgang mit maximaler Aussteuerung über Gleichspannung (nur Träger)]]
Nachdem schon bei der Inbetriebnahme einige Eckdaten vermessen wurden folgen jetzt umfangreichere Untersuchungen. Die einfachste Ansteuerung eines Multiplizierers ist Gleichspannung, die dann als Amplitudenregler für das Oszillatorsignal dient. Hierzu wird das Balance-Poti mit den beiden Eingängen A1 und A2 des SA612 verbunden. Das Oszilloskop triggert am besten auf den Oszillatorkreis O und gleichzeitig werden die Ausgänge X1 und X2 beobachtet während am Balance-Poti herumgedreht wird. Entsprechend dem Drehwinkel ändert sich die Ausgangsamplitude und deren Vorzeichen bezogen auf das Oszillatorsignal.

Zur Vollständigkeit wird die Last zwischen die Ausgänge X1 und X2 geschaltet. Dabei halbiert sich die Ausgangsspannung, womit Leistungsanpassung vorliegt.

Unschön fällt auf, das sich mit der Steuerspannung auch der Arbeitspunkt von X1 und X2 verschiebt. Wem nur ein Zweikanal-Oszilloskop zur Verfügung steht, sollte daher auch mal nur beide Ausgangsspannungen gleichzeitig messen. Nach den Betrachtungen im Theorieteil sollte das nicht passieren, doch hat der SA612 keine Stromsenke sondern einen Widerstand, das dann zu derartigen Gleichtaktstörungen führt.

Wer gerne Tabellen ausfüllt, Diagramme zeichnet und Dinge gerne genau betrachtet sollte die Linearität des Multiplizierers begutachten. Dabei wird jetzt zwischen Ausgang und Last der Resonanzübertrager eingefügt und die Spannung über der Last in Schritten von 200 mVss durchgemessen. Solange v_U konstant bleibt ist der Multiplizierer im linearen Bereich. (Eine Teil der Nichtlinearität liegt evtl. auch in der unsymmetrischen Eingangsspannung.). Statt des Spitze-Spitze-Wertes setzt die Berechnung den Spitzenwert voraus. Da der zweite Eingang der Gilbertzelle nicht direkt zugänglich ist, wird der Spannungswert am Messpunkt O vom Oszillatorkreis angezapft. (NXP gibt dabei an, das diese Spannung intern durch drei dividiert wird, [http://www.standardics.nxp.com/support/documents/rf/pdf/an1994.pdf AN1994 für SA605])

:<math>U_{X,Spitze} = U_{X1,Spitze} - U_{X2,Spitze} \approx 2 \cdot U_{X1,Spitze} \approx 2 \cdot U_{X2,Spitze}</math>
:<math>U_{A,Spitze} = U_{A1} - U_{A2}\,</math> (Multimeter zwischen A1 und A2)
:<math>U_{X,Spitze} = \cdot v_u \cdot U_{O,Spitze} \cdot U_{A,Spitze}</math>
:<math>\mathbf{v_u = \frac{U_X}{U_{O,Spitze} \cdot U_{A,Spitze}}}</math>

Der Wert vu besitzt einen direkten Zusammenhang mit dem Conversion-Gain, der sich im Datenblatt des SA612 und im Abschnitt Begriffe näher erläuter wird.

<div style="clear:both;"></div>
[[Datei:Modulation-mit-Saegezahn-Unsymmetrisch-03.bmp|miniatur|Modulation des Trägersignals mit Sägezahnspannung]]
Im nächsten Schritt erfolgt die Modulation der Oszillatorspannung mit dem Sägezahn S vom NE555. Zur Signalanpassung wird zusätzlich der Abschwächer zwischengeschaltet und dann an den SA612 geführt. Weiterhin handelt es sich um ein unsymmetrisches Signal. Die Triggerung erfolgt auf die Sägezahnspannung. Desweiteren werden die Ausgänge X1 und X2 mit Last vermessen. An denen zeigt sich ein etwas verschrobener Schmetterling, der je nach Potistellung runder oder eckiger wirkt. Mit zwischengeschaltetem Übertrag erscheint dann ein Bild, das mehr dem Schmetterling aus der Inbetriebnahme entspricht. Auch bei Ansteuerung mit Wechselspannung besteht die Gleichtaktproblematik weiter.

Mit der Stopp-Funktion im DSO kann der Phasensprung, das invertieren des modulierten Oszillatorsignals, am Nulldurchgang der Hüllkurve bewundert werden.

Abschließend lohnt sich noch ein Vergleich der Eingangsamplitude mit dem Bereich konstanter vU. Beide sollte grob miteinander übereinstimmen.

<div style="clear:both;"></div>
[[Datei:Modulation-mit-Saegezahn-FFT-06.bmp|miniatur|Spektrum für Modulation mit Sägezahn (kein Träger)]]
Zur Gegenüberstellung erfolgt nun die Speisung des SA612 mit einem Gegentaktsägezahn aus dem symmetrierenden Verstärker. Ein symmetrisches Signal besteht aus zwei zueinander invertierten Signalen gleicher Amplitude und benötigt keine Masse als Bezugspotential. Bei der Betrachtung von X1 und X2 (mit Last) fällt unmittelbar das Fehlen der Gleichtaktstörungen auf. Nun bräuchte es gar keinen Übertrager zur sauberen Signalauskopplung, doch vergeudet man so die Hälfte des Signalpegels von der ungenutzten Mischerhälfte.

Nun soll noch das modulierte Signal im Frequenzbereich begutachtet werden. Hierzu erfordert es ein DSO mit FFT-Funktion oder einen Spektrumanalysator. Aus der Anzahl der Speicherpunkte N und der Abtastrate fs lässt sich auf die Frequenzauflösung Δω der FFT-Operation schließen. Folglich sollte für eine feine Frequenzauflösung keine unnötig hohe Samplerate eingestellt werden.

:<math>\Delta \omega = \frac{1}{2} \cdot N \cdot f_s</math>

Bei etwa 2 MHz sollten sich die symmetrischen Seitenbänder des Sägezahns befinden. Die Oszillatorfrequenz als Träger fehlt, links und rechts davon die Oberwellen. Das es sich um den aufmodulierten Sägezahn handelt zeigt sich durch verstellen der Sägezahnfrequenz (P1) bei laufender Messung.

[[Datei:Quadrieren-09.bmp|miniatur|Mischer als Frequenzverdoppler]]
Eine spannende Frage ist, was passiert, wenn ein Sinussignal mit sich selbst multipliziert wird. Nach dem Mischerformel ergibt sich eine Summenfrequenz und eine Differenzfrequenz. Die Summe zweier gleicher Frequenzen bedeutet eine Frequenzverdopplung.

:<math>f_{\Sigma} = f_{Osz} + f_{Osz} = 2 \cdot f_{Osz}</math>
:<math>f_{\Delta} = f_{Osz} - f_{Osz} = 0\,</math>

Mathematisch findet sich dieser Grundsatz in den Doppelwinkelfunktionen.

:<math>\cos (2x)= 1 - 2 \sin^2 x</math>
oder umgedreht
:<math>\sin (\omega t) \cdot \sin (\omega t) = \sin^2 (\omega t) = \frac{1}{2} - \frac{1}{2} \cos (2 \omega t)</math>

Nun muss zur Messung das Oszillator mit dem Impedanzwandler angezapft werden und anschließend unsymmetrisch in den Eingang A1 des Mischers eingespeist werden. Als Trigger für das Oszilloskop dient die Oszillatorspannung, die zusammen mit der Ausgangsspannung X1 bzw. X2 gemessen wird. Die Ausgangsspannung hat wie erwartet exakt die doppelte Frequenz der Eingangsspannung. Der Übertrager eleminiert wie schon in vorangegangenen Messungen die Gleichtaktprobleme.
<div style="clear:both;"></div>
[[Datei:Saegezahn-und-Gleichspannung-mit-FFT-11.bmp|miniatur|Spektrum für Modulation mit Träger]]
Damit die Hüllkurve des modulierten Signals einem Sägezahn entspricht muss eine Gleichspannung beigemischt werden die den Nulldurchgang des Eingangssignals verhindert. Hierfür wird auf A1 am Mischer das DC-Poti angeschlossen und die Ausgangsspannung X1 bzw. X2 auf 200mVss mit Last eingestellt. Jetzt kommt an A2 noch der Sägezahn über den Abschwächer hinzu und wird so eingestellt, dass eine schöne Sägezahnhüllkurve zustande kommt. Zuletzt wird die FFT-Operation auf das Ausgangssignal durchgeführt. Die Trägerfrequenz ist nun deutlich erkennbar.

Die Messbilder beziehen sich auf einen fehlerhaft dimensionierten Oszillatorkreis und können daher leicht abweichen. Zudem bleibt so der Reiz an der eigenen Messung erhalten.

== Übertrager und Induktivitäten ==

Zwangweise besitzen Übertrager immer auch eine Induktivität und einen entsprechenden Blindwiderstand. Der nimmt in relation zu den hohen Ausgangsimpedanzen des NE612 problematische Ausmaße an. Als Abhilfe dient ein parallelgeschalteter Kondensator, der eine Blindstromkompensation bewirkt. Die Ausgangsimpedanz und die Lastimpedanz verhindern dabei das aus der LC-Kombination ein Schwingkreis wird. Bei der genaueren Untersuchung der Impedanzcharakteristik hilft eine einfache Schaltungssimulation (etwa mit LTspice).

Bei der praktischen Umsetzung kommen weitere Probleme hinzu, da reale Spulen noch eine parasitäre Kapazität aufweisen, sollten die auch bei der Blindstromkompensation berücksichtigt werden. Hinzu kommt der 10:1-Tastkopf beim messen speziell bei dieser Demonstration. Ermitteln lassen sich diese Störeffekt durch die Untersuchung der Eigenresonanz. Dazu braucht es einen Taster, einen Widerstand und eine Spannungsquelle. Der Widerstand und der Taster liegen in Reihe zur Spule zusammen an der Spannungsquelle, wobei der Tastkopf die Spannung über die Spule misst. Nach dem Öffnen des Taster schwingt die Spule mit ihrer Eigenresonanz. Aus der Frequenz lässt sich auf die Kapazität schließen, wobei noch die Tastkopfkapazität abgezogen werden muss.

Die parasitäre Kapazität einer Spule hängt stark der Wicklungstechnik ab. Im Fall es Übertragers wurden getrennte Wicklungen gewählt. Alternativ sind insbesondere bei Symmetriergliedern noch geschickt miteinander verdrillte Wicklungen gängig (auch als bifilar bekannt). Wegen der spezifischen Kapazität zwischen den einzelnen Wicklungen erfolgt die Einodrnung in Balun und Unun.

== EMV ==
[[Datei:NE555-EMV-ausser rand und band.bmp|miniatur|Spannungsschwankungen beim Schalten des NE555 und schlechter EMV]]

Mischer sind bestandteil von Empfangsschaltungen und arbeiten daher mit kleinen Signalen. Abgesehen von dieser Demonstrationsschaltungen macht ein Lochrasteraufbau aufgrund der Störeinstrahlungen keinen Sinn und abschirmende Masseflächen sind unumgänglich. Komplexere Schaltungen, etwa mit einem Digitalteil erfordern mindestens Grundkenntnisse im EMV-gerechten Schaltungsentwurf. Das EMV-Störungen aus Unachtsamkeit schnell bedeutsame Ausmaße erlangen zeigt das nebenstehende Oszillogramm von den Spannungsschwankungen entlang der Masseleitung des Prototypen.

== SA612&co ==

Von dem vorgestellten Baustein sind mehrere Versionen erscheinen, darunter: NE602, SA602, NE612 und SA612. Dabei sind aus dem Datenblatt nur geringe Unterschiede ersichtlich wie etwa der Temperaturbereich. Und laut [http://soldersmoke.blogspot.com/2009/06/na5n-on-ne602.html dieser Geschichte] ansonsten identische Kenndaten aufweisen.

{| {{Tabelle}}
|+ '''Eingang'''
!
! unsymmetrisch
! symmetrisch
|----
!Widerstand
| 1,5 kΩ
| 3 kΩ
|----
!Kapazität
| 3 pF
| 1,5 pF
|----
!Aussteuerung
| 80mVs/160mVss
| 80mVs/160mVss
|----
|}

[[Datei:Oszillator-quarz-27MHz.svg|miniatur|Dimensionierungsvorschlag für 27MHz-Quarz]]
[[Datei:Oszillator-quarz-5MHz.svg|miniatur|Dimensionierungsvorschlag für 5MHz-Quarz]]
{| {{Tabelle}}
|+ '''Oszillator'''
!
! unsymmetrisch
|----
|Widerstand
| ca. 20 kΩ
|----
|Kapazität
| 1,5…2,5 pF
|----
|Aussteuerung
| 200…300 mVss
|----
|}

Ein zusätzlicher Widerstand von Pin 7 gegen Masse verbessert die Hochfrequenzeigenschaften der Oszillatorstufe. Der Widerstand sollte bei 22 kΩ liegen und niedriegere Werte können den internen Abgleich stören.

{| {{Tabelle}}
|+ '''Ausgang'''
!
! unsymmetrisch
! symmetrisch
|----
!Widerstand
| 1,5 kΩ
| 3 kΩ
|----
!Aussteuerung mit Last
| 300mVs/600mVss
| 600mVs/1200mVss
|----
! Max. Ausgangsleistung
| 2 × -19 dBm
| -13 dBm
|}

Die Ausgangsleistung stellt die Summe beider Mischprodukte dar. Auch wenn der ZF-Filter eine Frequenz des Mischprodukts weg filtert bleibt das Signal bei der Berechung der möglichen Ausgangsleistung berücksichtigt. Der Conversion-Gain beträgt laut Datenblatt 17 dB, das einer Leistungsverstärkung von 50 für das Mischprodukte entspricht und einer Spannungsverstärkung von 7 bezogen auf das Eingangssignal bedeutet. Dabei erhält die Summen- und Differenzfrequenz je die hälfte der Leistung.

== Anwendungsbereiche ==

Das sich die Gilbertzelle als Mischer wurde bereits gezeigt. Daraus folgt, dass sich die Schaltung auch als Amplitudenmodulator eignet. Für den Multiplizierer in PFC-Reglern reicht wahrscheinlich schon ein ein Zwei-Quadranten-Multiplizierer. Als Quadrierer eignet sich ein Multiplizierer in entsprechend codierten Bitströmen zur Taktrückgewinnung.

== Begriffe ==

Zur Beschreibung von Mischern gibt es zahlreiche Parameter.

* Conversion-Gain
* IP3 (IIP3)
* Spurious-Product
* Isolation (LO->RF)
* Rauschzahl
* Empfindlichkeit
* 1dB-Komperssionspunkt
* Bandbreite

Weiterführende Informationen zu den Begriffen finden sich im Abschnitt [[#Weblinks]] im Unterpunkt Allgemeines zu Mischern.

=== IP3 ===
[[Datei:Mischer-modell-ip3.svg|miniatur|Modell für Nichtlinearitäten]]
[[Datei:Im3-frequenzen.svg|miniatur|Lage der IM3-Frequenzen]]
Der IP3 gibt Auskunft über die Höhe von Intermodulationsprodukten dritter Ordnung (IM3). Durch kaum vermeidbare Nichtlinearitäten entstehen im Eingang des Mischers immer Oberwellen und Mischprodukte der Empfangsfrequenzen. Durch das Zusammenspiel zweier Empfangssignale entstehen dabei die IM3 nach folgender Formel.

:<math>f_{IM3{,}1} = 2 \cdot f_1 - f_2</math> und <math>f_{IM3{,}2} = 2 \cdot f_1 - f_2</math>

Die IM3 überlagern anschließend andere Empfangssignale die auf deren Frequenz liegen und können deswegen bei schwachen Signalen zu Störungen führen.

Andere Mischprodukte und Oberwellen spielen dagegen eine geringere Rolle.

=== Conversion-Gain ===

Der Conversion-Gain gibt das Verhältnis zwischen der zugeführten Signalstärke und der abgegebenen Signalstärke an. Der Pegel des lokalen Oszillators bleibt unberücksichtigt und weißt eine konstante Amplitude gemäß der Spezifikationen auf. Weiterhin muss man beachten, das das Mischprodukt immer aus zwei Teilen besteht, für die Berechung des Conversion-Gains wird die Summe der beiden Teile herangezogen. Entsprechend liegt die Leistungsverstärkung für den ZF-Kreis, der typsichen Anwendung eines Mischers um 3 dB niedriger als es der Conversion-Gain angibt.

:<math>G_c = \frac {P_{ab}}{P_{zu}}</math>

:<math>g_c (in\ dB) = 10\,\log(G_c)\,[dB]</math>

:<math>v_c = \sqrt{G_c} = 10^{\frac{g_c}{20\,dB}}</math>

:<math>v_c = \frac{U_X}{U_A}</math>

Bei passiven Mischertypen wird von Conversion-Loss gesprochen, da passive Komponenten keine Verstärkung bieten.

Den Bogen zu dem im Theorieteil genannten Parameter vu schlägt die nachfolgende Formel, die auch den Einfluss des Oszillatorpegels aufzeigt. Je größer die Spannung desto höher fällt der Conversion-Gain aus.

:<math>v_u = v_c \cdot \frac {1}{U_{O{,}Spitze}}</math>
:<math>v_c = U_{O{,}Spitze}\cdot v_u</math>

== Diverse ICs mit Gilberzelle ==

Hochfrequenzbauteile sind bei den üblichen Versandhändler für Hobbyelektroniker rar gesäät. Daher hier eine kleine Liste gängiger ICs und Bezugsquellen.

* MC1496
* AD633 (Geringe Bandbreite)
* LT5560
* MC1350 (AGC-Verstärker, alternativ NTE746)
* MC13135
* [http://www.datasheets.org.uk/SN76514-datasheet.html SN76514] "uralt"(1971), nicht mehr in Produktion
* [http://www.intersil.com/products/deviceinfo.asp?pn=HFA3101 HFA3101]
* UPA101
* [http://www.analog.com/en/rfif-components/mixersmultipliers/ad8343/products/product.html AD8343], [http://www.analog.com/en/rfif-components/mixersmultipliers/products/index.html#Mixers weitere Typen von AD]
* [http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/88985/HP/IAM81008.html IAM81008] bis 5GHz, HP/Agilent/Avagotech, wird nicht mehr produziert, ebenso wie (höher aussteuerbar) [http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/64728/HP/IAM-82008.html IAM82008]
* [http://www.hittite.com/products/index.html/category/279 HMC...] Mischer von Hittite.com bis zu 18 GHz
* [https://estore.rfmd.com/RFMD_OnlineStore/Browse.aspx?Family=Downconverters RFMX...] Abwärtsmischer von RF Micro Devices [https://estore.rfmd.com/RFMD_OnlineStore/Browse.aspx?Family=Upconverters und Aufwärtsmischer]

== Andere Mischertypen ==

Praktische jedes nichtlineare Bauteil eignet sich mehr oder weniger als Mischer. Hier eine kleine Auswahl verbreiteter Schaltungstypen.

* Dioden-Ringmodulator
* Passive FET Mixer (ähnlich dem Dioden-Ringmodulator nur mit FETs)
* Active FET Mixer (Gilbertzelle mit FETs)
* Logarithmierer + Delogarithmierer (RC4200)
* Bulk-Driven Mixer
* Analog-Multiplexer (74HC4066)

== Umfassende mathematische Herleitung der Gilbertzelle==
Diese Herleitung dient dem Beweis, dass die Gilbertzelle einen "linearen" Multiplizierer darstellt und ist nicht weiter für die Anwendung der Schaltung relevant. Die Indizierung bezieht sich dabei auf das Schaltbild der Gilbertzelle im Abschnitt [[#Allgemeine Erklärung|Allgemeine Erklärung]].

;Abhängigkeiten zwischen den Strömen und Spannungen

:<math>\begin{align}
I_{X1} &= I_{A1-B1} + I_{A2-B2} \\
I_{X2} &= I_{A1-B2} + I_{A2-B1} \\
I_{A2} &= I_\text{Senke} - I_{A1} \\
I_{A1-B2} &= I_{A1} - I_{A1-B1} \\
I_{A1-B2} &= I_{A1} - I_{A1-B1} \\
I_{A2-B2} &= I_{A2} - I_{A2-B1} \\

I_{A1} &= \tfrac12 I_\text{Senke} \cdot \left( 1 + U_A \frac{1}{2\,U_T}\right) \\

I_{A1-B1} &= \tfrac12 I_{A1} \cdot \left( 1 + U_B \frac{1}{2\,U_T}\right) \\

I_{A2-B1} &= \tfrac12 I_{A2} \cdot \left( 1 + U_B \frac{1}{2\,U_T}\right) \\

U_{X} &= I_{X1} \cdot R1 - I_{X2} \cdot R2
\end{align}</math>

;"Geschicktes" Einsetzen

:<math>\begin{align}
I_{X1} &= I_{A1-B1} + I_{A2} - I_{A2-B1} \\
&= I_{A2} + I_{A1-B1} - I_{A2-B1} \\
I_{X2} &= I_{A1} - I_{A1-B1} + I_{A2-B1} \\

I_{A2-B1} &= \frac12 \left( I_\text{Senke} - I_{A1}\right) \cdot \left( 1 + U_B \frac{1}{2 \, U_T}\right) \\

U_{X} &= R \cdot \left( I_{X1} - I_{X2} \right) \\
R &= R1 = R2
\end{align}</math>

;Ausmultiplizieren und "geschicktes" Einsetzen

:<math>\begin{align}
I_{X1} &= I_\text{Senke} - I_{A1} + I_{A1-B1} - I_{A2-B1} \\
&= - I_{A1} + I_{A1-B1} - I_{A2-B1} + I_\text{Senke} \\

I_{X2} &= I_{A1} - I_{A1-B1} + I_{A2-B1} - I_\text{Senke} + I_\text{Senke} \\
&= -\left(-I_{A1} + I_{A1-B1} - I_{A2-B1} + I_\text{Senke} \right) + I_\text{Senke} \\

I_{A2-B1} &= \tfrac12 I_\text{Senke} \cdot \left( 1 + \frac{U_B}{2 \, U_T}\right) - I_{A1-B1} \\

I_{A1-B1} &= \tfrac14 I_\text{Senke} \cdot \left( 1 + \frac{U_A}{2 \, U_T}\right) \cdot \left( 1 + \frac{U_B}{2 \, U_T}\right)

\end{align}</math>

;In ''I''X1 einsetzen und Substitution mit ''T''A und ''T''B

:<math>\begin{align}
I_{X2} &= -I_{X1} + I_\text{Senke} \\
T_A &= \left( 1 + \frac{U_A}{2 \, U_T}\right) \\
T_B &= \left( 1 + \frac{U_B}{2 \, U_T}\right) \\
I_{X1} &=
- \tfrac12 I_\text{Senke} \cdot T_A
+ \tfrac14 I_\text{Senke} \cdot T_A \cdot T_B
- \left(\tfrac12 I_\text{Senke} \cdot T_B
-\tfrac14 I_\text{Senke} \cdot T_A \cdot T_B
\right)
+ I_\text{Senke}

\end{align}</math>

;''I''Senke ausklammern und kürzen
:<math>
I_{X1} = \left(- T_A + T_A \cdot T_B - 2 \right) \cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
</math>

;Wieder Einsetzen

:<math>
I_{X1} =
\left[ - \left( 1 + \frac{U_A}{2 U_T}\right)
+ \left( 1 + \frac{U_A}{2 U_T}\right)
\cdot \left( 1 + \frac{U_B}{2 U_T}\right)
- \left( 1 + \frac{U_B}{2 U_T}\right)
+ 2 \right]
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}

</math>

;Klammern auflösen

:<math>
I_{X1} =
\left[ - 1 - \frac{U_A}{2 U_T}
+ 1 + \frac{U_A}{2 U_T} + \frac{U_B}{2 U_T}
+ \frac{U_A U_B}{4 U_T^2}
- 1 - \frac{U_B}{2 U_T}
+ 2 \right]
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
</math>

;Kürzen

:<math>
I_{X1} =
\left[ 1 + \frac{U_A U_B}{4 U_T^2} \right]
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
</math>

;''I''X1 in ''I''X2 einsetzen

:<math>
I_{X2} =
-\left[ 1 + \frac{U_A U_B}{4 \cdot U_T^2} \right]
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
+ I_{Senke}</math>

;Kürzen

:<math>
I_{X2} =
\left[ 1 - \frac{U_A U_B}{4 U_T^2} \right]
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
</math>

;''I''X1 und ''I''X2 in ''U''X einsetzen

:<math>
U_{X} = R \cdot \left[
\left( 1 + \frac{U_A U_B}{4 U_T^2} \right)
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
-
\left( 1 - \frac{U_A U_B}{4 U_T^2} \right)
\cdot \frac{1}{2} I_\text{Senke}
\right]
</math>

;Auflösen der Klammer und kürzen

:<math>
U_{X} = U_A \cdot U_B \cdot \frac{1}{4 U_T^2} \cdot R \cdot I_\text{Senke}
</math>

== Zielgruppe / Intension ==

* Amateurfunker mit großem Interesse für Technik
* Ingenieure und Studenten mit Interessere zum Einstieg in den Bereich Mischer
* Für Auszubildende und Fachkräfte als Messobjekt mit bemerkenswerten Eigenschaften unter Auslassung des Theoriebereichs.

== Literatur ==
* Frank Sichla: ''HF-Technik mit dem NE/SA 602/612''. beam-Verlag, 2006, ISBN 978-3-88976-054-8.
:Wer gute Literatur kennt, bitte ergänzen!

== Weblinks ==
; Forum
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/200572 Der Thread für Fragen und Diskussion] zum Projekt.

; Vergleichbare Projekte
* [http://www.electronics-tutorials.com/devices/602.htm NE602 or NE612 Double Balanced Mixer]

; Allgemeines zu Mischern
* [http://www.iis.ee.ethz.ch/stud_area/fachpraktika/PDFs/IS7.pdf Einführung zum Thema Mischer] (Praktikumsanleitung, ETH Zürich)
* [http://www.hft.tu-berlin.de/fileadmin/fg154/HFT/Skript/HFTII/MI.pdf Mischerprinzipien] (Skript, TU Berlin)
* [http://www.informationsuebertragung.ch/Extras/Mischer.pdf Weiter Einführung zum Thema Mischer] (Skript, FH Nordwestschweiz)
* [http://www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/mixers/rf-mixers-mixing-basics-tutorial.php RF mixer and RF mixing tutorial] für die Freunde der englischen Sprache
* [https://dokumente.unibw.de/pub/bscw.cgi/d1795579/mixer1_new.pdf Umfangreiches und anschaulich gestaltetes Skript]
* [http://www.hochfrequenzbraune.de/Nichtlinearitaeten_und_Intermodulation.pdf Mathematischer Hintergrund der Intermodulationsprodukte]
:Weiter Informationen finden sich leicht unter den Suchbegriffen "Gilbertzelle", "Gilbert cell", "Gilbertmischer" oder "Gilbert mixer"

; Interessante Projekte mit Mischern

* [http://www.golddredgervideo.com/kitsandparts/doubleballancedmixer.htm Messungen an einem Diodenringmischer]
* Elektor: Fledermäuse hören. Erschienen in Ausgabe 475, Juli/August 2010 ([http://www.elektor.de/jahrgang/2010/juli-047-august/fledermause-horen.1396180.lynkx Kauf-Download])
* Elektor: Fledermausohr. Erschienen in Ausgabe 439, Juli 2007 ([http://www.elektor.de/jahrgang/2007/juli/fledermausohr.197215.lynkx Kauf-Download])

:Wer gute Links kennt, bitte ergänzen!

;Applicationnotes von NXP
* [http://www.nxp.com/documents/application_note/AN1982.pdf AN1982]
* [http://www.nxp.com/documents/application_note/AN1983.pdf AN1983]
* [http://www.nxp.com/documents/application_note/AN1993.pdf AN1993]
* [http://www.nxp.com/documents/application_note/AN1994.pdf AN1994]

[[Kategorie:Projekte]]

Platinenhersteller

2014-04-05T12:38:27Z

Voga2073: /* pcb-devboards.de (Leiterplatten, HF- und Mikrowellen-Prototypen inkl. Durchkontaktierung) */

== Einleitung ==
Die Vor- und Nachteile von Platinenherstellern/-lieferanten werden relativ häufig im [http://www.mikrocontroller.net/forum/platinen Forum] diskutiert (und führen ab und zu zu Flamewars :-). Damit man schnell einen Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten erhält, soll hier eine Liste zusammengetragen werden.

Jeder kann/soll seinen Beitrag leisten, d.h. wenn man einen Platinenlieferanten kennt, der noch nicht erwähnt ist, einfach hinzufügen. Falls man den Hersteller nicht so gut kennt, einfach mal den Namen und die URL hinzufügen, es gibt sicherlich andere, die den Hersteller so gut kennen, dass sie sich zutrauen, ein Urteil über die Leistung zu fällen.

Eigentümer oder Mitarbeiter der gelisteten Firmen mögen bitte der Versuchung widerstehen, die Einträge mit werbeähnlichen Texten oder Werbung zu ergänzen. Zufriedene Kunden mögen bitte darauf achten, ihre Zufriedenheit so zu formulieren, dass nicht der Eindruck entsteht, der Eintrag sei von einem Hersteller zur "Verschönerung" gemacht worden.

Verschiedene Threads deuten an das "normaler" grüner Stopplack meistens die besseren Ergebnisse erzielt: http://www.mikrocontroller.net/topic/329356 und http://www.mikrocontroller.net/topic/321295 
Das kann je nach Hersteller schwanken.

PS.: Das Ganze soll so ähnlich werden wie [[Elektronik-Versender]], da hat das auch sehr gut geklappt!

'''Diese Seite kann nur von angemeldeten Benutzern bearbeitet werden!''' Bei neuen Einträgen bitte die Sortierung beachten.

Einige Hinweise, Hilfestellungen zur Platinenfertigung und Auftragsvergabe gibt es auch in der [http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.6 de.sci.electronics-FAQ].

===Preise===
Zur besseren Vergleichbarkeit bei jedem Hersteller dazu schreiben, was '''eine doppelseitige durchkontaktierte Eurokarte (160mm x 100mm) mit deutscher MwSt.''' ohne Versand kostet.
Dazu noch die Lieferzeit und ob Lötstopplack und Bestückungsdruck dabei ist.
''Zusätzlich'' kann man noch die Preise für andere Formate, Stückzahlen etc. dazu schreiben.

== Liste der Hersteller ==

=== Deutschland ===

==== Accent PCB GmbH ====
Homepage: http://www.accentpcb.com/duitsland-home.html

Eigendarstellung (vgl. auch [http://www.mikrocontroller.net/topic/316646 Forenthread]):
* Leiterplatten "ab 75€ - €99€"
* erfahrene Techniker
* Beratung gratis
* Produktion in Asien und Europa
* auch flexible und "starr-flexible" Platinen

==== Ätzwerk GmbH ====
Homepage: http://www.aetzwerk.de

Eigendarstellung:
* 100x160mm, Lötstopp doppelseitig, Bestückungsdruck einseitig, Stuktur>0,15mm, Bohrungen>0,3mm, 7AT, 59€
* scheint auch an privat zu liefern
* SMD-Schablonen
* Expressfertigung

Erfahrungen:
* verschicken unaufgeforderte Newsletter
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/246385 Diskussionsfaden "Ätzwerk GmbH"]

==== am2s ====
Homepage: http://www.am2s.de
* Leiterplatten (Prototypen und Kleinserien, bis hin zur Großserie)
* Eildienst möglich
* Ein- und doppelseitige Leiterplatten, Multilayer.
* Layoutservice
* günstige Preise
* sehr gute Qualität
* Lieferzeit ab 3 AT
* KEINE eigene Leiterplattenfertigung - nur Vertrieb

==== andus electronic ====
Homepage: http://www.andus.de
* Prototypen Fertigung
* Top Qualität
* Top Service
* Vergleichsweise Teuer

==== ANTtronic ====
Homepage: http://www.anttronic.de/pcb/

* gute Preise, aber Lieferzeit beachten!
* 1 Europlatine einseitig kein Lötstoplack 17€ inkl. MwSt +7€ Versand
* 1 Europlatine doppelseitig ''nicht durchkontaktiert'' kein Lötstoplack 23€ inkl. MwSt +7€ Versand; 2Stück 37€

==== Basista Leiterplatten ====
Homepage: http://www.basista.de
* Eurokarte doppelseitig für 52€ inkl. MwSt / mit Stopplack + Best.Druck 94€ inkl. MwSt
* Prototypen standardmäßig chemisch zinnbehandelt
* Preise OK
* Früher geliefert ohne Aufpreis (7 statt 10 AT)
* Qualität OK
* ''Onlinekalkulator''
* 100x160mm, zweiseitig, durchkontaktiert, mit Lötstop, 8AT, 82€

==== Bauer-Elektronik ====
Homepage: http://www.bauer-leiterplatten.de/
* Eurokarte doppelseitig für 61€ inkl. MwSt 8AT Lieferzeit / Stopplack +10% / Best.Druck +10%
* Prototypen aktivzinnbehandelt, dieses lässt sich laut Firmenangaben noch nach Jahren löten
* Eildienst 2h: Versand am selben Tag bei Einsendung bis 13:00 400€ für 2dm²
==== Britze ====
Homepage: http://www.britze.de
* Leiterplatten in kleinen und mittlere Serien
* Musterleiterplatten / Prototypen
* 1- und 2-lagige Leiterplatten
* Multilayer bis 10 Lagen
* Aluminiumträgerleiterplatten
* ''Online-Kalkulator'' für Multinutzen und Leiterplatten
* Beratung/Layout/Entflechtung von Leiterplatten
* 100x160mm, zweiseitig, durchkontaktiert, mit Lötstop, 10AT, 73€
* scheint auch an privat zu liefern

"Seit dem 17.9.2012 werden alle Leiterplatten von Britze durch die Firma LeitOn GmbH vertrieben, mit der schon eine langjährige Zusammenarbeit besteht." Bestellungen direkt bei britze.de offenbar nur noch für Bestandskunden möglich.

==== B&B Gruppe ====

Homepage: http://www.bb-gruppe.de

Hersteller aus Mittweida/Sachsen 
Klein- und Musterserien, Spezialist Sondertechniken 
Zusätzliche Partner für Großserien in Asien mit eigenen Mitarbeitern

* Ein- und Doppelseitige Leiterplatten
* Multilayer
* Schleifringe
* Starrflex
* Hochstromleiterplatte
* Dickkupfer
* Flexlam
* Dünnstleiterplatte
* IMS
* HDI Leiterplatte
* E-Test inklusive
* Datenformate: Gerber, Eagle, Excellon, Sieb & Meier
* Eildienst möglich
* Abrufeinteilung und Konsignationslager möglich

B&B Sachsenelektronik GmbH 
Leipziger Straße 40 
09648 Mittweida 

Tel: 03727/62 97 0 
Fax: 03727/ 62 97 24 
Email: info@bb-gruppe.de 

==== Contag====

Homepage: http://www.contag.de
* SAUSCHNELL- ab 4 STUNDEN(!)
* Aber auch sehr teuer
* Qualität sehr gut

==== Christian Enzmann Gmbh ====

Hompage: http://www.enzmann.de/ 
E-Mail: info@enzmann.de 
 
'''Angebot:''' 
 
''Prototypen'' 
- Schnelle Reaktion auf individuelle Kundenwünsche 
- Liefertermine werden eingehalten 
 
''Serienfertigung'' 
- gefertigten Prototypen sollen später in Produktion von Großserien gehen 
- Kunden können mit großen Stückzahlen versorgt werden 

==== Deutschlaender Electronic GmbH ====

Homepage: http://www.deutschlaender.net 
E-Mail: vertrieb@deutschlaender.net 

Ausführung: 
• Leiterbahnbreite und -abstand ab 100 µm 
• Bohrdurchmesser (Endmaß) ab 0,2 mm 
• Sacklöcher 
• Halblöcher 
• Tiefenfräsung 

Materialien: 
• Materialstärke ab 0,5 mm bis 2,4mm 
• Kupferauflagen: 35 µm, 70 µm, 105 µm,145 µm und 235 µm 
• Hoch-Tg oder Aluminiummaterial 

Servicedrucke: 
• Fotosensitiver Lötstoplack (grün,schwarz,rot und weiß) 
• Bestückungsdruck (weiß,gelb,schwarz und rot) 
• Carbondruck (Kontaktflächen) 
• Abziehlack 
• Viadruck 

Mechanische Bearbeitung: 
CNC-Fräsen für: 
• Kontur 
• Schlitze - auch durchkontaktiert 
• Kerb Ritzen für Kontur, Sollbruchstellen, Sprungritzen 
• Kontur anfasen, z.B. für Steckerkamm 

Oberflächenveredelung: 
• HAL bleifrei / PbSn 
• Chemisch Nickel/Gold(Ni/Au) 
• Chemisch Zinn (Sn) 
• Galvanisch Nickel/Gold (Ni/Au, Hartgold) 

* Datenformate: Gerber, Eagle, Target, Autocad, Excellon, Sieb & Meier 
* Eildienst möglich (3AT/5AT/7AT) 

==== EPN Electroprint GmbH ====

Homepage: http://www.epn.de
* Hersteller aus Neustadt an der Orla/Thüringen
* 8 Tage Lieferzeit, Eilservice 24h auch möglich
* Single-Layer, Multi-Layer (bis 22 Lagen als Spezialanfertigung!), Dickkupfer
* Verzinnung: Hot-Air-Leveling oder chemisch Zinn
* Lötstopplack verschiedene Farben nach Absprache möglich
* Stencil-Fertigung
* Thüringer Staatspreis für Qualität

==== Elischer Leiterplatten ====
e-mail: aurel-elischer@t-online.de
* Firmensitz / Post-Adresse: Dipl.-Ing. Aurel Elischer, Leiterplatten, Am Forst 7, 72574 Bad Urach, Tel. 07125/4498, Ust.Id.-Nr.: DE 223 09 4959
* Layoutentwurf, LP Entwicklung, herstellen, bestücken, löten, prüfen
* 3 KW Lieferzeit (nach Vereinbarung auch kürzer)
* sehr gute Preise, Qual.1A
* einen Preis zu nennen, wäre Unfair. Es ist abhängig davon ob:
** 1 oder 2-seitig
** Leiterbahnenabstand und Lötflächenanstände kleiner oder größer als 0,3 mm
** Cu 30, 70, 110 µm
** Stärke der LP 1,0; 1,6; 2,0; ... mm
** mit (1- oder 2-seitig, grün, blau, weiß, schwarz,...)oder ohne Beschriftung
** mit oder ohne Stoplack
** gefräst oder nur geritzt
** einzeln oder X-Fach-Montage
* BITTE BEACHTEN: unter 10 St lohnt es sich für Sie nicht: für die erste Lieferung müssen wir einmalig ca 65€ berechnen (Film, Maske, Bohrdatei, ...)
* ab 10 St unbedingt Gerber 274X und Exellon für das Angebot (Angebot kostenlos) beifügen; keine Angst: Gerber 274X und Exellon kann man aus jedem Programm generieren

==== Elk Tronic ====

Homepage [http://www.elk-tronic.de/ http://www.elk-tronic.de]
*Entwicklung und Fertigung von Kleingeräten und Kleinserien
*Verkauf von IC-Adaptern und Bauteilen

==== Fischer Leiterplatten GmbH ====
Homepage: http://www.fischer-leiterplatten.de
* 1 Europlatine inkl. Lack, E-Test, ohne Bestückungsdruck für 46,41€ inkl. MwSt in 10 Tagen + Versand
* 1 Europlatine inkl. Lack, E-Test, Best.-Druck top oder bottom für 58,31€ inkl. MwSt in 10 Tagen + Versand
* 1 Europlatine inkl. Lack, E-Test, Best.-Druck doppelseitig für 117,81€ inkl. MwSt in 10 Tagen + Versand
* max. 4 lagig
* Bestückungsdruck doppelseitig
* Bohrungen no limit
* min Clearance 0,15mm (Standard)
* min Bohrdurchmesser 0,3mm (Standard)
* Gerber/Eagle/Protel/Target
* mehrere Leiterplatten können auf einer Europakarte, zum Preis einer Europakarte, zusammengefasst werden und werden automatisch vereinzelt.
* Überlieferung wird kostenlos beigelegt. (Sprich: in der Regel werden mehr Leiterplatten geliefert als bestellt.)
* Verkauf nur an Gewerbetreibende (aber es wird kein Gewerbenachweis verlangt ;) )
* Erfahrungen: [http://www.mikrocontroller.net/topic/209947#2078731]

==== GLS Leiterplatten-Service GmbH ====
Homepage: http://www.leiterplattenprototypen.de
* Prototypenfertigung bei Chemnitz
* Top Qualität (mittleres Preisniveau)
* Top Service
* Prüfung der Layoutdaten in der CAM
* Standardlieferzeit: 10 Arbeitstage
* Eilservice bis 3 Arbeitstage (mit Aufpreis)
* Oberfläche Standard: HAL bleifrei; aber auch z. B. chem. Gold, chem. Zinn und HAL bleihaltig
* einseitige, nichtdurchkontaktierte Leiterplatten
* durchkontaktierte Leiterplatten
* Multilayer: bis 8-Lagen
* bietet zusätzlichen Service rund um die Leiterplatte: Erstellung von Leiterplattenlayouts und Digitalisierung/Scannen von alten Fertigungsfilmen, Papierausdrucken oder vorhandenen Musterleiterplatten
* SMD Schablonen

==== HAKA Elektronik-Leiterplatten GmbH ====
Homepage: http://www.haka-lp.de/
* Zwillingsangebot: 2 identische Europakarten für 50€ (durchkontaktiert, Lötstop, kein Bestückungsdruck, nur Eagle- oder Target-Dateien), auch hierbei kostenlose Duplizierung kleinerer Layouts
* Zwillingsangebot: 2 identische Doppel-Eurokarten (200x160) für 90€, gleiche Bedingungen wie oben
* Prototypenangebot (min. Abstand 0,15 mm, min. Leiterbahnbreite 0,15 mm, kleinste Bohrung 0,3 mm, durchkontaktiert, Lötstop), 160x100mm in 2AT = 260EUR .. 8AT = 72 EUR .. 15AT = 63 EUR
* bei Platinen kleiner 1 qdm gibt es entsprechend mehr ohne Aufpreis
* Lieferzeit ab 3 Werktage; Achtung: Lieferzeit sind nur Circa-Werte und nicht verbindlich. Auch bei Aufpreis (AGB)!
* sehr gute Qualität



==== IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG ====
Homepage: http://www.ringler.de
* sehr freundlicher und kompetenter Service
* reagiert sehr schnell
* Qualität TOP
* Preise TOP - günstige Einmalkosten/Setup
* kann auch Dinge wie Alu, Starrflex, fine pitch oder 0,1 er vias
* Lieferzeit ab 2 Tage
* 2 Lagen in 10 Tagen - 10 Lagen Multilayer ohne besondere Nachfrage binnen 18 Tagen geliefert
* liefert generell schneller als bestätigt / macht auch Rahmenaufträge
* Mehrmengen bei Prototypen werden kostenlos geliefert
* SMD-Schablonen

==== ILFA Feinstleitertechnik GmbH ====
Homepage: http://www.ilfa.de

==== Eurocircuits GmbH ====

Hompage: http://www.eurocircuits.de

* ideal für kleine Stückzahlen ab 1 Stück
* Lieferzeit ab 2 AT
* gute Preise bei Prototypen aber auch bei mittleren Stückzahlen
* Online Datenvisualisierung und DRC Check
* SMD - Schablonen
* Preisberechnung eindeutig ohne versteckte Kosten

==== Julian Hüsing CNC Leiterplattenprototypen (gewerblich auf Rechnung) ====
* Europlatine 100x160 1 bis 2 Seitig ca. 20-40€ (Berechnung Maschinenzeit)
* Auch große Platinen möglich.
* Isolationsbreiten abhängig vom Stichel: minimale Isolationsbreite ca. 0,15 mm
* Bohr und Fräsarbeiten, auch aufwändige Konturen realisierbar
* Lieferzeit 8AT, ansonsten Aufpreis bei schnellerer Lieferung
* CNC Fräsarbeiten in PCB, Alu, Holz, Kunststoff, GFK, etc. max. Verfahrwege: 1150x720mm
(Fräsmaschine: BZT PFE1000)
mailto:julian.huesing85@googlemail.com

==== kessler systems GmbH ====
Homepage: http://www.kesslersystems.de
* Leiterplatten und Bestückung (Prototypen und Kleinserien, bis hin zur Großserie)
* Sehr schnell
* Ein- und doppelseitige Leiterplatten, Multilayer.
* Layoutservice
* SMD- und THT Bestückung
* Gerätebau
* günstige Preise
* sehr gute Qualität
* Lieferzeit an 3 AT
* Bauelementebeschaffung auch schon bei 1 Stück (super funktioniert)

==== LEITON ====
Homepage: [http://www.leiton.de/ leiterplatten-online.de]
* Flexible Leiterplatten online kalkulieren
* Alle Layouts werden in der CAM eingehend geprüft
* Schnellste Bearbeitung von Anfragen
* Diverse Spezialfertigungen (Aluminiumkern, HF, hoch-Tg etc.)
* Fließender Übergang vom Prototyp in die Serie möglich
* Niederlassungen in Hongkong & China für Großserien (LeitOn HK Ltd.)
* Relativ günstig
* bei mehreren kleinen Leiterplatten wird nach Gesamtfläche berechnet, nicht nach Mindestfläche x Mindestpreis x Stückzahl
* Doppelseitige Europlatine mit Lötstop in 8 Tagen 61,25 Eur
* In 15 Tagen 49 Eur
* Gute Qualität
* Bis 8-lagig und ab 12 Std.

==== Leiterplatten-Express-Service GmbH ====
Homepage: http://www.les-gmbh.com

==== Microcirtec ====
Homepage: http://www.microcirtec.de
* Direct - Online - Shop — zum Kalkulieren-Bestellen und Kaufen
* Mit Auftragsverfolgung per Online
* Vom Rapid Prototyping bis zur Rapid Mass-Production
* Qualität betrachten wir als selbstverständlich
* Allerdings ist die Anmelde-Prozedur ein Drama
* Preiswert

==== MME-Leiterplatten ====
Homepage: http://mme-pcb.de

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/73790 Thread 'MME-PCB, Erfahrungen'](bereits 4 Jahre alt)
* Verkauft über seine Homepage (Onlinekalkulator)
* Europakarte: ES: 20,60 EUR, DSDK: 41,50 EUR
* Durchkontaktierung bei zweiseitigen Leiterplatten ist im Preis inbegriffen
* Trennen und Bohren inklusive
* Stopplack inklusive
* Bestückungsdruck (16€) kosten extra
* min. Abstand 0,20 mm, min. Leiterbahnbreite 0,20 mm, kleinste Bohrung 0,4 mm

* Lieferzeit 8-12 Arbeitstage (bei mir waren es nur 5 Werktage)
* Überlieferung kostet nichts (häufig wird eine Leiterplatte mehr geliefert, bei mir waren es bei vier bestellten Platinen zwei mehr)
* Mit einer bestellten einseitigen Platine (DIL Bauteile) bin ich sehr zufrieden
* Die auf der Seite beworbene Lierferzeit wird meist eingehalten.
* Bis zu zehn unterschiedliche Karten können in einem Auftrag gepoolt werden -> preiswerter weil dm² kosten über alle gerechnet werden.
* Antwortet bei mir nicht auf emails, telefonisch kaum zu erreichen.
*Kommunikation hat sich erheblich verbesssert.
* Kommunikation wieder schleppend ( stand: August 2013 )

==== Multi Printed Circuit Boards Ltd. ====
Homepage: http://www.multi-circuit-boards.eu
* nur für Gewerbetreibende
* Eurokarte doppelseitig mit Lötstopplack, Bestückungsdruck und E-Test in 6AT: 68,54€ inkl. MwSt
* Online Kalkulator

* farbiger Lötstopplack und Bestückungsdruck möglich
* 48 Stunden Express
* Kompletter Design-Rule-Check der CAM-Daten
* Diverse Spezialfertigungen (Flex, Starrflex, Metallkern, HF, hoch-Tg, etc.)
* Sehr gute Qualität
* Liefertermine werden gerne etwas überschritten( auch bei Eilservice)

==== M & V Leiterplatten - Vertriebs GmbH ====
Homepage:  http://pcb-center.de/
* Bin sehr zufrieden, gute Preise, 10 - 14 Tage
* Top Qualität, nichts auszusetzen
* Qualität sehr gut, hohe Auflösung, auch SMD fine pitch möglich
* Eurokarte doppelseitig 2xStopplack FR4 bleifrei konturgefräst 63€ inkl. MwSt zzgl. Versand
* Eurokarte einseitig 1xStopplack FR4 bleifrei konturgefräst 44€ inkl. MwSt zzgl. Versand

* Freundlicher Kontakt, Leiterplatten sehen gut aus, lieferten 6 Tage zu frueh!
* Biszu fünf unterschiedliche Karten können in einem Auftrag gepoolt werden -> preiswerter weil dm² kosten über alle gerechnet werden.

==== PCB Joker ====
Homepage: http://www.pcb-joker.com/
* Poolkonzept extrem!
* 1- bis 4 Lagen Multilayer
* Allgemein schnell und geringe Terminzuschläge
* Leiterplatten werden bei verschiedenen deutschen Herstellern platziert
* Sehr günstig , sehr übersichtliche Onlinekalkulation
* Bezahlung per PayPal oder Vorkasse
* Farbe, Dicke, Kupferauflage und Oberfläche können nicht festgelegt werden, sondern sind "Joker"

==== PCB Pool ====
Homepage: http://www.pcb-pool.de/
Alternativname: BETA Layout
* Standort: Im Aartal 14, 65326 Aarbergen, [http://www.openstreetmap.de/karte.html?zoom=17&lat=50.23705&lon=8.06361&layers=B000TT Link zur Openstreetmap Karte]
* ideal für einzelne Boards und Klein(st)serien
* Preise im üblichen Rahmen
* Günstigere Preise für 10er oder 20er Auflage
* sehr gute Qualität
* Lieferzeit ab 2 AT
* SMD-Schablonen
* Aktzeptieren von den gängigsten Layoutprogrammen die Boarddaten direkt. AUCH von KiCAD. Siehe http://www.pcb-pool.com/ppde/info_dataformat.html

==== Precoplat ====

Homepage: http://www.precoplat.de/

* Standort: Krefeld, Oberdiessemer Str. 15, 47805 Krefeld, [http://www.openstreetmap.de/karte.html?zoom=17&lat=51.32818&lon=6.58062&layers=B000TT Link zur Openstreetmap Karte]
* Prototypen, Großserien und alles dazwischen.
* Extrem flexibel im Angebot (Fläche/Lieferzeit, Blitz-Prototyping, Rapid-Mass-Produktion)
* Online Bestellung
* sehr gute Qualität
* bis 24 Lagen
* Mikro-Vias 100-200u
* Carbonlack
* Elektrischer Test (Flying probe + Nadelbett)

==== Q-print/Q-PCB ====
Homepage: http://www.Q-PCB.de
* ideal für einzelne Boards und Klein(st)serien
* supergünstige Preise
* gute Qualität (u.U. Lötstop etwas unsauber)
* keine Zusatzpreise für 2x Lötstoplack o.ä.
* 150 µm kleinste Strukturbreite
* ohne Aufpreis bekommt man entweder HAL oder Ni/Au, gegen Aufpreis kann man aus einem von beiden wählen
* SMD-Schablonen
* Lieferzeit ab 4 AT
* Platine 50mm x 60mm, doppelseitig: ~45€ incl. Versand und ~5€ Nachnahme
* Platine 85mm x 58mm, doppelseitig: 33€ zzgl 6,80 Versand
* Platine 100mm x 160mm, doppelseitig: 49€ +7€ für Lötstopp +6,80€ Versand

==== Ruwel ====

Homepage: http://www.ruwel.com/

* Standort: Am Holländer See 70, 47608 Geldern, [http://www.openstreetmap.de/karte.html?zoom=17&lat=51.50451&lon=6.32046&layers=B000TT Link zur Openstreetmap Karte]
* Werke in Deutschland und China
* Überwiegend Großserien.
* Hochtemperatur, Dickkupfer, Kupferinlays, Semiflex, Sacklochbohren.

==== SMTstencil (Großbritannien) ====
SMD-Schablonen aus Polyester gelasert, preiswert, kleinste Strukturen 0,25 x 0,25 mm², kleinster Abstand 0,3 mm

Homepage: http://smtstencil.co.uk/

==== Steimer Leiterplatten GmbH ====
Homepage: http://www.steimer.de

==== The PCB-Shop / Europrint Deutschland GmbH ====
Homepage: http://www.thepcbshop.com
* Punktabzug, da der Preisrechner nur mit Internet Explorer funktioniert
* gute Qualität
* guter Preis (inkl. gratis Überlieferungen - 30 kleine Platinen bestellt, 35 bekommen)
* wenig Statusinformationen (Link zur Statusseite kommt per Mail, dort ändert sich der Status und der Empfänger eigentlich täglich - ist aber trotzdem fristgerecht angekommen)

==== Würth Elektronik GmbH & Co. KG ====
Homepage: http://www.we-online.de
* gehört sicherlich nicht zu den preisgünstigsten
* kann Bauteile in der Leiterplatte fertigen (R, C, Potis u.a.)
* beherrscht Microvias in allen erdenklichen Varianten
* sehr kompetentes Ansprechpersonal

==== Onlineshop WEdirekt ====

Homepage: http://www.wedirekt.de
* PCB's in Basistechnologie, 2-8 Lagen
* SMD Schablonen in allen Ausführungen
* Europlatine doppelseitig mit Lötstopplack 67€ inkl. MwSt
* Design- und Applikationsfachbücher rund um EMV


=== Deutschland sehr günstige===
Diese Hersteller zeichnen sich durch einen sehr günstigen Preis von '''unter 30€ pro doppelseitiger Eurokarte''' aus und können (bis auf pcb-devboards) '''keine Durchkontaktierungen''' herstellen.

==== EBC Utz Kohl ====
Homepage: [http://www.e-b-c-elektronik.de http://www.e-b-c-elektronik.de]
* recht einfach gehalten, daher wirklich günstig
* Ideal für den Bastler, denen es auf den Preis ankommt
* Geätzt einseitig Euroformat 160 x 100mm 16,- EUR (zzgl 1,- EUR Entsorgungspauschale pro Platine)
* Geätzt doppelseitig Euroformat 160 x 100mm 26,20 (zzgl 2,- EUR Entsorgungspauschale pro Platine)
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite >0.3/0.3mm; Bohrdurchmesser >0.8mm?; Bohrrestring >? = D-d; Leiterplattengröße <160x100mm?; ein- und doppelseitig
* doppelseitige Platinen sind nicht durchkontaktiert !
* eigentlich ein Ladengeschäft, versendet jedoch auch

==== Platinenbelichter ====

Homepage: http://www.platinenbelichter.de
* eine doppelseitige Europlatine kostet 14,90 EUR Grundpreis + 2,6 Cent je Bohrung
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite >0.18/0.18mm; Bohrdurchmesser >0.4mm; Bohrrestring >0.25mm = D-d; Leiterplattengröße <300x200mm; ein- und doppelseitig
* Lötstopplack grün auf anfrage möglich
* Express Service möglich
* Scannservice
* Layoutherstellung vom Schaltplan bis zur fertigen Platine
* Macht auch Bestückungsarbeiten in Top Qualität
* Qualität ist mehr als ausreichend für TQFP
* gute Lötbarkeit der Platinen

Nachteile
* Keine Durchkontaktierungen möglich
* Zum Teil lange Lieferzeit (Bis zu 2 Monate)
* Bei Nachfrage spärliche oder gar keine Antwort

==== Platinendesign ====
Homepage: http://www.platinendesign.de/
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite > 0.25/0.25mm; Bohrdurchmesser >?; Bohrrestring > 0.3mm = D-d; Leiterplattengröße < 300×200mm; ein- und doppelseitig
* eine doppelseitige Europlatine kostet 14 EUR Grundpreis + Bohrung 2cent + Optionen
* keine Durchkontaktierungen möglich
* Lötstopplack grün
* Lieferzeit von bis zu 8 Arbeitstagen nach Geldeingang
* Zeitweise geschlossen, Neueröffnung am 31.3.2013

==== Ertürk Electronic ====
Website: http://www.erturk.de

e-mail: [mailto:info@erturk.de info@erturk.de]
* Wir rechnen nach dm², in unserem Homepage können Sie selber sehen was Ihre Platine kostet (zur Zeit noch in Aufbau)
* Platine 1seitig FR4, 8€/dm²
* Chemische Verzinnung optional erhältlich
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite > 0.2/0.2mm; Bohrdurchmesser > 0.4mm; Bohrrestring >0.3mm, Leiterplattengröße < 200×300mm; ein- und doppelseitig
* Sehr hohe Qualität
* Bohrung möglich (ab 10 dm² CNC gesteuert), 0,03 Euro pro Bohrung
* Lieferzeit meistens nach Geldeingang oder bis 3 Arbeitstage
* Ab 15 Platinen sind Durchkontaktierungen, Lötstoplack, Bohrungen und Positionsdruck möglich (Lieferzeit bis zu 2 Wochen). Anfrage und Auftragsannahme nur mit Gerberdaten oder Eagle Daten möglich.
* Für ein Prototyp-Angebot reicht eine Eagle, Sprintlayout- Target3001 oder PDF-Datei schon aus. PDF muss im Maßstab 1:1 und schwarz/weiß sein
* Verpackung und Versand von 2,50 bis 5,90 Euro innerhalb Deutschland egal wieviel Sie bestellen
* Mindestauftragsannahme ab 10,50,-- Euro Inklusiver Verpackung/Versand.
* Stand: Juli 2013

==== Cadgrafik Bauriedl (nur Filme) ====
Homepage: [http://cadgrafik-bauriedl.de/leiterplattenfilme.htm]
* Überträgt Layouts auf hochwertige Folie/Film zum Selberätzen
* 1,15 € / 100 cm² Film, 2,50 € Mindestbestellwert (Stand März 2009)
* 2 € Porto (Stand März 2009)

==== pcb-devboards.de (Leiterplatten, HF- und Mikrowellen-Prototypen inkl. Durchkontaktierung)====

++++++ FR4-Standard 0,5-3,20mm, 35/70µmCu, Farbe(FR4): Standard, Schwarz ++++++

Homepage: http://www.pcb-devboards.de/catalog/index.php?cPath=38_55_157

* Einseitige und doppelseitige durchkontaktierte Leiterplatten
* Oberfläche: chemisch Zinn
* Basismaterial FR4 Farbe: Standard, Schwarz.
* Kupfer-Endstärke; 35µmCU und 70µmCU.
* Fertigung im Nutzen, folgende Rohling-Größen verfügbar:

FR4 1.60mm:
* 44x44mm (0,2dm²) - doppelseitig DK = 4,99 €.
* 45x90mm (0,41dm²) - doppelseitig DK = 8,99 €.
* 100x80mm (0.80dm²) - doppelseitig DK = 13,99 €.
* 95x90mm (0,85dm²) - doppelseitig DK = 13,99 €.
* 160x100mm (1,60dm²) - doppelseitig DK = 23,49 €.
* 195x90mm (1,75dm²) - doppelseitig DK = 23,49 €.
* 195x140mm (2,7dm²) - doppelseitig DK = 29,99 €.
* 290x90mm (2,7dm²) - doppelseitig DK = 29,99 €.
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 49,99 €.
*
* 44x44mm (0,2dm²) - einseitig = 3,49 €.
* 45x90mm (0,41dm²) - einseitig = 5,99 €.
* 100x80mm (0.80dm²) - einseitig = 9,99 €.
* 95x90mm (0,85dm²) - einseitig = 9,99 €.
* 160x100mm (1,60dm²) - einseitig = 16,49 €.
* 200x90mm (1,80dm²) - einseitig = 16,49 €.
* 290x95mm (2,75dm²) - einseitig = 22,99 €.
* 200x140mm (2,80dm²) - einseitig = 22,99 €.
* 290x200mm (5,80dm²) - einseitig = 39,99 €.

FR4 0.5mm/0.8mm/1.0mm:
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 49,99 €.

FR4 2.0mm:
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 54,99 €.

FR4 3.2mm:
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 59,99 €.

Fertigungsvorgaben, Standard Leiterplatten::
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite =>0.2/0.2mm;
* Kleinster Restring umlaufend: 0.20mm = (PAD - Bohrung)/2;
* max. Leiterplattengröße <290x195mm (5,65dm²);
* Unlimitierte Bohrungen ab 0,3mm (von der LP-Dicke abhängig) bis 6,3mm, ab 6,3mm werden die Bohrungen gefräst.
* LP-Dicke (0,50mm - 1,60mm): ab 0,3mm bis 6,3mm
* LP-Dicke 2,00mm: ab 0,4mm bis 6,3mm
* LP-Dicke 3,20mm: ab 0,5mm bis 6,3mm
* Optional Lötstoppmaske (70µm Laminat in grün)
* Bestückungsdruck nicht verfügbar
++++++ ENDE FR4-Standard ++++++

++++++ HF-Leiterplatten, Basismaterial RO4003C, 0,51mm/0,81mm/1.52mm, 35µmCU ++++++

Homepage: http://www.pcb-devboards.de/catalog/index.php?cPath=38_55_181_165

* Doppelseitige durchkontaktierte HF-Leiterplatten
* Oberfläche: chemisch Silber/Zinn
* Basismaterial RO4003C, Farbe: Weiß
* Kupfer-Endstärke; 35µmCU
* Fertigung im Nutzen, folgende Rohling-Größen verfügbar:

RO4003C 0.51mm:
* 195x90mm (1,75dm²) - doppelseitig DK = 39,99 €.
* 195x140mm (2,7dm²) - doppelseitig DK = 51,99 €.
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 87,49 €.

RO4003C 0.81mm:
* 195x90mm (1,75dm²) - doppelseitig DK = 39,99 €.
* 195x140mm (2,7dm²) - doppelseitig DK = 51,99 €.
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 87,49 €.

RO4003C 1.52mm:
* 195x90mm (1,75dm²) - doppelseitig DK = 53,49 €.
* 195x140mm (2,7dm²) - doppelseitig DK = 69,00 €.
* 290x195mm (5,65dm²) - doppelseitig DK = 117,49 €.

Fertigungsvorgaben, HF-Leiterplatten::
* Geometrie: Leiterbahnabstand/-breite =>150/150µm;
* Kleinster Restring umlaufend: 150µm = (PAD - Bohrung)/2;
* max. Leiterplattengröße <290x195mm (5,65dm²);
* Unlimitierte Bohrungen ab 0,3mm bis 6,3mm, ab 6,3mm werden die Bohrungen gefräst.
* ohne Lötstoppmaske und Bestückungsdruck

++++++ ENDE HF-Leiterplatten ++++++

Allgemeine Informationen::
* bestimmte Stückzahl von Einzelplatinen ist inklusive, der Abstand von Platinen muss mindesten 4mm betragen.
* bei sehr vielen Platinen wird eine kleine Fräspauschale erhoben.
* Lieferzeit, Fertigung alle 10-15 Arbeitstage, die Fertigungstermine werden auf der Webseite angegeben.
* Anfrage und Auftragsannahme mit Eagle, Target (freeware) oder extended Gerberdaten möglich.
* Verpackung und Versand ab 4,75 Euro (für Stammkunden ab 2,75EUR) innerhalb Deutschland

++++++ ENDE ++++++

Erfahrungsbericht zu pcb-devboards: sehr gute Qualität auch bei feinen Strukturen. Der Lötstoplack ist auflaminiert, aber sehr gut positioniert. Leider ist kein Bestückungsdruck möglich. Besonders hervorzuheben ist die Erstellungsdauer: montags bis 12 bestellt, am folgenden Samstag war der Brief in meinem Briefkasten (dies jetzt schon nach drei Bestellungen wiederholt so gelaufen). Preislich ist dieser Anbieter recht attraktiv, ich bin hierhin gewechselt, seit Jakob seine Preisstrategie verschlechtert hat und ich werde wohl bei diesem Anbieter bleiben. Noch positiv zu erwähnen ist das Shopsystem, für jeden wesentlichen Schritt im Herstellungsprozess wird man benachrichtigt. Alles in allem ein sehr guter Anbieter.

=== Ausland ===

==== Elecrow (China) ====
Homepage www.elecrow.com/services-c-73/ (China)
* Mindestens 10Stk
* Andere Farben ohne Aufpreis
* Größe in 5cm Preisrasterung
* 2 Layer 10Stk 5x5 cm $9.9
* 2 Layer 10Stk 10x10 cm $23.9
* 2 Layer 10Stk 10x10 cm $12.9 (nur grün)
* 4 Layer 10Stk 10x10 cm $23.90
* Nutzen sind möglich: http://www.elecrow.com/blog/pcb-panelize/
* Thread mit Bildern: http://www.mikrocontroller.net/topic/319266

==== OSH Park ====
Homepage: [http://oshpark.com/ http://oshpark.com/] (USA)
* Vermittler und keine eigene Herstellung ("PCB pooling service"). Die Fertigung erfolgt in den USA.
* Nachfolger von BatchPCB.
* $5.00 pro Quadratzoll für drei Platinen inkl. Versand nach Deutschland. (2 Lagen, doppelseitiger Bestückungsdruck, Lila)
* Herstellung dauert meist ca. 1 Woche.
* Versand in der kostengünstigen Version ca. 2 Wochen. Schneller geht es mit Aufpreis.
* Auch Fertigung von 4 Layer und Kleinserien möglich.

==== BILEX-LP ====
Homepage http://www.bilex-lp.com/ (Bulgarien)
* deutschsprechender Ansprechpartner
* liefern bleifreie Platinen(RoHs konform)
* 31€ für eine doppelseitige Eurokarte ohne Lack und Druck
* SMD- und THT Bestückung
* Layoutservice
* Lieferzeit ab 3-4 AT
* insgesamt von 5 bis 7 AT Anlieferung bei Airmail (Porto ab 4,-Euro)
* FedEx wollte von Bulgarien aus ab 27,-Euro, 1-2AT)
* Löcher größer 6 mm wurden nicht gebohrt, sondern gefräst(gegen Anfrage)
* Berichtete Qualitätsmängel (in Einzelfällen): ausgefranste Platinenfräsung, Lötstoplack hebt ab(nur bei Sn-Pb beschichtung, nicht bei Ni-Au).
* Fräsungen müssen extra bestellt werden! Aber trotzdem günstig

==== CUBE CZ s.r.o. ====
Homepage http://www.cube.cz/ (Tschechische Republik)

* kein Termineinhaltung bei Eilservice - Lieferung hat sich durch wiederholte DRC Checks (dauern jeweils einen Tag) und Vorauskassa statt Zahlungsziel 20 Tage wie auf der Rechnung angegeben von 4AT auf 10AT verzögert
* Keine Design Rules auf der Homepage verfügbar
* UL Zertifikat aus 2001 für nur 6 Mil Traces
* für Deutsche Verhältnisse günstig

==== dfrobot ====
Homepage http://www.dfrobot.com/ (China)

* Mindestens 10Stk
* Größe in 5cm Preisrasterung
* 10Stk 5x5 cm 9.9USD => 1USD/Stk
* 200Stk 5x5 cm 69.5USD => 0.35USD/Stk
* 4 Lagig 10Stk 5x5 cm 64.90USD => 6.49USD/Stk

==== Euro PCB Ltd. ====
Homepage http://www.europcb.com/ (Großbritannien)
* Günstige Leiterplatten
* Schnelle Lieferung
* Qualitativ OK

12.02.2012: Webseite ist leer; Firma terminiert?

==== Gold Phoenix ====
Homepage http://www.goldphoenixpcb.biz/ (VR China)

==== ITead Studio PCB prototyping service ====
Homepage http://iteadstudio.com/store/index.php?main_page=index&cPath=19_20 (VR China)
* Sehr günstige Leiterplatten
* Relativ günstige Lieferung
* 10 Stück mit jeweils 5x5cm für 9,90€
* Qulität relativ gut
* 100% E-Test
* Teilweise Probleme mit Gerberdateien, die knapp am Limit (6 mil) sind
* Testvideo: [http://www.eevblog.com/2011/03/11/eevblog-155-itead-studio-pcb-prototype-goof/ EEVBlog #155]

==== LNAFIN ====
Homepage: http://electronics-pcb.com (Finland)
Produkte: http://electronics-pcb.com/shop (Finland)
Email : pcb@lnafin.com

* PCB Vertrieb mit Mikrowellenbereich und Multilagig HDI Kompetenz
* Leiterplatten fuer Industrie und auch als Kleinserien (kein MOQ)
* Elektronik und Layout Design Hilfe (bitte siehe Produkte)
* Auch ASIC design und PCBA (14 ASIC Erfahrung)
* Sicher Service auf Deutsch.

==== MakePCB ====
Homepage http://www.makepcb.com/ (Shanghai, VR China)
* Ich habe bei MakePCB Platinen geordert und als Zahlungsart Paypal angegeben. Die automatische Bestaetigung kam, es stand nochmal explizit drin dass ich Paypal als Zahlungsart gewaehlt habe und die Bemerkung, dass bei Zahlungsart Paypal in 2 Tagen eine Mail an die gleiche Adresse kaeme mit den Daten für Paypal. Naja, nach 4 Tagen war immernoch nichts da, ich habe denen eine Mail geschrieben und nochmal nach den "versprochenen" Paypaldaten gefragt. Drei Tage spaeter war immernoch nichts da, also habe ich die Bestellung abgebrochen. Am 8. Tag kam die Zahlungsforderung über Paypal, kein Wort der Erklaerung. Am 10. Tag kamen zwei identische Mails, die sagten man haette die PayPal-Zahlungsaufforderung schon geschickt. Irgendwas laeuft in dem Laden also schief.
* Weiterer Erfahrungsbericht zu MakePCB: Nach einiger Überlegung habe ich mich entschieden, es zu wagen, bei MakePCB Platinen zu bestellen. Meine Platine hatte halbes Euro-Format, aus Kostengründen habe ich gleich 5 Stück bestellt. Der gesamte Preis betrug ca. 45 €, Zahlung per PayPal funktionierte ohne Probleme. Auf der Internetseite von MakePCB wurde für die Produktion 14 Tage, für Shipment 10-14 Tage veranschlagt. Nach der Bestellung konnte ich den Status der Bestellung online in einer Tabelle einsehen. Nach etwas mehr als den veranschlagten 4 Wochen kamen heute die Platinen am. Die Verpackung wirkte nicht sehr professionell (gepolsterter Umschlag, auf den mit Filzstift meine Anschrift geschrieben war), nach dem Aufreissen des Umschlags hielt ich ein mehrfach mit gepolsterter Folie und Klebeband umklebtes Päckchen in der Hand. Erst als ich die Folie entfernt hatte kam eine professionell mit Luftpolsterfolie verschweisste Packung zum Vorschein. Die Platinen sehen, so weit ich bisher beurteilen kann, gut aus, lediglich der Bestückungsdruck ist ein wenig versetzt. Ein kurzer exemplarischer Test mit dem Multimeter sah auch in Ordnung aus. Alles in allem macht das Angebot, insbesondere zu dem Preis, einen echt guten Eindruck. Ich kann es nur empfehlen.

==== OLIMEX Ltd. ====
Homepage http://www.olimex.com (Bulgarien)

Habe mehrere Jahre bei Olimex meine Prototypen herstellen lassen. Stets saubere Arbeit erhalten. Bis ich denen mal falsche Gerber-Dateien zusandte. Als ich einige Stunden spaeter den Fehler bemerkt hatte, bat ich um Stornierung und Neuzusendung. Gegen ein zusaetzliches Entgelt wurde dies akzeptiert.
Die angesagten Zusatzkosten wurden zwar von mir nicht abgebucht, aber ich erhielt 1 Woche spaeter die anfaenglich falsch zugesandten PCB's.
Die Zusammenfassung des darauffolgenden Email-Verkehrs: Ein Schulterzucken seitens Olimex und die Bitte, eine neue, kostenpflichte Bestellung zu taetigen.

==== PAD2PAD ====
Homepage http://www.pad2pad.com/ (USA)
* Bestücken die Platinen auch mit Digikey-Bauteilen.

==== PCBCart ====
Homepage http://www.pcbcart.com/ (China)
* auch kompliziertere Designs
* schnell und zuverlässig
* Eurokarte doppelseitig mit Lötstopp beidseitig und Bestückungsdruck kostet 60€ ohne MwSt +15€ Versand
* 2Stück 64€ ohne MwSt +15€ Versand
* 10Stück 90€ ohne MwSt +15€ Versand
* Eurokarte einseitig ohne Lötstopp und ohne Bestückungsdruck kosten 10Stück 71€ ohne MwSt +19€ Versand

==== PCBPro ====
Homepage http://www.pcbpro.com/ (USA)
* Bei größeren Mengen (z. B. 100 Stück) sehr niedrige Preise

==== Top-Tec-PCB ====

'''Geschäftsbetrieb eingestellt'''

Homepage http://www.top-tec-pcb.com/ (Großbritannien)
* Günstig für Klein- bis Großserien
* Discount bei Nachbestellung
* sehr gute Technik (z. B. 100µm Bohren oder 75µm Leiterbahn)
* deutschsprechender Ansprechpartner
* liefern bleifreie Platinen (HAL, chem. Gold, Silber u. Zinn)
* 48h Eildienst

==== The PCB Shop ====
Homepage http://www.thepcbshop.com/ (Belgien)
* Für einfache Sachen
* Preisrechner funktioniert nur mit IE

==== PIU-Printex ====
Homepage http://www.piu-printex.at/ (Österreich)
* Bei größeren Mengen (> 20 Stück, einseitig, viele Bohrungen) günstig
* Bearbeitung innerhalb 6 AT
* Telefonische Kontaktaufnahme bei Rückfragen
* Ich war sehr positiv überrascht.

==== Ragworm ====
Homepage http://http://ragworm.eu/ (GB)
* "All-inclusive"-Angebot mit:
:*orangenem Lötstopplack
:*weißem Bestückungsdruck
:*(beides beidseitig)
:*2-lagig
:*internationalem Versand (bei mir 2 Tage, Luftpolsterumschlag)
:*Fräsen/Trennen
:*Check der Gerber-Daten (innerhalb von ein paar Stunden bei mir)
* 10 Stück 5x5: je 8,53 Pfund (~ 10,40€ 23.01.14)
* Bearbeitung innerhalb von 10 AT
* sehr schneller und netter Mail-Kontakt
* gratis Geschenk (bei mir eine 7*9cm große Experimentierplatine + 2 Sticker)
* es wird ein unauffälliger, kleiner, süßer Wurm (der Ragworm) auf den Lötstopp hinzugefügt

==== Seeed ====
Homepage http://www.seeedstudio.com (China)
* Mindestens 10Stk
* Größe in 5cm Preisrasterung
* 10Stk 5x5 cm 9.9USD => 1USD/Stk
* 4 Lagig 5Stk 5x5 cm 39.90USD => 8USD/Stk
* 4 Lagig 10Stk 5x5 cm 49.90USD => 5USD/Stk
* Blaue, weiße, rote, gelbe, schwarze platinen für 10USD Aufpreis
* Überproduktion wird mit geliefert, bei einer 2cmx1cm Platine wurden 24Stk anstatt 10Stk geliefert.
* Kostenloser Standardversand bei Bestellungen über 50USD

==== smart prototyping ====
Homepage http://smart-prototyping.com/ (China)

* Mindestens 10Stk
* Größe in 5cm Preisrasterung
* Auch 6 lagige boards
* Maximal 30x30cm
* 10Stk 5x5 cm 8.9USD => 0.9USD/Stk
* 500Stk 5x5 cm 132.92USD => 0.27USD/Stk
* 4 Lagig 10Stk 5x5 cm 39.9USD => 4USD/Stk
* 6 Lagig 10Stk 5x5 cm 239.9USD => 24USD/Stk

==== Vi&Rus International ====
Euro 160x100 für Euro 58,- incl. Express-Versand

http://www.vrint-pcb.com (Bulgarien)

* 3 (!) Arbeitstage
* RoHS, ENIG
* 2 Lagen, durchkontaktiert
* Lötstop beideitig
* Bestückungsdruck
* E-Test
* incl. Vereinzelungen (gefräst)
* incl. Versand (1 AT), also am 4. AT geliefert
* Erstklassige Qualität, auch bei Fine-Pitch; schneller, freundlicher Support.

==== PRIONIK ( Österreich ) ====
Homepage: noch in Arbeit

* Erstellung von hochwertigen Folien/Filmen zum selberätzen
* 1,25 € / 1dm² Film, 2,50 € Mindestbestellwert (Stand September 2013)
* 2 € Porto Österreich (Stand September 2013)
* 4 € Porto Deutschland (Stand September 2013)
* Leiterplattenfertigung auf Anfrage
Kontakt: office@prionik.at

== Preisvergleichstabellen (Stand Februar 2010) ==

Preise für 1, 2 Europlatinen (160x100), FR4 1.6mm, HAL bleifrei, 150µm Leiter, 0.3mm Bohren, doppelseitig, 8AT, kein Bestückungsdruck, inkl. MwSt, ohne Versand.

{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" align="center" style="text-align:center"
|-
!style="text-align:left" |Hersteller !!Preis (€) 1x !!Preis (€) 2x
|-
|style="text-align:left" colspan="3" |''ohne Lötstopp, ohne E-Test''
|-
|style="text-align:left" |'''Basista Leiterplatten'''|| 43,66 || 81,61
|-
|style="text-align:left" |'''Fischer Leiterplatten GmbH''' (10AT, immer mit LS.+E-T.)|| 46,41 || 73,07
|-
|style="text-align:left" |'''HAKA Elektronik-Leiterplatten GmbH'''|| 64,54 || 106,13
|-
|style="text-align:left" |'''LEITON'''|| 54,98 || 104,51
|-
|style="text-align:left" |'''MME-Leiterplatten''' (200µm Leiter)|| 41,44 || ?
|-
|style="text-align:left" |'''PCB Pool'''|| 50,27 || 100,54
|-
|style="text-align:left" |'''Q-print/Q-PCB'''|| 55,62 || 95,89
|-
|style="text-align:left" colspan="3" |''mit Lötstopp, mit E-Test''
|-
|style="text-align:left" |'''Basista Leiterplatten'''|| 77,66 || 115,61
|-
|style="text-align:left" |'''Fischer Leiterplatten GmbH''' (10AT)|| 46,41 || 73,07
|-
|style="text-align:left" |'''LEITON'''|| 88,79 || 147,39
|-
|style="text-align:left" |'''Multi PCB Ltd. Leiterplatten''' (6AT)|| 78,06 || 156,13
|-
|style="text-align:left" |'''M & V Leiterplatten - Vertriebs GmbH'''|| 62,83 || 125,66
|-
|style="text-align:left" |'''Onlineshop WEdirekt'''|| 128,75 || 172,38
|}

Preise für 1, 2, 10 Europlatinen (160x100), FR4 1.6mm, HAL bleifrei, 150µm Leiter, 0.3mm Bohren, doppelseitig, 8AT, 1x Bestückungsdruck, 2x Lötstopp, E-Test, inkl. MwSt, ohne Versand.

{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" align="center" style="text-align:center"
|-
!Hersteller !! Preis (€) 1x !!Preis (€) 2x !!Preis (€) 10x !! Nachbest. (€) 10x
|-
|style="text-align:left" colspan="5" |''mit Lötstopp, mit Bestückungsdruck, mit E-Test''
|-
|style="text-align:left" |'''Fischer Leiterplatten GmbH''' (10AT)|| 58,31 || 84,97 || 337,72 || 219,91
|-
|style="text-align:left" |'''HAKA Elektronik-Leiterplatten GmbH'''|| 82,54 || 124,13 || 302,08 || 284,08
|-
|style="text-align:left" |'''LEITON'''|| 124,37 || 187,15 || 389,84 || x
|-
|style="text-align:left" |'''Multi PCB Ltd. Leiterplatten'''|| 78,06 || 156,13 || 272,27 || 180,64
|-
|style="text-align:left" |'''M & V Leiterplatten - Vertriebs GmbH'''|| 110,43 || 173,26 || ? || ?
|-
|style="text-align:left" |'''PCB Pool'''|| 122,29 || 129,26 || 407,58 || x
|-
|style="text-align:left" |'''Q-print/Q-PCB'''|| 96,80 || 166,90 || 834,48 || x
|-
|style="text-align:left" |'''Onlineshop WEdirekt'''|| 145,18 || 190,64 || 379,49 || x
|}

[http://www.jackaltac.com/faq --> grafischer Vergleich der Platinenkosten]

== Lohnbestücker - Kleinserien ==

==== kessler systems GmbH ====
Homepage: http://www.kesslersystems.de
* SMD bis 0201, THT
* BGAs
* macht auch Großserien
* 5 Tage ab Eingang aller Bauteile, Express möglich

==== M.Richter GmbH&Co.&KG ====
Homepage: http://www.richter-pforzheim.de
* SMD ab0201, THT, THR, Mischbestückung
* ab 1 Stück bis zur mittleren Serie
* Wickeln von Sonderspulen und Kabelkonfektion
* Materialbeschaffung, Schnelldienste möglich

==== PCB Pool ====
Homepage: http://www.pcb-pool.com/ppde/info_pcb_assembling.html
* Prototyp & Kleinserien, Größere Stückzahlen auf Anfrage
* SMD bis 0402, THT
* 5 Tage ab Eingang aller Bauteile

==== REDER Domotic GmbH ====
Homepage: http://reder.eu
* Prototypen, Kleinserie, Serie
* THT, SMD ab 0201 Baugröße
* Komplette Materialbeschaffung
* Prototypen über Nacht möglich
* riesen Vorteil: der Mann an der Maschine ist selbst Entwickler

==== riese electronic GmbH ====
Homepage: http://www.riese-electronic.de/leistungen_prototype.html
* SMD bis 0201, THT
* BGAs inkl Röntgen
* macht auch Großserien
* 5 Tage ab Eingang aller Bauteile, Express möglich

==== D-E-K Dischereit GmbH & Co. KG ====
Homepage: http://www.dischereit.de
* Prototyp, Kleinserien, Serie
* SMD bis 0402, THT
* Bauteilbeschaffung

==== PBS-Electronic ====
Homepage: http://www.pbs-electronic.de
* Prototyp, Kleinserien, Serie
* BGA, QFN, TQPF, Fine Pitch, SMD bis 0402, THT
* Einzel IC Bestückung möglich
* Spezialist für LED Technik

==== Traffitec ====
Homepage:http://www.traffitec.de/
* Standort: Hervorster Str. 175, 47574 Goch [http://www.openstreetmap.de/karte.html?zoom=17&lat=51.6904&lon=6.14378&layers=B000TT Link zur Openstreetmap Karte]
* Bestückt Prototypen, Kleinserien, Normalserien
* In THT, SMD und gemischt.
* und von allen Seiten
* Einpresstechnik
* Starrflex
* Komponentenbau

== Siehe auch ==
* [http://www.cadsoft.de/services/board-houses/?language=de Übersicht von Cadsoft, sortiert nach PLZ]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/245590 Forum: Platinensammler - Leiterkarten für 30ct/cm²]

[[Category:Platinen| ]]
[[Kategorie:Lieferanten]]
[[Kategorie:Listen]]

TRIAC

2013-12-12T21:40:39Z

Voga2073: /* Nachteile eines TRIAC */

Dieser Artikel versteht sich als Unterpunkt zum Artikel [[Leistungselektronik]]

Ein '''Triac''' ist ein Schalter, der – einmal "gezündet" – auch ohne weitere Ansteuerung in einem leitenden Zustand bleibt, bis der im Datenblatt spezifizierte "Haltestrom" unterschritten wird. Bei Wechselspannung ist dies spätetens im Nulldurchgang des Stroms der Fall.

[[Bild:Triac1.png|miniatur|rechts|350px|Schematische Darstellung eines TRIAC mit den drei Anschlüssen A1 (Anode 1), A2 (Anode 2) und G (Gate]]

==Einleitung==

Ein [http://de.wikipedia.org/wiki/Triac TRIAC] besteht vereinfacht gesagt aus der Zusammenschaltung von zwei [http://de.wikipedia.org/wiki/Thyristor Thyristoren]. Damit können beide Polaritäten der Wechselspannung geschaltet werden. Real besteht der Triac nicht einfach aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren, daher ist sein Aufbau leicht asymmetrisch. Als Folge davon erfolgt die Zündung des Triacs stets zwischen G und '''A1'''. Die Höhe des erforderlichen Zündstromes ist dem Datenblatt zu entnehmen.

===Vorteile eines TRIAC===

* beide Polaritäten mit einem Bauteil schaltbar, im Gegensatz zum Thyristor
* Betriebsspannungen bis ca. 1kV möglich.
* Verlustleistung ist proportional zum Strom (I*V_AK).
* hohe Überlastfähigkeit für kurze Pulse.
* mit kurzen Ansteuerpulsen schaltbar.

===Nachteile eines TRIAC===

* empfindlich auf hohes dU/dt (Spannungsanstiegsgeschwindigkeit), ungewünsches Wiederzünden bzw., Zerstörung des Bauteiles möglich.
* empfindlich auf hohes dI/dt (Stromanstiegsgeschwindigkeit), Zerstörung des Bauteiles möglich.
* nur mit sehr großem Zusatzaufwand abschaltbar.

== Einsatzmöglichkeiten ==

Ein Triac wird hauptsächlich für Phasen'''an'''schnittsteuerungen im 230V Netz eingesetzt. Der ''EIN''schaltvorgang erfolgt ''nicht'' im Nulldurchgang der Spannung: Bei der Phasenanschnittsteuerung wird der Strom während der Halbwelle ein- und zum nächsten Nulldurchgang des Stroms abgeschaltet.

Bei der Phasen'''ab'''schnittsteuerung wird der Strom im Nulldurchgang ein- und noch vor dem nächsten Nulldurchgang abgeschaltet. Da eine vorzeitige Abschaltung eines TRIACs jedoch nur mit einem deutlich größeren Aufwand möglich ist, werden für solche Schaltungen heute meist [[FET|MOSFETs]] oder [[IGBT]]s genutzt.

====Vorteile====

*relativ einfache Art der Leistungsregelung in einem Wechselspannungssystem bei rein ohmschen Lasten.

====Nachteile====

*hohes Störpotential, daher
*aufwendige Entstörmaßnahmen erforderlich (Längsdrossel, Enstörkondensator, [[Snubber]]), außer bei „snubberless“-Typen
*eine Sicherung mit zu dem Triac passenden I²t muß ausgewählt werden.

;Vorsicht: Mit einfacher "RC-Diac-Standardansteuerung" absolut ungeeignet für elektronische Transformatoren bzw. Spannungswandler, Leuchtstoff- oder Energiesparlampen. Für diese Anwendungen sollte ein speziell darauf zugeschnittener Ansteuerbaustein verwendet werden.

Beispiel Phasenanschnittsteuerung:

[[Bild:Beispiel_Triac_mit_Optotriac_Ansteuerung2.png|miniatur|links|500px|Beispiel für ein Phasenanschnittsteuerung mit Triac & Optotriac]]

{{Absatz}}

==== Integrierte Ansteuerbausteine ====

Die Ansteuerung eines TRIAC im Phasenanschnitt, mit oder ohne Mikrocontroller, wird durch integrierte Ansteuerbausteine ohne Nullspannungsschalter vereinfacht.

Der sogenannte [[Optokoppler|Optotriac]] beinhaltet eine optische Trennstrecke ''und'' einen TRIAC für geringe Leistungen. Mit diesem Bauteil wird dann der Leistungs-TRIAC gezündet. Der Nutzer muß sich hier nur mehr um die "Zündung" des Optotriacs nebst Randbeschaltung kümmern. Der Baustein selbst zündet den Haupt-TRIAC nur wenige Mikrosekunden später.
{| class="wikitable"
|+ '''Integrierte Ansteuerbausteine mit optischer Isolation ('''ohne''' Nullspannungsschalter)'''
|-
! Bezeichnung|| Spannungsfestigkeit max.||Verwendbarkeit ||erforderlicher LED Triggerstrom
|-
| MOC3009 3010, 3012, 3012 || 250V|| gut geeignet für 120V_AC || 30, 15, 10, 5mA
|-
| MOC3020 3021, 3022, 3023 || 400V || knapp geeignet für 240V_AC || 30, 15, 10, 5mA
|-
| MOC3051, 3052 || 600V || gut geeignet für 240_VAC || 15, 10mA
|-
| IS6005||400V||billig, kleiner Triggerstrom|| 5mA
|-
|VOM160NT||600V|| sehr klein, SMD||5mA
|}

==== Betrieb mit induktiver Last ====

Bei Lasten mit induktivem Anteil erfolgt bei jedem Schaltvorgang der '''nicht''' im Nulldurchgang bzw. bei "null" Strom(!) stattfindet, eine mehr oder weniger starke Rückwirkung auf TRIAC und Netz. Diese Rückwirkung entsteht aufgrund der hohen Stromänderungsgeschwindigkeit im Schaltvorgang. Dieses dI/dt löst einen entsprechend hohen Selbstinduktionsspannungspuls (dU=-L*dI/dt) aus, der den Triac zerstören kann. Weite Auswirkungen sind z. B. flackernde Leuchtstoffröhren (Flicker), ein gestörter Radioempfang und gegebenenfalls ein Besuch der Rundfunkbehörde.

Der TRIAC muß bei induktiver Last durch einen entsprechend dimensionierten [[Snubber]] geschützt sein.

=== Vollwellensteuerung ===

Auch Schwingungspaketsteuerung genannt. 
'''Beide''' Schaltvorgänge erfolgen im Nulldurchgang, d.h. hier wird sowohl im Nulldurchgang ein- ''und'' ausgeschaltet.

Diese Art der Ansteuerung eignet sich gut für jede Art von Heizvorgängen oder aber als Ersatz für einen elektronischen Schalter (Solid State Relais).
Es gibt noch eine Unterscheidung zwischen Vollwellen- und Halbwellen-Steuerung: Bei größeren Leistungen führt die Halbwellensteuerung zu Unsymmetrie im Dreiphasen-Netz und sollte vermieden werden. Die meisten Energieversorger haben auch entsprechende Vorschriften. Die Vollwellensteuerung bringt sonst praktisch keinen weiteren Vorteil zur Halbwellensteuerung.

====Vorteil====

* praktisch keine Störungen bzw. Netzrückwirkungen

====Nachteil====

* Nicht geeignet zur Leistungsregelung von Trafos, Motoren oder Beleuchtungskörpern

==== Integrierte Ansteuerbausteine ====

Die Ansteuerung eines TRIAC in Halb- bzw. Vollwellensteuerung wird durch die nachfolgend aufgelisteten, integrierten Ansteuerbausteine ''mit Nullspannungsschalter'' deutlich erleichtert.

{| class="wikitable"
|+ '''Integrierte Ansteuerbausteine mit optischer Isolation ('''mit''' Nullspannungsschalter)'''
|-
! Bezeichnung|| Spannungsfestigkeit max.||Verwendbarkeit ||erforderlicher LED Triggerstrom
|-
| MOC3041, 3042, 3043|| 400V || knapp geeignet für 240V~ || 15, 10, 5mA
|-
| MOC3061, 3062, 3063|| 600V || gut geeignet für 240V~ || 15, 10, 5mA
|-
| MOC3081, 3082, 3083|| 800V || gut geeignet für 400V~ || 15, 10, 5mA
|}

====Beispiel Vollwellensteuerung====

[[Bild:Beispiel_Triac_mit_Optotriac_Ansteuerung2.png|miniatur|links|500px|Beispiel für ein Vollwellenansteuerung mit Triac & Optotriac. '''Achtung:''' Optotriac durch einen mit Nullspannungsschalter ersetzen.]]

{{Absatz}}

=== Crow-Bar ===

Ein weiterer Anwendungsfall ist der Einsatz als Schutzelement. Der Triac wird hierbei nach einer Sicherung zwischen die Versorgungsspannungsanschlüsse geschaltet und im Fehlerfall (Überspannung oder Verpolung) ausgelöst.
Dabei wird die Ein- bzw. Ausgangsspannung "hart" kurzgeschlossen, die Sicherung ausgelöst und damit eine Schaltung vor zu hoher oder falscher Betriebsspannung geschützt.

=== Bauteileauswahl ===

Bei der Auswahl der Bauteile ist darauf zu achten, die das jeweilige Bauteil auch für die anliegende Spannung zugelassen ist. Kleinere Bauformen - sowohl bedrahtet, als auch SMD bis incl. 0204 - sind nur bis zu max. 200V zugelassen, daher auch die zwei Widerstände in Serienschaltung (R2+R3). Das zieht sich durch alle Bauteile. Ein 400V Triac ist nicht für 230Vrms = 325Vpk geeignet, da im Netz immer Spannungsspitzen aus verschiedensten Quellen auftreten. Grundsätzlich ist parallel zu jedem Triac ein 275V Varistor sehr empfehlenswert. Dabei ist darauf zu achten, daß der Varistor vom Netz her gesehen NACH der Sicherung kommt, da Varistoren im Fehlerfall sehr hohe Temperaturen erreichen können und von der Sicherung "abgeschaltet" werden müssen.
Genauso wichtig ist der Snubber-Kondensator, der unbedingt ein "X2-Typ" sein muss.

== Siehe auch ==
* [[Leistungselektronik]]
* [[Mosfet-Übersicht]]
* [[Snubber]]
* [[Transistor]]
* [[IGBT]]
* [[FET]]
* [[Kühlkörper]]
* [[Zwischenkreiskapazität]]
* [[Treiber]]

[[Kategorie:Bauteile]]
[[Kategorie:Leistungselektronik]]

== Weblinks ==

* [http://axotron.se/index_en.php?page=26 Crowbar circuits], engl.

Schnelle 32Bit-Integer Sinusberechnung

2013-10-28T09:37:03Z

Voga2073: Zusammenhang sin(x)=x verdeutlicht

= Schnelle 32Bit-Integer Sinusberechnung =

Kürzlich fand ich [[http://www.hevi.info/tag/fast-sine-function/ hier]] eine genial einfache Methode, wie man mit einer Tabelle aus 20 Werten und einem kurzen Programm eine genial einfache Sinusberechnung mit erstaunlicher '''Genauigkeit von 0,1%''' erzielen kann.
Die gesamte Berechnung benötigt nur <300Bytes Code und Daten. Zum Vergleich: Wenn man die Floating point Arithmetik des GCC benutzt, ist man gleich mit 7,5 kByte dabei.

== Mathematische Grundlagen ==
Wir nehmen uns das bekannte Sinus-Cosinus-Additionstheorem:

: <math> sin(a+b) = sin(a) cos(b) + sin(b) cos(a) </math>{{clear}}

Wir zerlegen unseren Winkel '''(a+b)''' in Zehnerstufen: '''a'''=n*10° + '''b'''=Rest

{| border="0" class="wikitable"|-
|'''sin(a)''' || bestimmen wir durch eine überschaubare Tabelle mit 10 Einträgen
|-
|'''cos(a)''' || bestimmen wir mit derselben Tabelle
|-
|'''cos(b)''' || nähern wir durch eine überschaubare Tabelle mit 10 Einträgen
|-
|'''sin(b)''' || nähern wir durch eine Gerade.
|-
|}
Letzteres geht deshalb, weil für kleine x gilt (x in Bogenmaß):

: <math> sin(x) = {x} </math>{{clear}}

Berechnet wird im Programm natürlich nur der erste Quadrant, die anderen werden einfach daraus abgeleitet.

== Programmcode ==
<source lang="c">
#define MAX16BIT 0x7FFF

// benoetigt fuer die Umrechnung Grad in Bogenmass bei der Annaeherung sin(b)=b
int hollyConstant = MAX16BIT*0.017453292519943295769236907684886; // (Pi/2)/90°

int sinTable[] = {
MAX16BIT*0.0, //sin(0)
MAX16BIT*0.17364817766693034885171662676931 , //sin(10)
MAX16BIT*0.34202014332566873304409961468226 , //sin(20)
MAX16BIT*0.5 , //sin(30)
MAX16BIT*0.64278760968653932632264340990726 , //sin(40)
MAX16BIT*0.76604444311897803520239265055542 , //sin(50)
MAX16BIT*0.86602540378443864676372317075294 , //sin(60)
MAX16BIT*0.93969262078590838405410927732473 , //sin(70)
MAX16BIT*0.98480775301220805936674302458952 , //sin(80)
MAX16BIT*1.0 //sin(90)
};

int cosTable[] = {
MAX16BIT*1.0 , //cos(0)
MAX16BIT*0.99984769515639123915701155881391 , //cos(1)
MAX16BIT*0.99939082701909573000624344004393 , //cos(2)
MAX16BIT*0.99862953475457387378449205843944 , //cos(3)
MAX16BIT*0.99756405025982424761316268064426 , //cos(4)
MAX16BIT*0.99619469809174553229501040247389 , //cos(5)
MAX16BIT*0.99452189536827333692269194498057 , //cos(6)
MAX16BIT*0.99254615164132203498006158933058 , //cos(7)
MAX16BIT*0.99026806874157031508377486734485 , //cos(8)
MAX16BIT*0.98768834059513772619004024769344 //cos(9)
};

/* Integer Sinus-Funktion
--------------------------------------
Prototype: int Sinus ( int angle );

Example: i = Sinus (30);
Result: INT32_MAX/2 * 0.5 (sin(30°)=0,5)
*/
int Sinus ( int angle ){

int a, b, quadrant, ret;

quadrant = (angle % 360)/90;
angle = (angle % 90); // modulo 90
if ((quadrant%2)!=0) angle = (90 - angle);

a = angle / 10;
b = angle - 10 * a;
ret = sinTable[a] * cosTable[b] + b * hollyConstant * sinTable[9-a];

if (quadrant>=2) ret=-ret;
return ret;
}</source>

== Erweiterter Source code ==
Der gleiche Code mit gleicher Genauigkeit funtioniert natürlich auch für Winkel mit 1-2 Nachkommastellen:

Source code: [[http://www.firefly-power.de/ARM/Sinus.zip Sinus.zip]]

== Quellen und Links ==

* [http://www.hevi.info/tag/fast-sine-function/ Fast sine function]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/sinus.html Sinusberechnung für 32Bit-Integer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/89258 Diskussion über die Taylor-Reihe], Beitrag von [http://www.mikrocontroller.net/user/show/waldo waldo]
* Alternative Interpolation, Artikel:"[[Sinus_berechnung]]"
* Genaue Iteration, Artikel: "[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Arithmetik/Sinus_und_Cosinus_%28CORDIC%29#Weblinks Sinus_und_Cosinus_(CORDIC)]"

Autor: [http://www.mikrocontroller.net/user/show/mpetschke Marten Petschke]
[[Kategorie:Algorithmen und Arithmetik]]

Schnelle 32Bit-Integer Sinusberechnung

2013-10-28T09:35:59Z

Voga2073: Kommentar hinzugefügt

= Schnelle 32Bit-Integer Sinusberechnung =

Kürzlich fand ich [[http://www.hevi.info/tag/fast-sine-function/ hier]] eine genial einfache Methode, wie man mit einer Tabelle aus 20 Werten und einem kurzen Programm eine genial einfache Sinusberechnung mit erstaunlicher '''Genauigkeit von 0,1%''' erzielen kann.
Die gesamte Berechnung benötigt nur <300Bytes Code und Daten. Zum Vergleich: Wenn man die Floating point Arithmetik des GCC benutzt, ist man gleich mit 7,5 kByte dabei.

== Mathematische Grundlagen ==
Wir nehmen uns das bekannte Sinus-Cosinus-Additionstheorem:

: <math> sin(a+b) = sin(a) cos(b) + sin(b) cos(a) </math>{{clear}}

Wir zerlegen unseren Winkel '''(a+b)''' in Zehnerstufen: '''a'''=n*10° + '''b'''=Rest

{| border="0" class="wikitable"|-
|'''sin(a)''' || bestimmen wir durch eine überschaubare Tabelle mit 10 Einträgen
|-
|'''cos(a)''' || bestimmen wir mit derselben Tabelle
|-
|'''cos(b)''' || nähern wir durch eine überschaubare Tabelle mit 10 Einträgen
|-
|'''sin(b)''' || nähern wir durch eine Gerade.
|-
|}
Letzteres geht deshalb, weil für kleine x gilt:

: <math> \frac{sin(x)}{x} = const. </math>{{clear}}

Berechnet wird im Programm natürlich nur der erste Quadrant, die anderen werden einfach daraus abgeleitet.

== Programmcode ==
<source lang="c">
#define MAX16BIT 0x7FFF

// benoetigt fuer die Umrechnung Grad in Bogenmass bei der Annaeherung sin(b)=b
int hollyConstant = MAX16BIT*0.017453292519943295769236907684886; // (Pi/2)/90°

int sinTable[] = {
MAX16BIT*0.0, //sin(0)
MAX16BIT*0.17364817766693034885171662676931 , //sin(10)
MAX16BIT*0.34202014332566873304409961468226 , //sin(20)
MAX16BIT*0.5 , //sin(30)
MAX16BIT*0.64278760968653932632264340990726 , //sin(40)
MAX16BIT*0.76604444311897803520239265055542 , //sin(50)
MAX16BIT*0.86602540378443864676372317075294 , //sin(60)
MAX16BIT*0.93969262078590838405410927732473 , //sin(70)
MAX16BIT*0.98480775301220805936674302458952 , //sin(80)
MAX16BIT*1.0 //sin(90)
};

int cosTable[] = {
MAX16BIT*1.0 , //cos(0)
MAX16BIT*0.99984769515639123915701155881391 , //cos(1)
MAX16BIT*0.99939082701909573000624344004393 , //cos(2)
MAX16BIT*0.99862953475457387378449205843944 , //cos(3)
MAX16BIT*0.99756405025982424761316268064426 , //cos(4)
MAX16BIT*0.99619469809174553229501040247389 , //cos(5)
MAX16BIT*0.99452189536827333692269194498057 , //cos(6)
MAX16BIT*0.99254615164132203498006158933058 , //cos(7)
MAX16BIT*0.99026806874157031508377486734485 , //cos(8)
MAX16BIT*0.98768834059513772619004024769344 //cos(9)
};

/* Integer Sinus-Funktion
--------------------------------------
Prototype: int Sinus ( int angle );

Example: i = Sinus (30);
Result: INT32_MAX/2 * 0.5 (sin(30°)=0,5)
*/
int Sinus ( int angle ){

int a, b, quadrant, ret;

quadrant = (angle % 360)/90;
angle = (angle % 90); // modulo 90
if ((quadrant%2)!=0) angle = (90 - angle);

a = angle / 10;
b = angle - 10 * a;
ret = sinTable[a] * cosTable[b] + b * hollyConstant * sinTable[9-a];

if (quadrant>=2) ret=-ret;
return ret;
}</source>

== Erweiterter Source code ==
Der gleiche Code mit gleicher Genauigkeit funtioniert natürlich auch für Winkel mit 1-2 Nachkommastellen:

Source code: [[http://www.firefly-power.de/ARM/Sinus.zip Sinus.zip]]

== Quellen und Links ==

* [http://www.hevi.info/tag/fast-sine-function/ Fast sine function]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/sinus.html Sinusberechnung für 32Bit-Integer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/89258 Diskussion über die Taylor-Reihe], Beitrag von [http://www.mikrocontroller.net/user/show/waldo waldo]
* Alternative Interpolation, Artikel:"[[Sinus_berechnung]]"
* Genaue Iteration, Artikel: "[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Arithmetik/Sinus_und_Cosinus_%28CORDIC%29#Weblinks Sinus_und_Cosinus_(CORDIC)]"

Autor: [http://www.mikrocontroller.net/user/show/mpetschke Marten Petschke]
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Transformatoren und Spulen

2011-09-29T11:57:30Z

Voga2073: /* Die Einheiten */

== Vorwort ==

Dieser Text ist eine Übersetzung des englischen [http://ludens.cl/Electron/Magnet.html Originals]. Es wurde nur dahin erweitert bzw. verändert, dass für alle Formelzeichen die in Deutschland gängigen Buchstaben verwendet wurden. Weiterhin sind alle Formeln bei der ersten Erklärung doppelt geschrieben. Einmal mit Formelzeichen und einmal mit den dazugehörigen Einheiten, welche dann in eckigen Klammern [ ] dargestellt werden.

== Einleitung ==

Es gibt viele Elektroniker, sowohl Hobbybastler als auch Profis, welche mit dem Elektromagnetismus auf Kriegsfuß stehen. Immer wenn sie eine [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spule] oder einen [http://de.wikipedia.org/wiki/Transformator Transformator] entwerfen müssen, tut sich ein Abgrund der Verzweiflung vor diesen Leuten auf. Das Schlimmste ist, daß diese armen Opfer meist nicht schuld sind, da die Autoren von Sachbüchern scheinbar eine Verschwörung geschmiedet haben, um diese Dinge möglichst kompliziert zu erklären so daß sie niemand wirklich verstehen kann. Oder die Autoren haben es selber nicht richtig verstanden?

Gut, das Internet rettet uns. Ich werde die Grundlagen in einfachen, verständlichen Worten erklären. Hier findest du die meisten Informationen, welche benötigt werden, um elektromagnetische Teile zu entwickeln.

==Die Einheiten==

Ich habe eine Bitte. Wer auf dieser Seite landet, soll bitte alle alten und absurden Einheiten, mit denen die Sachbücher vollgestopft sind, vergessen. Am meisten zu nennen Zoll(Inch), Gauß und Oersted. Entferne diese Worte vollständig aus deinem Vokabular. Die haben dort keinen Platz. Sie sind grundlegende Schuldige bei der Verwirrung der Menschen, welche magnetische Entwicklungen machen wollen, sie machen sie irre. Nachdem wir sie nun losgeworden sind können wir anfangen.

Die erste Einheit die wir nutzen werden ist das Weber, geschrieben als Wb. Das ist die offizielle Einheit des magnetischen Flusses <math>\Phi</math>. Wenn man eine Leiterschleife nimmt und 1V für 1s anlegt, wird der Fluß in der Schleife sich um 1Wb geändert haben. Man beachte, daß das immer so ist, egal wie groß oder geformt die Schleife ist und egal was sich in ihr befindet! Offiziell ist die Definition des Weber so
::<math>\Phi = U \cdot t</math>

::<math>[\Phi] = \text{Wb} = \text{V} \cdot \text{s}</math>

Aber ich bevorzuge die Gleichung in etwas praktischerer Form, bei der die Windungszahl N einer Spule berücksichtigt wird. Das ist eine unserer grundlegenden Wahrheiten.

:<math>(1)\quad \Phi = \frac{U \cdot t}{N}</math>

d.h. die Änderung des magnetischen Flusses (in Weber) ist die Spannung (in Volt) multipliziert mit der Zeit (in Sekunden) geteilt durch die Windungszahl. Das ist eine der mächtigsten und nützlichsten Formeln die wir haben.

Wenn wir ein gewisses Maß an magnetischem Fluß durch eine bestimme Fläche pressen, dann können wir von Flußdichte sprechen. Die Einheit ist Tesla, geschrieben als T, das Formelzeichen ist B. Die Definition ist einfach und offensichtlich.

:<math>(2)\quad B = \frac{\Phi}{A}</math>

::<math>\left[\text{B}\right] = \frac{\text{Wb}}{\text{m}^2}</math>

Man beachte, daß die Sprache von Quadratmetern im Bereich der Elektronik etwas praxisfern klingt, da die meisten Bauteile eher Querschnitte im Bereich von Quadratzentimetern haben. Aber bitte glaub mir daß es praktischer ist, diese "unpraktischen" Dinge zu akzeptieren als ein Dutzend verschiedene Umrechnungsfaktoren zu benutzen! Die Grundeinheiten haben den großen Vorteil, daß absolut keine Umrechnung nötig ist.

Die Grundeigenschaft einer jeden Spule ist [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t Induktivität], Formelzeichen L. Sie ist gemessen in Henry, geschrieben als H, definiert durch:

:<math>(3)\quad L = \frac{\Phi}{I}</math>

::<math>[\text{L}] = \frac{\text{Wb}}{\text{A}}</math>

oder in Worten: Ein Henry ist die Induktivität, welche den Strom um 1 Ampere steigen läßt, wenn man für eine Sekunde ein Volt anlegt. Diese Gleichung ist für unser Zwecke auch sehr nützlich. Jetzt können wir anfangen zu spielen. Wir können Gleichung (1) und (3) verbinden und erhalten das Folgende

::<math>L = \frac{\Phi \cdot N}{I}</math>
::<math>[\text{L}] = \frac{\text{Wb}}{\text{A}}</math>

Solche mathematischen Umwandlungen stimmen immer und geben uns die Möglichkeit, unbekannte Größen zu bestimmen.

=== Tabelle aller verwendeten Formelzeichen ===

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
!Parameter || Formelzeichen || Einheit || Einheit Kurzform
|-
| magnetischer Fluß || <math>\!\,\Phi</math> || Weber || Wb
|-
| magnetische Flußdichte || B || Tesla || T
|-
| Induktivität || L || Henry || H
|-
| Spannung || U || Volt || V
|-
| Strom || I || Ampere || A
|-
| Fläche || A || Quadratmeter || <math>\!\,\text{m}^2</math>
|-
| Zeit || t || Sekunde || s
|-
| Energie || E || Joule || J
|-
| Windungszahl || N || keine || 1
|-
| Frequenz || f || Hertz || Hz
|-
| Länge || l || Meter || m
|-
| Widerstand || R || Ohm || <math>\!\,\Omega</math>
|-
| spezifischer Widerstand || <math>\!\,\rho</math> || Ohm mal Quadratmillimeter pro Meter||<math>\frac{\Omega \cdot \text{mm}^2}{\text{m}}</math>
|-
| Relative Permeabilität || <math>\mu_r</math> || keine || 1
|}

Achtung! Nicht das Formelzeichen der Fläche mit der Einheit des Stroms verwechseln!

Aber jetzt geht's an praktische Dinge.

== Entwicklung von Netztrafos ==

Während fast jeder Elektroniker weiß, daß das Spannungsverhältnis eines Transformators von dem Windungsverhältnis abhängt, taucht die Frage bei vielen Anfängern auf

"Wieviele Windungen pro Volt brauche ich?"

Es ist sehr einfach. Man hat einen Eisenkern, den will man bewickeln. Als erstes mißt man den Querschnitt des Eisens, durch den der magnetische Fluß geht. Sagen wir, der Mittelschenkel eines Transformators ist 2cm breit und der ganze Stapel der laminierten Bleche ist gut zusammengepreßt auf 3cm. Das bringt uns <math>6cm^2</math> bzw. <math>6 * 10^{-4} m^2</math> Querschnitt. Nun müssen wir entscheiden, wieviel Flußdichte wir in unserem Eisen haben wollen. Bei niedrigen Frequenzen wie bei 50Hz Netztrafos ist der begrenzende Faktor die Sättigung des Kerns. Sehr bescheidene Transformatoren sättigen bei 1T, aber typische Werte liegen bei 1,2 oder 1,3T, und ein gutes kornorientiertes Material geht vielleicht bis 1,6 oder sogar 1,7T. Wenn man wirklich nicht weiß welches Material man hat sollte man besser bei 1T auf der sicheren Seite bleiben. Für diese Beispiel nehmen wir an, daß das Eisen für 1,2T gut genug ist.

Durch Anwendung von Formel (2) erhält man den maximal zulässigen Fluß von 0,72mWb. Doch bevor es weitergeht, warte für einen Moment und denk nach!!! Eisen kann in beide Richtungen magnetisiert werden. Die Gesamtänderung des magnetischen Flusses, vom maximal negativem zum maximal positiven kann 1,4mWb betragen! Weiter mit Formel (1) und der Berechnung der Windungen. Nehmen wir an wir reden von Chile oder einem anderen Land mit 220V und 50 Hz.

::<math>1,44~\text{mWb}=\frac{220~\text{V} \cdot 10~\text{ms}}{N}</math>
::<math>N=\frac{220~\text{V} \cdot 10~\text{ms}}{1,44~\text{mWb}}=1528</math>

Das ist die Windungszahl der 220V Primärwicklung.
Einfach, oder? In Wirklichkeit ist das oben Gesagte zu einfach um wahr zu sein. Es gibt einen anderen Faktor, den ich übersprungen habe. Das Obige wäre wahr, wenn die Netzspannung 220V Rechteck wäre. In Wahrheit ist es aber ein Sinus mit 220V Effektivwert, während der Mittelwert etwas anders ist. Und der magnetische Flußaufbau hängt vom Mittelwert ab, '''nicht''' vom Effektivwert! Also müssen wir einen kleinen Korrekturfaktor einführen, welcher durch Mathematik aus der Sinusfunktion abgeleitet werden kann. Anstatt mit der exakten Mathematik hier zu nerven empfehle ich mein Kochbuchrezept. 11% zu unserem Vorteil. Also reichen hier 1376 Windungen. Wo kommen die 10ms her, mag man fragen? Denk noch mal. Die Änderung vom maximal negativen zum maximal positiven Fluß passiert in einer Halbwelle. Und bei 50 Hz sind das 10ms. Wir können das alles in eine einfache, universelle Formel packen, gültig für die Berechnung der Windungen für alle Transformatoren und Spulen mit Sinusspannung.

:<math>(4)\quad N = \frac{U_{RMS}}{4,44 \cdot A \cdot f \cdot B}</math>
::<math>[Windungen] = \frac{[V]}{4,44 \cdot [m^2] \cdot [Hz] \cdot [T]}</math>

Die 4,44 ist kein Umrechnungsfaktor, sondern ergibt sich aus 2 * 2 * 1,11. Eine "2" ist für die Tatsache, daß der magnetische Umschwung doppelt so groß wie der einseitige ist (damit kann man die einfache Sättigungsgrenze einsetzen), die andere "2" entsteht durch die zwei Halbwellen der Sinusschwingung und die 1.11 ist der Umrechnungsfaktor von Effektivwert auf Mittelwert der Sinusspannung.

=== Leistung ===

Eine andere Frage ist meistens, wieviel Leistung ein Trafo bestimmter Größe übertragen kann. Laßt uns das analysieren.

Der magnetische Fluß im Kern hängt ab von der Spannung, welche an die Windungen angelegt wird, der Frequenz, aber '''nicht''' dem Strom, welcher der Transformator liefert! Oh, na gut, ein wenig Abhängigkeit gibt es da schon durch Effekte der realen Welt. Wenn man mehr Strom zieht, fällt durch den Widerstand der Wicklung etwas Spannung ab, wodurch die effektiv an der Wicklung wirksame Spannung reduziert wird und dadurch der magnetische Fluß proportional reduziert wird. Aber der entscheidende Punkt ist, daß der Kern des Trafos '''nicht''' die Ausgangsleistung beeinflußt. Diese Grenze kommt von den Wicklungen und hat zwei Seiten. Eine ist der Spannungsabfall, welche proportional zum Ausgangsstrom ist und an einem Punkt so groß sein wird, daß die Spannung für die Last nicht mehr ausreicht. Die andere ist Erwärmung. Mit steigender Last steigt die Verlustleistung in den Wicklungen quadratisch, und wenn man genügend Leistung lange genug entnimmt werden sie abbrennen.

All das Gesagte macht klar, daß die Leistung eines Transformators abhängt von dem magnetischen Kernquerschnitt (weil mehr Querschnitt weniger Windungen benötigt, damit dickerer Draht verwendet werden kann) und von der Größe des Wickelfensters, das ist der Querschnitt wo sich die Wicklungen befinden. Aber es gibt keine lineare Formel für den Zusammenhang dieser beiden Dinge zur Leistung! Wenn ein Transformator größer wird, wird der Pfad zur Wärmeableitung länger und somit wird das Anwachsen der Leistung geringer als das Produkt der beiden Querschnittsflächen.

Bei all dem Durcheinander werde ich keine Abschätzungen abgeben, dafür aber die reale Berechnung empfehlen. Für einen gegebenen Eisenkern, berechne die benötigten Windungen, beachte den verfügbaren Platz dafür, berechne die Drahtstärke und über den spezifischen Widerstand von Kupfer von <math>0,0178 \Omega \cdot mm^2/m</math> den Gesamtwiderstand der Wicklung. Jetzt kann es helfen zu wissen, daß für kleine Transformatoren ein maximaler Verlust von 10% (5% pro Wicklung) normalerweise akzeptiert wird. Das sollte es ermöglichen, die Leistung zu berechnen, welche sicher aus dem Trafo entnommen werden kann, wenn man genug Wissen für diese Rechnung hat! Man braucht nicht mehr Mathematik als man in der Schule gelernt hat, etwa in der 5. Klasse.

Hey, ich höre euch schreien!!! OK, OK, um die Sache klarer zu machen werde ich ein Beispiel vorrechnen. Nehmen wir den Kern von oben an, mit <math>6cm^2</math> Querschnitt und <math>10cm^2</math> verfügbar für die Wicklungen und daß eine Windung im Mittel 20cm lang ist. Wir verteilen den Wickelraum gleichmäßig auf Primär- und Sekundärseite. Und wir nehmen an, daß nur 40% des Wickelfensters wirklich für Kupfer genutzt werden, der Rest ist Isolation, Luft und verlorener Zwischenraum. Das ist in etwa eine realistische Annahme und beschert uns <math>2cm^2</math> für das Kupfer pro Wicklung. Mit 1376 Windungen hat die Primärwicklung einen Drahtquerschnitt von <math>0,14mm^2</math>, die Gesamtlänge ist 275m. Der Widerstand berechnet sich aus

::<math>R = \frac{\rho \cdot l}{A} = \frac{0,0178 \frac{\Omega \cdot mm^2}{m} \cdot 275m}{0,14mm^2}=35 \Omega</math>

Wir erlauben 5% Verlust in jeder Wicklung. Bei 220V sind das 11V. Nun einfach das ohmsche Gesetz anwenden und der maximal Primärstrom ist 0,32A, multipliziert mit 220V ergibt das ein maximale Eingangsleistung von 70VA für diesen Trafo.

Cool, he? ;-)

Man beachte, daß der Magnetisierungsstrom hier nicht berücksichtigt wird. Du sagst vielleicht, daß selbst wenn es nur 10 oder 20% des Maximalstroms sind, er doch berücksichtigt werden muß! Wenn du das sagst, liegst du falsch. Der Magnetisierungsstrom ist 90 Grad phasenverschoben zum transformierten Laststrom und dadurch, selbst wenn es 20% des Laststrom sind, die Spitze der vektoriellen Summe der beiden sehr nahe beim Laststrom allein liegt. Es lohnt sich nicht den kleinen Unterschied zu beachten.

== Transformatoren für Schaltnetzteile ==

Das vorherige Kapitel kann nahezu vollständig auf Transformatoren höherer Frequenz in Schaltnetzteilen angewendet werden. Es gibt nur ein paar praktische Unterschiede, welche ich jetzt nennen werde.

Bei Frequenzen über ein paar hundert Hertz ist die Sättigung nicht mehr der begrenzende Faktor bei Auswahl der maximalen Flußdichte. Der Grund liegt darin, daß die Verluste des magnetischen Materials so hoch werden, daß die Flußdichte verringert werden muß, um ein akzeptables Maß an Verlusten zu erreichen! Man braucht wirklich das Datenblatt des Herstellers um festzustellen, welche Flußdichte akzeptabel ist. Um eine grobe Vorstellung zu erhalten sollte man bedenken, daß fast immer Ferritmaterial benutzt wird. Ferrit sättigt bei 0,3 bis 0,4T, das ist die absolute Grenze. Für ein typisches Leistungsferrit muß man die Flußdichte bei 25kHz unterhalb 150mT halten, und über 100kHz unter 50mT. Aber viel hängt auch von der Kerngröße ab. Ein größerer Kern muß dabei mit geringerer Flußdichte arbeiten, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Normalerweise arbeiten Schaltnetzteile mit Rechtecksignalen, d.h. man muß die 11% zur "Sinuskorrektur" aus der Formel (4) entfernen. Und dann nutzen viele Schaltnetzteile den magnetischen Kern nur einseitig, sprich er wird nur in eine Richtung magnetisiert, was wiederum einen Faktor zwei aus der Formel entfernt. Für den Rest ist die Rechnung die gleiche wie für Netztafos.

Sei nicht überrascht wenn man mit sehr wenigen Windungen endet. Faktisch ist es ziemlich normal, nur 10 oder 20 Windungen an einer 300V Primärwicklung eines großen Schaltnetzteils zu haben.

== HF-Breitbandübertrager==

Vielleicht hast du diese Ferrittrafos schon am Ausgang von Transistor HF-Verstärkern gesehen. Sie sehen aus wie zwei Ferritröhren nebeneinander, mit zwei Kupferröhren hineingesteckt, welche die Primärwicklung mit einer Windung ergeben. Durch diese Kupferröhren sind einige Windungen isolierter Draht gezogen, welche die Sekundärwicklung bilden. Laßt uns so einen Trafo als Beispiel nutzen.

Unser hypothetischer Fall ist ein 100W Push-Pull Verstärker für 1,8-30MHz, gespeist von 13.8V, wie sie zu Millionen täglich von Funkamateuren und allen möglichen kommerziellen Diensten genutzt werden. Jeder Transistor kann seine Seite der Primärwicklung ziemlich nah an Masse ziehen, aber nicht ganz, wegen der Sättigungsspannung. HF-Transistoren sättigen typisch bei 1V, so daß es vernünftig ist anzunehmen, daß der Transistor um 12,8V schalten kann, was 25,6V Spitzenspannung für die Primärwicklung bedeutet, oder ca. 18V RMS. Auf der anderen Seite soll die Sekundärwicklung die HF-Leistung an 50 Ohm liefern, und 100W an 50 Ohm sind 70,7V. Deshalb brauchen wir ein Spannungs(Windungs)verhältnis von ca. 3,9. Mit einer Primärwicklung mit nur einer Windung können wir nur ganzzahlige Verhältnisse realisieren, deshalb entscheiden wir uns für vier Sekundärwindungen. Der Effekt ist, daß bei 100W die Transistoren bei 17,7V RMS laufen, oder 25V Spitze. D.h. sie schwingen über 12,5Vder Stromversorgung und lassen dabei 1,3V übrig für sie Sättigung. So weit so gut.

Bei 1,8MHz, unsere niedrigste Frequenz, kann ein typischer Ferrit sicher bis 12mT belastet werden. Wir haben einen schönen, reinen Sinus, also nutzen wir Gleichung (4).

::<math>1 Windung = \frac{17,7V}{4,44 \cdot A \cdot 1,8MHz \cdot 12mT}</math>

umgestellt nach der Fläche

::<math>A = \frac{17,7V}{4,44 \cdot 1 Windung \cdot 1,8MHz \cdot 12mT} = 1,8 \cdot 10^{-4}m^2</math>

Wir brauchen ein Kernquerschnitt von 1,8cm^2. Ein kleinerer Kern würde bei voller Leistung nach einiger Zeit überhitzen, während ein größerer etwas teuerer wäre, aber den Vorteil der spektralen Reinheit mit sich bringt, denn geringere Flußdichte heißt weniger Verzerrung. Aber für die Übung bleiben wir bei 1,8cm^2

Wir müssen noch etwas arbeiten. Wir könnten einen langen, dünnen Ferrit nutzen, oder einen kurzen dicken. Und wir können unter verschiedenen Ferrittypen wählen! Um die Auswahl einzuschränken, schauen wir uns die Induktivitätsforderung an. Der Ansatz ist, daß der Transformator eine Induktivität haben sollte, die hoch genug ist, um wenig Einfluß zu haben, wenn man ihn parallel zur Last schaltet. Pi mal Daumen sollte der induktive Widerstand 10mal höher sein als die Last. Man kann sich aussuchen, ob man das für die Sekundärspule mit 4 Windungen und 50 Ohm oder die Primärspule mit 1 Windung und 3,1 Ohm berechnen will, das Ergebnis ist gleich. Ich wähle die Primärseite. Der induktive Widerstand berechnet sich aus.

::<math>X_L=2 \pi \cdot f \cdot L</math>

Das heißt für uns

::<math> L=\frac{X_L}{2 \pi \cdot f}=\frac{31 \Omega}{2 \pi \cdot 1,8 MHz}=2,7 \mu H</math>

Wir brauchen also 2,7µH, um Pi mal Daumen die Anforderung des zehnfachen induktiven Widerstands zu erfüllen. Jetzt muß man sich die Datenblätter der Kerne anschauen und den passenden raussuchen. Für diese Beispiel werde ich den Katalog von Amidon nutzen.

Versuchen wir den ziemlich verbreiteten Typ FT-50-43. Dieser Ringkern hat 0,133cm^2 Querschnitt. Zwei Stapel zu je sieben Stück würden unsere Anforderung bezüglich Flußdichte erfüllen. Der [http://de.wikipedia.org/wiki/AL-Wert#Bestimmung_der_Induktivit.C3.A4t_mittels_AL-Wert AL-Wert] ist 0,52µH/N^2, d.h. 14 Kerne mit einer Wicklung ergeben 7,3uH, ein Mehrfaches unseres benötigten Wertes. Weil aber Breitbandverstärker zu Schwingungen bei niedrigen Frequenzen tendieren, weil dort die Transistoren die größte Verstärkung haben, ist es keine gute Idee mehr Leistung bei niedrigen Frequenzen anzubieten als notwendig! Versuchen wir einen anderen Typ.

Das Material 43 hat eine [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilit%C3%A4t_%28Magnetismus%29 Permeabilität] von 850. Ein Kern mit den gleichen Abmessungen aber mit einer Permeabilität von nur 330 wäre nett. Aber Amidon macht keine Kerne dieser Größe in einer Permeabilität auch nur annähernd zu dem. Hey, man kann nicht immer umsonst Achterbahn fahren. Die nächstniedrigere Permeabilität, welche von Amidon verfügbar und für unser Projekt brauchbar ist, ist 125, das ist zu wenig. Also bleiben wir beim 43er Material uns sehen was wir machen können.
Es gibt den FT-82-43 aus dem gleichen Material. Er ist viel dicker, hat 0,25cm^2 Querschnitt und einen AL-Wert ziemlich ähnlich zu unserem anderen Kern, 0,55µH/N^2. Zwei Stapel mit je 4 Stück ergeben mehr als genug Querschnitt mit 4,4µH. Das ist eine brauchbare Lösung und bringt uns mehr Platz für die Wicklungen.

Bei höheren Frequenzen ist die Flußdichte geringer und bleibt damit unterhalb der Grenze des Materials. Das Verhältnis zwischen induktivem Widerstand und Lastwiderstand verbessert sich mit steigender Frequenz, aber bei den höchsten Frequenzen könnten parasitäre Kapazitäten starken Einfluß gewinnen, so daß man sie bei der Entwicklung berücksichtigen sollte.

== Energiespeicherung in Magnetkernen ==

Weiß du wieviel Energie eine Spule speichert? Das ist definiert durch die gleiche, alte Formel, die oft in der klassischen Physik auftaucht.

:<math>(5)\quad E = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2</math>
::<math> [J] = \frac{1}{2} \cdot [H] \cdot [A]^2</math>

Die Einheit der Energie ist Joule (J). Die Induktivität L in Henry (H) sowie der Strom I durch die Spule in Ampere (A). Im Falle eines Transformators muß dieser Strom netto berechnet werden, nachdem man die (transformierten) Primär- und Sekundärströme abgezogen hat unter Berücksichtigung des Windungsverhältnisses. Kurz, das ist der Magnetisierungsstrom.

In den meisten Anwendungen als Transformator ist dieser Strom nicht wirklich gewünscht, aber ein unvermeidbarer Nebeneffekt. Aber es gibt Anwendungen, welche diese Energiespeicherung gut nutzen! Ein sehr wichtiges Beispiel ist der Sperrwandler. Im Prinzip speichert dieser Wandler die Energie von der Primärseite und entlädt sie in die Sekundärseite, oft mit einer Spannung, welche '''nicht''' dem Windungsverhältnis entspricht! Weil Primär- und Sekundärstrom nicht zur gleichen Zeit fließen ist es nicht mehr gültig, daß die Spannungen im gleichen Verhältnis wie die Windungszahlen stehen!

Nehmen wir an, wir entwickeln ein Schaltnetzteil auf dieser Basis. Wir wollen 13,8V Ausgangsspannung, während die Eingangsspannung 110 oder 220V ist. Der logische Ansatz in diesem Fall ist die Nutzung eines Gleichrichters, welcher als Brücke für 220V oder als Verdoppler für 110V geschaltet werden kann. Am Ende haben wir 300VDC in beiden Fällen, der Rest des Schaltnetzteils ist identisch, unabhängig von der Netzspannung. Nehmen wir weiter an, wir haben einen Ferritkern mit 2cm^2 Querschnitt, 12cm magnetische Pfadlänge mit einer Anfangspermeabilität von 2000 und 350mT Sättingsflußdichte. Der Wandler soll bei 100 kHz laufen. Für die Entwicklung brauchen wir noch ein paar Informationen. Den AL-Wert, welcher das Verhältnis zwischen Anzahl der Windungen und Induktivität beschreibt. Wenn er nicht im Datenblatt angegeben ist, kann man ihn aus den physikalischen Abmessungen und Ferriteigenschaften berechnen. Oder man wickelt eine Meßspule und mißt den Wert nach, aber es ist ganz sicher einfacher ihn aus dem Katalog zu bekommen! Nehmen wir an unser Kern hat 6µH/N^2, d.h. 1 Windung ergibt 6µH, 10 Windungen ergeben 600µH und so weiter. Diese angenommenen Werte sind typisch für praktische Fälle.

Um die Spannungsbelastung des Transistors der Primärseite zu verringern, wählen wir 30% der Zykluszeit für die Aufladung des Transformators und 60% für die Entladung. Das erlaubt die Entladung mit der halben Eingangsspannung, d.h. der Schalttransistor sieht nur 450V statt 600V. Das reduziert auch die Stromspitze des sekundären Gleichrichters, während dadurch aber die Stromstärke der Primärseite sowie Spannungsfestigkeit der Sekundärseite erhöht werden, was hier aber kein Problem ist. Die verbleibenden 10% der Schaltzeit sind reserviert für Schaltzeit des Transistors, Totzeitsteuerung des Steuer-ICs etc. Bei 100kHz ist die Ladezeit 3µs, die Entladezeit 6µs. Ein Blick ins Datenblatt sagt uns, daß bei 100kHz und einseitiger Magnetisierung die Flußdichte auf 100mT begrenzt werden sollte. Durch Anwendung von Formel (1) und (2) können wir schnell ausrechnen.

::<math> B = \frac{U \cdot t}{N \cdot A}</math>

::<math> N = \frac{U \cdot t}{B \cdot A} = \frac{300V \cdot 3\mu s}{0,1T \cdot 2 \cdot 10^{-4}m^2}=45</math>

45 Windungen laden diesen Kern auf 0,1T in 3µs, wenn man 300V anlegt. Schön und einfach. Auf der Sekundärseite brauchen wir 13,8V, plus ca. 1V für die Gleichrichterdiode, macht in Summe ca. 15V. Wir können die gleiche Formel einsetzen, nur mit anderen Werten für Spannung und Zeit.

::<math> N = \frac{U \cdot t}{B \cdot A} = \frac{15V \cdot 6\mu s}{0,1T \cdot 2 \cdot 10^{-4}m^2}=4,5</math>

Gefällt dir das? Das Windungsverhältnis ist 10:1, während das Spannungsverhältnis 20:1 ist, weil das Zeitverhältnis 1:2 ist!

Entscheide frei ob du lieber 4 oder 5 Windungen haben willst, das bewirkt nur eine geringfügige Änderung der Lade- und Entladezeiten.

Nun, wieviel Leistung kann dieses Netzteil liefern? Nein, rechne jetzt nicht wie bei einem Netztrafo! Wir haben hier zwei Grenzen. Eine ist die begrenzte Wärmeerzeugung im Transformator, aber es gibt auch eine funktionale Grenze, welche viel wichtiger ist. Unser Schaltnetzteil arbeitet mit Energiespeicherung und bei jedem Zyklus wird nur eine kleine Menge an Energie gespeichert, wodurch die am Ausgang verfügbare Leistung streng begrenzt ist!

Durch unseren oben angenommenen AL-Wert hat unsere Primärwicklung mit 45 Windungen eine Induktivität von 12mH. Über die Definition der Induktivität können wir den Spitzenstrom am Ende des Ladezyklus ausrechnen.

::<math> I = \frac{U \cdot t}{L} = \frac{300V \cdot 3 \mu s}{12mH}= 75mA</math>

Nur 75mA! Sieht nicht viel aus. Berechnen wir die gespeicherte Energie.

::<math>E = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2= \frac{1}{2} \cdot 12mH \cdot (75mA)^2=34\mu J</math>

Man kann das auch über einen anderen Ansatz berechnen. Da der Strom linear von Null bis 75mA ansteigt, ergibt das im Mittel 37,5mA. Bei 300V und 3µs sind das

::<math>E = U \cdot I \cdot t = 300V \cdot 37,5mA \cdot 3\mu s =34\mu J</math>

Schön wenn die Dinge übereinstimmen...? ;-)

Wenn man bedenkt, daß man bei 100kHz 100.000 dieser kleinen Brocken von Energie pro Sekunde hat, und Leistung schlicht Energie pro Zeit ist, dann kommen wir auf traurige 3,4W für unser glorreiches Netzteil! Sieht nach einer ziemlich schlechten Nutzung für einen Kern dieser Größe aus, nicht wahr? Dieser Kern ist mit "250W typisch" durch den Hersteller gekennzeichnet!!!

Wir müssen herausfinden, wie wir mehr Energie in dem Kern speichern können. Wenn wir die Induktivität erhöhen, wird der Strom kleiner, aber der Strom geht quadratisch in die Energie ein! Keine gute Idee. Es ist besser die Induktivität zu verringern, dadurch steigt der Strom. Da die gespeicherte Energie linear von der Induktivität, aber quadratisch vom Strom abhängt, ist es offensichtlich daß die gespeicherte Energie proportional steigt.

Wie machen wir das? Wir können nicht einfach die Windungszahl verringern! Das bringt uns in Widerspruch mit Gleichung (1), erhöht die Flußdichte mehr als der Ferrit verträgt. Erkennst du das Problem? Wir müssen die Induktivität verringern, ohne die Windungszahl zu verringern, um die Flußdichte zu erhalten.

Es gibt ein einfaches Werkzeug um das zu erreichen. Luft! Man muß nur den Magnetfluß über einen Luftspalt laufen lassen, indem man die beiden Kernhälften geringfügig auseinander zieht. Der Effekt dieses Luftspalts ist die Verringerung der effektiven Permeabilität des Kerns und damit die Reduzierung des AL-Werts, ohne Einfluß auf andere Parameter. Schauen wir was passiert wenn wir einen Luftspalt von insgesamt 1mm einfügen, was durch das Entfernen der Kernhälften um 0,5mm erreicht wird.

Der magnetische Fluß läuft nun 120mm durch Ferrit mit einer Permeabilität von 2000 und 1mm durch Luft mit einer Permeabilität von Eins. 2000mm Ferrit haben den gleichen magnetischen Widerstand wie 1mm Luft! D.h. unser Kern hat nun nur noch eine effektive Permeabilität von 120 anstatt der 2000! Das heißt auch, unser AL-Wert ist nun 0,36µH/N^2 und unsere Primärwicklung mit 45 Windungen hat nun nur noch 720µH. Das wiederum heißt, daß sie in 3µs auf 1,25A aufgeladen wird und 0,56mJ pro Zyklus speichert, woraus 56W Ausgangsleistung entstehen. Das sieht deutlich besser aus als unsere mageren 3,4W ohne Luftspalt! Und all das bei der gleichen Flußdichte im Kern!

Hast du jemals gedacht, daß eine 1mm dicke Luftschicht so schrecklich wichtig sein kann?

Die nächste Frage wäre, ob es eine Grenze für den Luftspalt gibt. Sicher, es gibt zwei Grenzen. Eine ist einfach, wenn man die gespeicherte und übertragene Energie erhöht, erhöht sich auch der Verlust in der Wicklung. An einem Punkt erreicht man die Grenze der thermischen Verluste im Kupfer, genauso wie im Netztransformator. Die Größe des Luftspalts ist meist ein Kompromiß des Entwicklers. Aber es gibt ein anderes Problem. Mit fallender effektiver Permeabilität fällt auch die Kopplung zwischen den Wicklungen. Der Transformator entwickelt ein starkes Streufeld und zeigt starke ungekoppelte Induktivität, welche zur Zerstörung des Leistungstransistors und der Diode führen kann und in den meisten Fällen einen [[Snubber]] notwendig macht. Der Entwickler muß manchmal mit weniger Luftspalt auskommen als was die Wicklungen thermisch verkraften könnten. In jedem Fall kann das Koppelproblem durch richtige Konstruktion des Transformators minimiert werden. Die Primär- und Sekundärwicklung kann gemischt sein, eine bifilare Wicklung ist manchmal möglich. Und es ist oft eine gute Idee, eine dicke Kupferfolie um den kompletten Transformator zu wickeln, welche eine Kurzschlußwindung darstellt. Diese bewirkt, daß der Fluß außerhalb zu Null wird, was bedeutet, daß der Fluß durch den Spulenaufbau gleich dem um die Spule (Seitenschenkel des Kerns) ist und damit die Kopplung verbessert.

In vielen Fällen ist es besser ein Material mit weniger Permeabilität zu verwenden, wie z. B. Eisenpulver. Der Transformator wäre nahezu identisch, wenn wir ihn mit einem Material mit einer Permeabilität von 120 ohne Luftspalt bauen würden. Er hätte eine bessere Kopplung und weniger Streufeld. Andererseits ist der große Vorteil des Luftspalts, daß der Entwickler genau festlegen kann, wieviel effektive Permeabilität er will, ohne einen neuen Kern bestellen zu müssen!

== Drosseln ==

Eines der schlimmsten Dinge, die ich je in einem elektrischen Sachbuch sah, daß man verschiedene Formeln für das Gleichstrom- und Wechselstromverhalten von Spulen angegeben hat. Das ist kompletter Unsinn!!! Es gibt keinen grundlegenden Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom. Zu jedem Zeitpunkt des Wechselstroms fließt ein "Gleichstrom", und in Gleichstromanwendungen fließt auch ein Wechselstrom, wenigsten beim Ein- und Ausschalten. Deshalb können und sollten wird die gleichen Entwicklungsansätze für Drosseln nutzen.

Schauen wir uns das in der Praxis an. Eine verbreitete Aufgabe ist die Entwicklung einer Drossel mit einer bestimmten Induktivität, welche einen bestimmten Strom aushält ohne in die Sättigung zu gehen. Beachte, daß für Gleichstromanwendungen die Grenze immer durch die Flußdichte gesetzt wird. Erinnerst du dich daran, was ich weiter oben geschrieben habe? Bei hohen Frequenzen ist die Grenze durch die Kernverluste bestimmt, und bei niedrigen durch die Sättigung. Und Gleichstrom ist einfach eine sehr, sehr niedrige Frequenz. ;-)

Nehmen wir an, wir brauchen eine Drossel mit 100µH, die wenigstens 10A aushält, bevor sie in die Sättigung geht. Nehmen wir an, wir nutzen einen Ringkern aus Eisenpulver dafür mit einem Querschnitt von 1cm^2 und einer Pfadlänge von 10cm. Die Permeabilität ist 75 und die Sättigung beginnt bei 0,5T, Der AL-Wert ist 80nH/N^2. Allein aus dem AL-Wert können wir leicht ausrechnen, daß wir 35 Windungen brauchen. Nun, wie können wir den Fluß ausrechnen? Letztendlich wird keine Spannung an die Wicklung angelegt! Denk noch mal nach! Es '''muß''' eine Spannung angelegt worden sein, um den Strom fließen lassen zu können. Wenn wir 1V anlegen, würde es bei 100µH 1ms dauern, ehe 10A erreicht werden, wie man aus Gleichung (3) leicht errechnen kann. Zusammen mit Hilfe von Gleichung (2) können wir die Flußdichte direkt berechnen

::<math>B = \frac{L \cdot I}{A \cdot N}= \frac{100 \mu H \cdot 10A}{1 \cdot 10^{-4}m^2 \cdot 35}=0,28T</math>

welche in einer Flußdichte von 0,28T endet in unserem Kern mit 1cm^2 Querschnitt. Bingo! Diese Drossel könnte fast das Doppelte an Strom leiten, bevor sie in die Sättigung geht. Ein kostenbewußter Entwickler würde die selbe Übung mit dem nächstkleineren Kern durchführen, welcher gerade groß genug ist, um die Drossel mit 100µH bei 10A zu erreichen.

== Kernauswahl ==

Es gibt unzählige Formen und Größen von magnetischen Kernen, und alle sind mit verschiedenen Materialien verfügbar. Es ist eine gute Idee, wenn man wenigsten prinzipiell weiß, was es gibt.

===Materialien===

Das älteste Material für Transformatoren ist '''Eisen''', bekannt als [http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamoblech Dynamoblech]. Es ist in dünnen Blechen verfügbar, welche voneinander isoliert werden müssen, um die Wirbelströme gering zu halten. Nur in reinen Gleichstromanwendungen kann man massives Eisen oder unisolierte Bleche nehmen. Transformatoreisen verträgt mindestens 1T bevor es in die Sättigung geht, während 1,2T für die meisten Typen OK ist, 1,5T für einige und 1,7T sind mit den Besten möglich. Die Permeabilität dieses Materials ist ca. 2000 bis 5000. Die Eisenlegierungen mit höherer Sättigungsgrenze haben die geringeren Werte. Die Verluste sind so hoch, daß sie für Frequenzen kurz über 100Hz der begrenzende Faktor sind, anstatt die Sättigung.

'''Eisenstaub''' wird auch genutzt, gemischt mit Epoxidharz und in Magnetkerne geformt. Die Permeabilität hängt vom Eisengehalt der Mischung ab. Da selbst eine kleine Menge Harz deutlich weniger Permeabilität als das Eisen hat, ist die effektive Permeabilität ziemlich niedrig, zwischen 2..100 sind typisch. Für höhere Permeabilitäten wird die Korngröße und Form des Eisen sehr wichtig, da man sehr enge Kornpackungen erzielen kann.
Sättigung setzt eher als bei massivem Eisen ein, weil der Fluß tendenziell aus den Eisenpartikeln gedrängt wird, 0,5T ist ein typischer Wert. Auf jeden Fall ist die Sättigung sehr "weich", es gibt keinen gut definierten Punkt an dem die Sättigung einsetzt. Die Verluste sind niedrig, so daß die Typen mit geringer Permeabilität bis in den HF-Bereich verwendet werden können. Diese Pulverkerne gibt es auch mit anderen Legierungen, wie z. B. Permalloy, in einigen Fällen mit attraktiven Eigenschaften.

'''Ferrite''' sind die vielseitigsten aller verfügbaren Materialien. Während sie bei niedrigeren Werten sättigen, typisch 0,3T, gibt es sie in einer riesigen Breite von Permeabilitäten. Es ist nicht schwer Ferrite mit einer Permeabilität von 20 oder 25.000 zu finden! Der unerfahren Anwender kann den Unterschied von Außen nicht erkennen. Selbst wenn zwei Ferritkerne identisch aussehen, kann der eine 1000fach verschieden zum anderen sein! Also sollte man sicherstellen, daß man '''weiß''', welches Material man hat, bevor man mit der Rechnung anfängt.

In jedem Fall gibt es zwei große Kategorien von Ferriten. Leistungsferrite, genutzt in Schaltnetzteilen etc., sie haben eine Permeabilität von etwa 2000 und geringe Verluste zwischen 20..100kHz. HF-Ferrite mit Permeabilitäten zwischen 100...1000 und geringen Verlusten machen sie brauchbar bis 30MHz. Aber es gibt viele Ferrittypen, die bei weit höheren Frequenzen noch arbeiten und weniger Permeabilität haben. Die Permeabilitäten über 2000 sind reserviert für spezielle Kerne wie Breitbandübertrager, Transductoren und Rauschfilter.

=== Formen ===

Bei den Formen will ich nur einige nennen.

*Ringkerne: Sie sind einfach, billig und leicht zu nutzen, haben geringe Dispersion (wenig Streufeld), gute Selbstabschirmung, können aber keinen Luftspalt enthalten, und 10.000 Windungen auf einen Ringkern wickeln ist nichts was ich gern tun würde.

*Für Speicherdrosseln gibt es Ringkerne mit "verteiltem" Luftspalt.(Pulver mit Bindemittel, der Luftspalt verteilt sich über den gesamten Ring)

*E-Kerne: Sehr zweckmäßig für die meisten Anwendungen, aber die scharfen Ecken sorgen für mehr Streuverluste
* U-Kerne: Etwas billiger und leicht ineffizienter als E-Kerne (wegen der größeren Pfadlänge)
*Schalenkerne: Vereint die Zweckmäßigkeit des E-Kerns mit der guten Schirmung des Ringkerns (er ist sogar besser!), aber sie kosten mehr. Manche haben einen einstellbaren Luftspalt.
*Stäbe: Nutzbar für Drosseln. Sie haben wirklich große Luftspalte! ;-) Aus genau diesem Grund sind sie unbrauchbar für Transformatoren, die Kopplung wäre zu schlecht.
*E-I Laminate: Das ist so ziemlich die einzige Form, in der man Transformatoreisen kaufen kann.

Ich empfehle man bestellt sich einige Kataloge der Hersteller von magnetischen Materialien und kann so mehr über die anderen 994 Formen lernen . . . Ich empfehle Amidon, Ferroxcube , Ferrinox (Thomson Composants), SiFerrit (Siemens), TDK, Philips, um einige zu nennen. Ich habe meist mit Amidon, Ferrinox und Mülleimerkernen gearbeitet. Die besten Leistungsdaten scheinen von einigen japanischen Ferriten zu kommen.

Diese kleine Abhandlung des Elektromagnetismus kann natürlich nicht als vollständig betrachtet werden, aber ich bevorzuge es, mich auf die wichtigsten Dinge für den Entwickler bzw. Hobbybastler zu konzentrieren. Ich habe alle Dinge übersprungen, welche in meinen Augen weniger wichtig sind für die praktische Anwendung. Ich habe auch viele praktische Hinweise übersprungen, welche zwar nützlich wären, aber diesen Artikel zu sehr in ein Kochbuch verwandelt hätten. Wer Fragen hat soll nicht zögern. Meine Adresse ist auf der ersten [http://ludens.cl/index.html Seite]. Wenn genug Fragen auftauchen, werde ich ein F.A.Q. anfügen.

== Siehe auch ==

*[[Spule]]
*[[Platinen-Induktivität]]
*[[MC34063]]
*[[Spartransformator]]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/181036 Forumsbeitrag]: Kurzschlußwindung bei Ringkernmontage vermeiden

== Weblinks ==

* [http://www.amidon.de/ Amidon], Hersteller von Kernen aller Art
* [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube], Hersteller von Kernen aller Art
* [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens, Hersteller von Kernen aller Art
* [http://www.ferrite.de ferrite.de], Händler für Kerne aller Art
* [http://www.tridelta-weichferrite.de/ TRIDELTA Weichferrite]
* [http://www.spulen.com/ MM Spulen für Elektronik] - Der Shop rund um die Spule - Drähte, Litzen, Ferrite, Spulen aller Art
* Sehr gute Erklärung der [[media:verlustarme_trafos.pdf | Wirkungsweise eines Trafos (PDF)]]
* [http://www.wolfgang-wippermann.de/koppelfa.htm Koppelfaktor messen], mit Beispielen von realen Spulenanordnungen auf dem Amateurfunkbereich
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1/Kapitel1.html Weitere Informationen zu 50-Hz-Trafos und Drosseln]
[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Spannungsversorgung und Energiequellen]]

Wanderkiste

2009-11-24T15:19:56Z

Voga2073:

== Worum geht es? ==

[[Bild:vorher.jpg|thumb|180px|right|Was dr-robotnik aus Kiste Merkur entnommen hat]]
[[Bild:nachher.jpg|thumb|180px|right|Was dr-robotnik in Kiste Merkur hineingelegt hat]]
[[Bild:Venus1a.jpg|thumb|180px|right|Wanderkiste Venus (CD-Spindel zum
Grössenvergleich)]]
[[Bild:Venus5.jpg|thumb|180px|right|Foto der Wanderkiste Venus wie sie [http://www.mikrocontroller.net/user/show/derelektroniker derelektroniker] verlassen hat]]
[[Bild:Venus4.jpg|thumb|180px|right|Foto der Wanderkiste Venus wie sie [http://www.mikrocontroller.net/user/show/Benedikt Benedikt] verlassen hat]]
[[Bild:Venus0209.jpg|thumb|180px|right|Foto der Wanderkiste Venus von [http://www.mikrocontroller.net/user/show/roquema roquema]]]
[[Bild:Venus0225.jpg|thumb|180px|right|Foto der Wanderkiste Venus von [http://www.mikrocontroller.net/user/show/Pyro-Mike Pyro-Mike]]]
[[Bild:Venus1b.jpg|thumb|180px|right|Wanderkiste Venus offen]]
[[Bild:kisteErde.jpg|thumb|180px|right|Wanderkiste Erde, wie sie dr-robotnik verlassen hat]]

Die '''Große Wanderkiste elektronischer Bauteile''' erklärt Andreas Jakob in [http://www.mikrocontroller.net/topic/118816#1070509] so:

Hallo Leute,
durch diesen Beitrag :[http://www.mikrocontroller.net/topic/118752#1070168|Beitrag "Bauteile zu verschenken"]

bin ich auf die Idee gekommen, auch in Deutschland so ein Wanderkistenprojekt zu starten wie: http://hackaday.com/2008/06/27/the-great-internet-migratory-box-of-electronics-junk/

'''Das Konzept :'''
Jeder kann sich in einer Liste eintragen, und erhält dann irgendwann die '''Wanderkiste''' vom aktuellen Besitzer zugesandt. Du nimmst dir aus der Kiste raus, was du möchtest, und legst im Gegenzug einige Dinge hinein, die du nicht mehr benötigst, die aber für andere nützlich sein könnten. Dann suchst du dir aus der aktuellen Liste jemand aus, und sendest die Kiste weiter an ihn.

So bekommt man für das Porto für ein Paket (z.B. bei Hermes 5.90€ für bis zu 25 KG) ein Überraschungspaket, und wird seine nicht mehr benötigten Bauteile, Platinen, Motoren, Lautsprecher, Geräte, Ausschlachtplatinen etc. etc. wirklich sinnvoll los.

Im Paket gibt es ein Büchlein, das seinen Lebensweg dokumentiert. Jeder macht ein Foto, wie er die Kiste erhalten hat, und schreibt einen Eintrag in ein Weblog, wann er Sie an wen weitergeschickt hat.

== Die RuleZ ==

Sind im Konzept ganz gut erklärt. Wenn es Ergänzungen gibt, kommen die hierhin.

Auf den Punkt gebracht :

Für alles was ich mir aus der Kiste herausnehme, lege ich etwas
gleichwertig nützliches wieder hinein. Wobei hier nicht der finanzielle
Wert im Vordergrund stehen soll, sondern der Nutzen bzw. die Freude die
ein Empfänger daran haben könnte.

Die aktuelle Entwicklung und Gedanken zur Wanderkiste kann man im Forum [http://www.mikrocontroller.net/topic/118816] verfolgen und aktiv diskutieren.

Knackig kurze Vorschläge, Anmerkungen usw. zu den RuleZ können auch auf [[Diskussion:Wanderkiste]] gemacht werden.

== Ich will mitmachen! ==

''Ich finde die Idee klasse und hoffentlich trägt mich einer in die Empfängerliste ein. Meine Kontaktdaten sind:''

* '''Username oder Email (ggf. Link zu eigenen Elektronikprojekten)'''
* hier Anhängen...
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! User || Merkur || Venus || Pluto || Erde || Sonstiges
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| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/super_flummy super_flummy(Dominik H.)]
| 05.06.09
| 18.03.09
| -
| 23.04.09
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/cheflooser cheflooser (Andreas)]
| 09.03.09
| 10.06.09
| -
| 09.05.09
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/stefan82 stefan82 (Stefan K.)]
| -
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/earlyperl earlyperl]
| -
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|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/Jola Jola]
| -
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|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/sven0876 sven0876]
| -
| -
| -
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|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/dc3yc dc3yc]
| -
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| -
| - Mitte 08.09
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/form form (Stefan P.)]
| 16.03.09
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/-crack- -crack-]
| - 27.4.09
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/nixo2 nixo2]
| -
| -
| -
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| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/dkeipp dkeipp]
| -
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/unixconf Olli]
| -
| -
| -
| -
| [http://rcos.codingmonkey.de/index.php rcos]
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/intercop intercop]
| 22.09.2009
| 07.11.2009
| -
| 06.10.2009
| [http://intercode.in.ohost.de meine HP]
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/andrekr andrekr]
| -
| 23.07.2009
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/Patric- Patric]
| -
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/Rodenberger Rodenberger]
| -
| 9.9.09
| -
| 24.09.2009
| [http://www.Sternwarte-Rodenberg.de HP-Sternwarte...]
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/tinman tinman]
| 07.10.2009
| 17.09.2009
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/reirawb ReiRaWB]
| -
| -
| -
| 16.09.2009
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/rasfunk Rasfunk]
| -
| 26.09.2009
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/hoal hoal]
| -
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/netzwanze netzwanze (Christian H.)]
| -
| -
| -
| -
| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/danielhd danielhd]
| -
| -
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| -
|-
| [http://www.mikrocontroller.net/user/show/bertolito bertolito]
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| -
| -
| -
|-

|}

Anmerkungen !!!

Merkur:

Sacha ber. = USER ?

Venus:

Benedikt hatte die kiste 2 mal ?

Erde:
12.03.09 user ?

* Mannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn !!!! bitte nachtragen
* Boar sind des viele wird wohl ne weile dauern :P Daten übertrage ich wen die liste komplett ist. --[[Benutzer:Theborg0815|Theborg0815]] 04:07, 13. Mär. 2009 (CET)

== Karte ==

<googlemap version="0.9" lat="53.354135" lon="10.634766" type="map" zoom="5">
6#B2758BC5
49.77812, 9.983752
52.23558, 8.169402, Kiste Merkur
</googlemap>
== Fotos, Berichte, Links, ... zur Wanderkiste ==

=== Kiste Merkur ===

Wer diese Kiste haben möchte sollte sich bewusst sein, dass diese
sehr schwer ist (10-15 KG) !

12.12.2008 - Ist fertig gepackt und wird am 13.12 an Dr. Robotnik 
gesandt. Er wird sie mit einer seiner Kisten durchmischen,
um einen besseren Mix zu erhalten.
13.12.2008 - Kiste wurde versandt, Trackingnummer wurde dem Empfänger mitgeteilt. 
20.12.2008 - Kiste endlich in Gerbrunn angekommen. Ich hab schon einige feine Sachen gefunden mit denen ich was anfangen kann. Werde berichten. dr-robotnik 
21.12.2008 - Ich habe jetzt einige Sachen herausgenommen und andere dafür hineingetan. Hier eine Übersicht: 
'''Herausgenommen habe ich''' 
- ein altes EGA Display (vermutlich aus einer Kasse ?) 
- einen kleinen Ringkerntrafo 2x12V (darüber freue ich mich am meißten,
werde daraus ein kleines Doppelnetzteil bauen freu) 
- eine Biegehilfe für axial bedrahtete Bauteile 
- einen kleinen Alu-Kühlkörper (wird auch fürs Netzteil verwendet) 
- zwei ältere ISA Grafikkarten (daraus will ich den DAC rausholen, wird
verwendet für einen einfachen Testbildgenerator, an dem ich zur Zeit
bastle) 
- eine kleine Prototypen-Platine mit MAX232 Beschaltung (einfach toll!) 
- einen alten Gameboy (mal sehen, was daraus wird, vieleicht ein kleiner
Logic Analyzer ?) 
- Einen BlueTooth Adapter für Drucker mit Centronics-Schnittstelle
(Hoffentlich funktioniert er, mein neues Notebook hat keine parallele
Schnittstelle mehr, so kann ich wieder meinen LaserJet in Betrieb
nehmen) 
- Einige LSTTL Bausteine die ich gut gebrauchen kann 
- 10 Stk. kleine Taster mit Kappen 
- Einige Transistoren, ältere Typen 
- 5 Stk. Zenerdioden 
- 2 5Watt Widerstände 
- Einige Kondensatoren 
- Außerdem habe ich ein großes Stück Steckschaum gegen mehrere kleine
getauscht. 
'''Hineingelegt habe ich''' 
- 2 Große Platinen aus einer Industriesteuerung (definitiv defekt, aber
mit vielen netten Bauteilen zum ausschlachten u.A. viele solid state
relais) 
- 2 große Lüfter aus einem Beamer 
- Eine schöne unbenutzte SMD-Prototypenplatine mit Lötstopplack 
- Ein TFT-Display aus einem Notebook 
- Ein kleiner Alu-Kühlkörper 
- Ein Antrieb aus einem Flachbettscanner mit Schrittmotor 
- Einige verschiedene Schrittmotoren 
- Noch ein kleiner Lüfter 
- Mehrere Si-Dioden und jede Menge 9,1V Zener 
- Einige verschiedene Transistoren 
- Eine kleine zweistellige Siebensegmentanzeige, rot 
- Drei Hub- äh.. Zugmagneten (wie heißen die Dinger richtig?) 
- Zwei 16Bit ADCs von Burr Brown und ein Sample/Hold-Baustein von
ANALOGIC 
- Ein kleines Gehäuse mit eingefräster Durchführung für Flachbandkabel
(vieleicht brauchbar für einen kleinen PC-Logic Analyzer?) 
- Einige Abblock-Kerkos 
- Eine Drehpotentiometer-Skala zum aufkleben auf die Frontplatte 
- Einige Steckverbinder und BNC-Buchsen 
- Eine Hand voll verschiedene Quarze 
- Zwei Hartmetallbohrer (ich glaube 0,3mm hab aber nicht nachgemessen) 
- und ein Modellbau-Tipps Buch von Proxxon 
22.12.2008 Die Kiste geht weiter an Tim Hotfilter (Hotty) nach Bissendorf
Ist am 24.12 Bei mir (Tim Hotfilter) angekommen! 
'''Sachen die ich aus der Kiste nahm: ''' 
- ICs, Transistoren, Widerstände und Kondensatoren 
- 3 LCDs 
- Schrittmotoren 
- SMD Adapterplatienen 
- vieles Mehr 
'''Sachen die ich in die Kiste tat:''' 
- Etliche Platienen (6 Eurokarten aus einen Ansagegerät, LED-Matrix aus einem Bus, Steuerung aus einem Bus (viele Taster mit beleuchtung + LCD) etc...) 
- 1 LCD (2x24 sehr große Zeichen 9mm) 
- 1 SLM1608 LED-Matrix Modul (RG 16x16) 
- Kondensatoren und Kühlkörper 
29.12.08 Weiter geschickt an Sascha Berkenkamp (Delmenhorst) 
09.03.2009 Die Kiste ist bei mir Andreas M. (Cheflooser) angekommen 
12.03.2009 Wird weitergeschickt an Stefan Pendsa 
16.03.2009 Ist bei mir (Stefan) angekommen und wird morgen genauer inspiziert 
25.04.2009 Aus Zeit- und Platzmangel kam ich leider erst jetzt dazu, mich der Kiste zu widmen. Ich habe sie mal komplett "defragmentiert" - d.h. keine Tütenwirtschaft mehr. 
'''Sachen die ich aus der Kiste nahm: ''' 
- 1x Dragon FireCrypt CAM-Modul 
- 1x VGA-Verlängerung 
- 1x Beutel Schrauben 
- 1x Commodore Keyboard 
- 1x Entlötpumpe 
'''Sachen die ich in die Kiste tat:''' 
- 1x Monacor Standmikrofon 
- 1x Flussmittelstift "Fluxi" 
- 10 Stangen Optokoppler "TLP421" (Datasheet: http://www.toshiba.com/taec/components2/Datasheet_Sync/206/4205.pdf) 
- 1x Asus "OC Palm" USB-Farbdisplay (Treiber: http://dlcdnet.asus.com/pub/ASUS/misc/utils/OCPalm_V10012.zip) 
- 1x Defekter Mini-Helikopter (Sender, Empfänger und Motoren sind i.O. - LiPO schwach) 
- 1x Hochlast Draht-Poti (Rosenthal P150 270 Ohm) 
- 1x Technics STK8050 (Class A Hybrid-Endstufe) 
- 2x DS1265Y-100 Nonvolatile SRAM 1MB (Neu: Lithium Quelle ist noch "sealed") (Datasheet: http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS1265AB-DS1265Y.pdf) 
- 1x ICP CP 500 EC-Kartenterminal mit ISDN-Interface 
- 2x Styroflex-Kondensatoren Sortimente von Pollin (sind aber Polyester-Cs drin...) 
Die Kiste geht nachher zu Philipp nach Dittwar. 
Kiste ist am 05.06.2009 bei mir '''( Super_flummy )''' angekommen, hab sie am 22.06.2009 an '''( bastelator )''' weiter geschickt.
Hab ein paar Sachen gefunden, und wider ein paar rein getan. 

22.09.2009 Kiste bei mir '''(Intercop)''' angekommen. 
07.10.2009 Kiste bei mir '''(tinman)''' angekommen. 



=== Kiste Venus ===

Wer diese Kiste haben möchte sollte sich bewusst sein, dass diese möglicherweise sehr schwer ist ! 
 
('''vor der Aufteilung auf zwei Kisten waren es über 20 KG !''' ) 
 
12.12.2008 - Ist fertig gepackt, und wird am 13.12. an Stefan versandt. 
13.12.2008 - Kiste wurde versandt, Trackingnummer wurde dem Empfänger mitgeteilt. 
15 kg Kiste angekommen. [[Benutzer:Stefan|Stefan]] 18:17, 17. Dez. 2008 (CET). Die Kiste wiegt jetzt 16.5 kg und ist seit heute auf dem Weg zu bastelator (Dirk). [[Benutzer:Stefan|Stefan]] 14:44, 20. Dez. 2008 (CET). Infos zum
[http://www.mikrocontroller.net/topic/118816#1106912 DIGISOUND F/SK 44GB] in der Kiste. 
16,5kg-Kiste ist angekommen [[Benutzer:Bastelator|Bastelator]]. Auf den ersten Blick gigantisch! Weitere Neuigkeiten folgen, wenn die komplette Sichtung erfolgt ist. 21:12, 23. Dez. 2008 (CET) 
05.01.2009, 10:16:51 - Die Kiste ist bei mir ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/Benedikt Benedikt]) angekommen. Ich hoffe nur ich bekomme alle meine Sachen in die Kiste rein, die ist ja schon randvoll. 
Die Kiste geht diese Woche noch zu nitram. Momentanes Gewicht: etwa 19kg. 
10.01.2009 Die Kiste ist bei mir (nitram) angekommen!!! :-) 
Allerdings liege ich derzeit mit einer Grippe im Bett... 
Sobald es mir besser geht, geht die Kiste wieder auf Reise... 
16.01.2009 Die Kiste ist ist neu gepackt (mehr geht jetzt nicht mehr rein) und geht auf Reise zum "derelektroniker" 
19.01.2009 Kiste ist bei mit (derelektroniker) angekommen und wird nun an Robin Tönniges (rotoe) verschickt. Aktuell hat sie ein Gewicht von etwas über 20 Kilo. 
26.01.2009 Ich (rotoe) habe die Kiste Venus jetzt gezweiteilt weil es einfach zu voll wurde. Ich taufe die neue Kiste Pluto und werde jetzt beide Kisten weiterschicken. Habe schon zwei Leute angeschrieben. Wenn sie die Kisten haben möchten werde ich das hier schreiben. 
30.01.2009 Kiste ist nach Ema Tronik (roquema) unterwegs. Als Entschädigung fürs lange Warten ist die Kiste jetzt um ein STK500 erweitert worden. 
04.02.2009 Kiste "Venus" ist bei mir (roquema) angekommen. Das STK500 wird keine weite Reise mehr machen, dafür wird der Inhalt der (zuvor von rotoe gezweiteilen) Kiste von mir wieder annähernd verdoppelt. 
16.02.2009 "Venus" ist auf dem Weg zu Fabian (fabs). Ich habe ein Bordbuch hinzugelegt, da kann man den Verlauf eintragen. 
18.02.2009 "Venus" ist angekommen und wurde direkt inspiziert 
19.02.2009 "Venus" wird weiter geschickt an Pyro-Mike 
23.02.2009 Kiste "Venus" ist angekommen, habe ein paar nützliche Steckverbinder gefunden, wird in den nächsten Tagen weitergeschickt 
11.03.2009 Kiste "Venus" ist bei mir (Benedikt) angekommen, und geht in den nächsten Tagen weiter an super_flummy 
18.03.2009 Kiste Venus ist bei mir ( super_flummy ) sicher gelandet. Hab gute Sachen gefunden die ich für mein Projekt gebrauchen kann. Werde die Kisten dann Anfang der kommenden Wochen weiter schicken an AndreR 
10.06.09 Habe die Kiste bekommen, nicht viel rausgeholt und noch mehr reingepackt. Weitergeschickt am 2.07.09 (hatte ich die doch so lange) an Dennis K. aus S******tal 
11.07.09 Kiste angekommen (bei Agentbsik) und geht in den kommenden Tagen weiter auf Reise. 
17.09.2009 Kiste ist angekommen (bei tinman) und geht zum rasfunk die tage.. 
'''Rausgenommen :''' 
16 x MB8264 
2 x EF6821 
2 x FTDI 232R 
1 x TC7107 
1 x upD71054C 
2 x 27E512 
2 x 74154 
2 x LTC3443 
4 x 27C64 
4 x 10pol flachband buchsen 0.5mm pitch 
16 x TDSR1160 7seg displays 
1 x Pollin WD-C0801P 
'''Reingetan''' 
2 x Schmartboard PLCC20-84 
1 x PGA Reball Stencil 1mm pitch + 1000stk von 0.6mm balls 
7 x MAN6410 7seg anzeigen 
1 x ZIF24 sockel 
6 x M5480 LED disp. driver 
2 x NEC uPD70208L V40 8/16bit MCU 
1 x Zilog Z8018008VSC µC (wie HD64180) und ein HD64180 user manual buch 
1 x NXP 80C592 µC (gebraucht aber ok) 
1 x SAB 80C535-16 µC 
1 x MAX134CPL 
1 x DAC4815AP 
1 x MHS 80C32-16 
1 x RFM HC1348 533Mhz Quarz Oscilator (kein standard pinout!) 
4 x XC9536VQ44-5C 
2 x XC9572TQ100-5C 
1 x Spartan II XC2S100TQ144-5C 
3 x Prolific PL2303HX 28soic USB to Serial Bridge Controller 
1 x Powertip GLCD PG24064 (T6963C controller) 
2 x Wellion Linus blutzucker geräte -> siehe [http://www.mikrocontroller.net/topic/148596] 
 
26.09.2009 Kiste war bei mir (Rasfunk), ging raus an hoal. 
04.11.2009 Die Venus ist von Hoal an Intercop gegangen. 

=== Kiste Pluto ===

Die Kiste Venus wurde am 26.01.2009 von rotoe geteilt, weil sie einfach zu voll wurde. Eine Teilkiste reist als Kiste Venus weiter; eine Teilkiste als Kiste Pluto. 
05.02.2009 Kiste ist Unterwegs zu Suelzle-frank 
14.02.2009 Kiste ist bei mir angekommen und wird am Wochenende unter die Lupe genommen 

=== Kiste Erde ===

Die Kiste Erde wurde von Dr. Robotnik eingerichtet und befüllt. Sie ist auf dem Weg zu User [http://www.mikrocontroller.net/user/show/toybaer toybaer]. 
- die Kiste kam am 13.12. in Hameln an. 
- mit Urlaubsbeginn konnte endlich Plünderung und Auffüllen erfolgen, die Erde macht sich zwichen den Tagen auf den Weg nach Esslingen (juliano) 
- Angekommen (kurz vor Silvester 08/09) 
- am 13.01.09 in Wetter (Ruhr) angekommen 
- am 12.3.09 in Thomasburg (Ost-NDS) angekommen 
- am 28.03.2009 In Hamburg bei TheBorg angekommen und schon gesichtet.
- Rausgenommen: Die Easy, einige Relays, pahr Pinheader, 4 Funkmodule, den SDRAM, und 5 moc3083.
- Reingepackt: 8xMRAM 4mbit, 2xFlash 8mbit, Dragenball Protzis, CR6627, Je eine Rolle 4k7,21k, 140k Wiederstände und 22pF Kondensatoren, Ne ganze mänge grafischer Displays. Kiste geht die tage an Super_Flumi
Kiste Erde ist am 23.04 bei mir ( super_flummy ) angekommen. Ich hab leider nicht so viel darin gefunden.
Hab mir 2 SMD Rollen Widerstände 10k, 334k raus genommen und ein paar Stiftleisten. Rein getan habe ich: Grafikkarte,
Flachbandkabel, Ausschlacht Platine, ein paar ICs, ein IC Sockel. Werde die Tage dann die Kiste weiter schicken an cheflooser.

----

'''''Kiste Erde ist am 09.05.09 bei mir (cheflooser) angekommen'''''
'''Rausgenommen habe ich'''
3 Funkmodule, paar 150 Ohm Widerstände, 2 Stiftleisten, 8 Relais, 1 Netzwerkkarte.

'''Auf die weitere Reise schicke ich sie zusätzlich mit:'''
1 Akkuschrauber mit Netzteil, 1 Tüte LED´s, 1 Tüte IC Fassungen (Sockel), 3 kleine FM-Radios, 2 Netzteile 9V/1A DC (1 engl. Stecker, 1 Eurost), 10 74LS593 DIP,1 BNC T-Aapter, 1 Desktop Schuko-Doppelsteckdose, 1 Paketklebebandabroller, 1 Tüte (Steckverbinder, Schalter, Kondensat...), 1 Tonsignalgeber DTMF, 1 Schachtel mit Trafos Übertrager 1 Drossel, 1 14,1" TFT Display von Medion Notebook MD9580-A mit Inverter.

'''''Geht am 12.05.09 zu User Chris K.'''''
(3 Tage "Bearbeitungszeit" ;-)

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'''''Kiste Erde ist am 15.05.2009 bei ChrisK86 angekommen'''''

'''Rausgenommen:'''
* 2 Funkmodule
* ein paar Widerstände + Kondensatoren
* ein paar Stiftleisten
* 2 Finder-Relais
'''Reingepackt:'''
* 3 dsPIC30F6015
* 2 LED-Matrizen (8x8 rot/grün-LEDs)
* 2 Codier-Schalter (16 Stellungen)
* eine Tüte mit Quarzen
* Audio/Video - Spule eines Videorekorders

'''''Weitergeschickt am 16.05.2009 an biertrinker'''''

----

'''''Kiste Erde ist am 26.05.2009 bei Biertrinker in Korschenbroich angekommen'''''

'''Rausgenommen:'''
Ok, ich hoffe ich bekomme das noch zusammen
* 2x Funkmodule
* Ein paar Widerstände
* 4 Finder Relais
* 2 kleine Schrittmotoren
* Doppelsteckdose (Das war eigentlich unbeabsichtigt, habe wohl vergessen die wieder ein zu packen)

'''Reingepackt:'''
* Kunststoffdöschen, eventuell zum Verpacken von Bauteilen in der Kiste?
* 1 defekter Hub, 1 defekter Switch
* Optische Maus
* einige ältere Riegel Notebook-RAM
* und noch einige kleinigkeiten, die mir nicht mehr einfallen wollen

'''''Weitergeschickt am 26.06.2009 an Fabs in Berlin'''''

----

'''''Kiste Erde ist am 29.06.2009 bei Fabs angekommen'''''

'''Rausgenommen:'''
* XXX
'''Reingepackt:'''
* XXX

'''''Weitergeschickt am XXX an dc3yc'''''

'''Rausgenommen:'''
* 'n paar SMD-Widerstände
* diverse ICs
* Lithiumbatterie
* zwei Sende/Empfangsmodule
* USB-Maus
'''Reingepackt:'''
* Nullkraftsockel
* Halogenlampe
* div. Platinen (PC u.a.)
* Crosspointmatrix
* Prozessoren (80535 und 80537)
* Altera-EPLDs

'''''Weitergeschickt am 5.9.09 an Matthias00'''''

'''''Eingetroffen bei mir am 09.09.09'''''

Rausgenommen:
* 1 Display (sieht nach altem Palm aus).
* 5 PCF8574 I2C Port-Expander.
* ein paar 0603 10k Widerstände vom Reel abgeschnitten.
* ein bisschen Stiftleiste.
* 1 x M29W8 Flash-Speicher.
* ein paar THT-Dioden.

Reingepackt:
* 2 Bungard Fotoplatinen (160mm x 100mm; 100mm x 75mm; noch haltbar bis 12/09 / 01/10).
* einen kleinen bipolaren Stepper, einen noch kleineren DC-Motor.
* Medienconverter RJ45 auf LWL.
* 2 Displays (1 x 2 x 16 LCD, 1 x undefiniert).
* ein paar THT-Bauteile (LEDs, Widerstände, Dioden).
* ein (fast) fertig aufgebauter Stepperdriver auf Lochraster auf Basis L297/L298 zum Auslöten.

Zusätzlich habe ich mir noch erlaubt, die Kiste mal ein wenig aufzuräumen.
Entfernt habe ich:

* zwei als defekt gekennzeichnete Ethernet-Hubs.
* ein Steckernetzteil (Schukostecker mechanisch beschädigt).
* ein paar schleifende Potis.

Das Zeug werde ich in Kürze zum nächsten Wertstoffhof bringen.

'''''Weitergesendet am 12.09.09 an reirawb'''''

'''''Eingetroffen bei mir am 15.09.09'''''

Rausgenommen:
* ein paar Streifen von einliegenden SMD-Rollen abgeschnitten
* 2 x Bungard-Leiterplatten
* 1 x Stabschrauber
* 1 x ferngesteuertes Miniauto
* 1 x Zeigermesswerk
* 1 x kleine Rolle Lötzinn
* 10 x PCF8574AT (I2C Portexpander)
* 10 x MOC3083 (Optokoppler, Triacausgang)

Reingepackt:
* 1 x Restrolle SMD 0402 20kOhm Widerstände (geschätzt 2500 Stück)
* 1 x Restrolle SMD 0603 2,7kOhm Widerstände (geschätzt 2500 Stück)
* 1 x Restrolle SMD 0805 0,33µH, 0,48Ohm, 250mA Drossel (geschätzt 3000 Stück)
* 1 x Textoolsockel 24pol. 600mil neu
* 1 x Textoolsockel 28pol. 600mil ausgelötet
* 1 x Textoolsockel 32pol. 300/600mil neu
* 50 x Schottkydioden 1N5817 20V/1A auf Gurt
* 45 x EPROMs von 2764 bis 27C512 meist programmiert, BIOS-EPROMs
* 1 x P8042AH
* 1 x P80C51BH
* 4 x Metallgehäuse für SUB-D 9pol. neu, OVP
* 9 x SUB-D 15pol. 3reihig (VGA) Stecker/Buchse-Kombi neu
* 7 x verschiedene SUB-D-Adapter
*130 x SN74LS139 DIL (2-fach 2 zu 4 Decoder)
* 2 x Netzspannungsfilter im Metallgehäuse

'''''Weitergesendet am 17.09.09 an rodenberger (knapp 18kg)'''''

Kiste am 21.09.2009 bei mir angekommen.

Rausgenommen:
* - ein paar Drosseln 0,33µH
* - ein paar SMD 140K
* - 4 Finder Relais
* - verschiedene Stecker, Buchsen
* - Ein Teil der 7406 und PCF8574
* - Platine mit Display 4x20
* - 4 x Metallgehäuse für SUB-D 9pol. neu, OVP
* - 9 x SUB-D 15pol. 3reihig (VGA) Stecker/Buchse-Kombi neu
* - 25 x Schottkydioden 1N5817 20V/1A auf Gurt
Reingepackt:
* - mehrere 10 Gang Potis + Knöpfe
* - einfache Potis
* - 7 Segmentanzeigen (VQE...)
* - ein paar 3mm Led's
* - viele verschiedene Relais, teils mit Sockel
* - mehrere 1N4148
* - Netzbuchsen
* - Microtaster, Spannungsregler, Z-Dioden.....

Gewicht nun ca. 20 kg

Kiste geht weiter zu ....?

=== Kiste Mars ===
gab es nie

=== Kiste NINA ===

Die Wanderkiste '''Codename NINA''' Ist ursprünglich gedacht für User aus dem Roboternetz. Sie wird von [http://www.mikrocontroller.net/user/show/theborg0815 theborg0815] betreut. Die Webseite zum Eintragen als Empfänger und zur Dokumentation befindet sich auf http://www.grautier.com/wiki/doku.php?id=wanderkiste. Dort gibt es auch das 1. Foto des Inhalts einer solchen Kiste!

== Weblinks ==

* [http://www.evilmadscientist.com/article.php/junkbox Evil Mad Scientist Laboratories]
* [http://www.avrprojekte.de/index.php?site=wanderkiste Wanderkistenseite von Hotty]
* '''[[Wanderkiste.at]]''' ist die entsprechende Seite für die '''Wanderkiste in Österreich'''.
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Spezial:Suche?ns2=1&search=&searchx=Suche Suche im Wiki nach Benutzer]

[[Category:Projekte]]

Leiterbahnbreite

2009-01-09T12:49:47Z

Voga2073:

Hier wird die Strombelastbarkeit einer Leiterbahn in Abhängigkeit von der Breite (in mil) und der zulässigen Erwärmung dargestellt. Die Angaben gelten für eine Leiterbahndicke von 35µm (1 ounce). Für übliches FR4 mit anderen Kupferdicken können die Werte nicht einfach linear umgerechnet werden, man nutzt besser die Tabellen in den verlinkten Dokumenten.

{|border="1"
|-
!rowspan="2" | Leiterbreite [mm]
!rowspan="2" | Leiterbreite [mil]
!colspan="2" | zulässige Erwärmung [°C]
|-
! 10 || 30
|-
| 0,25 || 10 || 0,5 || 1,0
|-
| 0,5 || 20 || 1,0 || 2,0
|-
| 1,0 || 39 || 2,2 || 3,6
|-
| 1,5 || 59 || 3,0 || 4,6
|-
| 2,0 || 79 || 3,8 || 6,5
|-
| 3,0 || 118 || 4,5 || 8,0
|-
| 4,0 || 157 || 6,0 || 10
|-
| 5,0 || 197 || 7,0 || 12
|-
| 6,0 || 236 || 7,5 || 14
|-
| 8,0 || 315 || 9,0 || 17
|-
| 10 || 394 || 10 || 20
|}

Der Zusammenhang zwischen dem Abstand der Leitungen und der Spannung ist mit 5V/mil ~200V/mm angegeben. Dabei ist zu beachten, dass für Netzspannung größere Sicherheitsabstände einzuhalten sind (Quelle: Art Of Electronics, 2. Ausgabe, Seite 841).

Es ist eine bisweilen weit verbreitete Unsitte, die Strombelastbarkeit von Leiterbahnen durch dickes Verzinnen erhöhen zu wollen. Fakt ist
* Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt 17,8mΩmm^2/m
* Der spezifische Widerstand von Lötzinn Sn60Pb beträgt ca. 150mΩmm^2/m

Daraus folgt, dass eine Schicht aus Lötzinn ca. 8,4 mal dicker sein muss, um den gleichen Widerstand zu erreichen wie eine Kupferbahn. Im Falle des oft verwendeten FR4 mit 35um Kupfer wären das ca. 300µm, also 0,3mm. Bei 70µm Kupfer wären schon 0,6mm nötig. Und dadurch wird der Gesamtwiderstand gerade mal halbiert. Wesentlich sinnvoller und professioneller ist das Auflöten von massivem Kupferdraht oder Aufschrauben von Kupferschienen.

Die Breite der Leiterbahnen ist im wesentlichen nur für die Stromversorgung sowie Masseleitungen von Bedeutung. Bei reinen Meß- und Steuersignalen, wie sie z.B. in analogen Messschaltungen mit Operationsverstärkern oder Digitalschaltkreisen auftreten, empfiehlt es sich übrigens die Leiterbahnen möglichst schmal zu halten. Das minimiert die Kapazitäten und somit die Schwingungsneigung der Schaltung.

siehe auch: [[Eagle_im_Hobbybereich#Empfehlungen_fuer_Leiterbahnen_im_Hobbybereich | Empfehlung für Leiterbahnbreiten im Hobbybereich]]

== Weblinks ==

*[http://www.pcb-pool.com/download/spezifikation/deu_Strombelastbarkeit.pdf Leiterbahnspezifikationen] von [http://www.pcb-pool.de PCB-Pool]
*[http://wiki.oliverbetz.de/owiki.php/FormelSammlung Formelsammlung von allem Möglichem]
* [http://circuitcalculator.com/wordpress/2006/01/31/pcb-trace-width-calculator/ Online Calculator]
* [http://www.fs-leiterplatten.de/html/el__bemessung.html Belastbarkeit von Basismaterial, Leiterbahnen und Durchkontaktierungen]

[[Category:Platinen]]