Operationsverstärker Boostrap

Gast #6680154
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Es gibt ja genug Application notes, die Vorschläge für eine Boostrap 
Schaltung von Operationsverstärkern machen, der dann floatende 
Versorgungsspannung hat. Das habe ich auch so schon aufgebaut. Jetzt 
wäre meine Frage, ob schon jemand Erfahrungen gemacht hat das mit mehr 
als 2 Transistoren, jeweils 2 im oberen und 2 im unteren Zweig, zu 
machen, damit man die maximale Vrlustleistung aufteilen kann?
Gast #6681180
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Klaus R. schrieb:
> Christoph B. schrieb:
>> ob schon jemand Erfahrungen gemacht hat das mit mehr
>> als 2 Transistoren, jeweils 2 im oberen und 2 im unteren Zweig, zu
>> machen, damit man die maximale Vrlustleistung aufteilen kann?
>
> https://leachlegacy.ece.gatech.edu/superamp/
> http://leachlegacy.ece.gatech.edu/superamp/circuit.pdf
>
> Viel Spaß!
> Klaus

Es gab mal von EDN einen Artikel wie man sowas macht. Da wird ein 
fertiger Operationsverstärker mit zwei Transistoren benutzt. Nachteil 
dabei ist, dass der den ganzen Ausgangsstrom liefern muss und die 
Transistoren zur bereitstellung der floatenden Versorgungsspannung 
dienen. Ich würde gerne auch einen fertigen Operationsverstärker nutzen 
und kein Transistorengrab bauen. Ausgangsstrom meiner Schaltung ist ca 
0.2A aber ich wüde wegen höherer Spannungen gerne auf mehrere 
Transistoren aufteilen und vielleicht sogar den Operationsverstärker nur 
zur Steuerung von Gate/Basis nutzen.
#6681207
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Klaus R. schrieb:

> http://leachlegacy.ece.gatech.edu/superamp/circuit.pdf
>
> Viel Spaß!

O ja. Herrlich! Diese Schaltung aber diskret aufbauen und vor Beginn ein 
paar Biere, am besten gleich mit viel Baldrian angereichert, trinken und 
man überlebt den Rieseanfall, der da ganz bestimmt auftreten wird.

Nicht vergessen, ein Youtube machen!!!

Ich bitte darum, uns am Geschehen (inkl. den Anfall) teil haben zu 
lassen.  Man will als Leser dieses Glück mit-geniessen. :-) :-) :-)

Mit freundlichen Grüssen
und bestem Dank zum Voraus
Thomas
Gast #6681272
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Christoph B. schrieb:
> Ausgangsstrom meiner Schaltung ist ca
> 0.2A aber ich wüde wegen höherer Spannungen gerne auf mehrere
> Transistoren aufteilen

Kein Wort zu Spannung oder Frequenz. Wieder einmal bringt der TO nur 
unzureichende Angaben für sein Problem, aber dafür eine vermeintliche 
"Lösung" bei der wir helfen sollen. Der klassische Fehlansatz.

So wie ich dein Problem verstehe, würde ich eine einfache diskrete 
Leistungsstufe mit definierter Verstärkung bauen und den OPV davor ganz 
einfach mit normaler Versorgung betreiben, ohne Bootstrapping. Auch 
diese Schaltung kann man wie üblich über alles gegenkoppeln.
#6681435
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Elliot schrieb:
> Christoph B. schrieb:
>> Ausgangsstrom meiner Schaltung ist ca
>> 0.2A aber ich wüde wegen höherer Spannungen gerne auf mehrere
>> Transistoren aufteilen
>
> Kein Wort zu Spannung oder Frequenz. Wieder einmal bringt der TO nur
> unzureichende Angaben für sein Problem, aber dafür eine vermeintliche
> "Lösung" bei der wir helfen sollen. Der klassische Fehlansatz.
>
> So wie ich dein Problem verstehe, würde ich eine einfache diskrete
> Leistungsstufe mit definierter Verstärkung bauen und den OPV davor ganz
> einfach mit normaler Versorgung betreiben, ohne Bootstrapping. Auch
> diese Schaltung kann man wie üblich über alles gegenkoppeln.

Und dabei schön aufpassen, dass man aus dem Verstärker kein Oszillator 
realisiert.

Es gibt da doch den alten Spruch:

Baust Du einen Verstärker, bekommst Du ein Oszillator.
Baust Du ein Oszillator bekommst Du.........

Jääääääää, waseliwas? (Basel-Ditsch)

E schene Gruess
vom Thomas (Basel-Ditsch)
Gast #6682489
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Es wäre bei mir schon bootstrapping zu wählen weil ich eventuell bis 
1000k hochgehen will. Deswegen auch die Aufteilung der Gesamtspannung 
über wenigstens 2 oder 3 Transistoren pro Zweig. Geschwindigkeit ist 
erst einmal nebensächlich. Es reicht vielleicht 1khz.
#6682830
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Peter D. schrieb:
> Christoph B. schrieb:
>> Deswegen auch die Aufteilung der Gesamtspannung
>> über wenigstens 2 oder 3 Transistoren pro Zweig.
>
> Das nennt sich Kaskade und nicht Bootstrap.
>
> Aber schön, daß Du kleckerweise mit den ganzen Anforderungen rausrückst
> :-(
> Ich bin damit raus.

Erklärst du uns bitte warum man das Kaskade und nicht Bootstrap nennt? 
Ich denke er will schon Bootstrap nur eben kaskadiert und der OP in der 
Mitte.
Gast #6683815
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Das nennt man bootstrapping bei Operationsverstärkern. Ich würde das 
gerne so machen. Mit einem Transistor pro Versorgungszweig gibt es 
Beispiele aber ich würde ja gerne die Spannung über diesen Aufteilen. 
Vielleicht sogar noch mit separater Ausgangsstufe oder man nimmt einen 
high power opamp.
Angehängte Dateien:
#6684034
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Christop B. schrieb:
> oder man nimmt einen
> high power opamp.

Würde ich meinen. Und nimm möglichst einen von der vorgeschlagenen Firma 
Apex. Wenn du wirklich auf +-1000V oder mehr gehen willst, dann würde 
ich auf "Bootstraping" verzichten. Bei den Spannungen hast du genug 
Probleme, da willst du nicht auch noch nebenbei mal deine 
Transistorketten überwachen. Hochvolthalbleiter gibts genug, sodass du 
dich erst mal auf eine konventionelle Endstufenschaltung beschränken 
kannst. Wenn das läuft, könntest du immer noch an ein "Bootstraping" 
gehen. Ich wüßte dann aber nicht warum...
Gruß Rainer
Gast #6684081
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Rainer V. schrieb:
> Christop B. schrieb:
>> oder man nimmt einen
>> high power opamp.
>
> Würde ich meinen. Und nimm möglichst einen von der vorgeschlagenen Firma
> Apex. Wenn du wirklich auf +-1000V oder mehr gehen willst, dann würde
> ich auf "Bootstraping" verzichten. Bei den Spannungen hast du genug
> Probleme, da willst du nicht auch noch nebenbei mal deine
> Transistorketten überwachen. Hochvolthalbleiter gibts genug, sodass du
> dich erst mal auf eine konventionelle Endstufenschaltung beschränken
> kannst. Wenn das läuft, könntest du immer noch an ein "Bootstraping"
> gehen. Ich wüßte dann aber nicht warum...
> Gruß Rainer

bei Apex ist für diesen Spannungsbereich aber bei 0.075 mA schluss daher 
die Kaskade.
#6684167
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Dean A. schrieb:
> Vor allem wirst du keine P-Kanal mosfets bekommen. Da ist nämlich mit
> den Standardbauteilen auch bei 600V schluss und das ist schon haarig.

Ich kenne mich jetzt in dem Hochvoltbereich nicht wirklich aus, aber da 
er ja zumindest kein HiFi erwartet, könnte man ja mal nachdenken bzw. 
simulieren! 1000V und 200 mA ist schon stolz...da würde mir erst mal 
reichen, wenn LT-Spice virtuell abraucht :-)
Gruß Rainer
Gast #6684190
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Peter D. schrieb:
> Christop B. schrieb:
>> Das nennt man bootstrapping bei Operationsverstärkern.
>
> Nö, das nennt man OPVs in Rauch verwandeln.
> Du mußt schon den Common Mode Range der Eingänge einhalten, da gibt es
> keine Ausnahme.

Lies dir mal Literatur dazu durch. Bei seinem Schema fehlt natürlich 
noch viel aber man kann die Transistoren so schalten, dass der common 
mode range immer eingehalten wird und die Gesamtaussteuerung deutlich 
größer ist als der maximale common mode range.
#6684200
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> Lies dir mal Literatur dazu durch. Bei seinem Schema fehlt natürlich
> noch viel aber man kann die Transistoren so schalten, dass der common
> mode range immer eingehalten wird und die Gesamtaussteuerung deutlich
> größer ist als der maximale common mode range.

Warum zeigst Du nicht einfach einen Link auf so eine Schaltung?
Immer dieses um den heißen Brei reden.
#6684273
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Peter D. schrieb:
> Immer dieses um den heißen Brei reden.

Ja, sehe ich auch so! Diese Superampschaltung z.B.

http://leachlegacy.ece.gatech.edu/superamp/circuit.pdf

ist jedenfalls kein Beispiel für Bootstraping. Und dieses niedliche 
Bildchen vom TO mit den Transistorzöpfen bootstrapt da auch nichts. 
Vielleicht sollten wir noch einmal neu erklären, was der TO denn nun 
will und was das "bootstrapping" damit zu tun hat. Ansonsten lehne ich 
mich entspannt zurück :-)
Gruß Rainer
Gast #6684392
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Peter D. schrieb:
>> Lies dir mal Literatur dazu durch. Bei seinem Schema fehlt
> natürlich
>> noch viel aber man kann die Transistoren so schalten, dass der common
>> mode range immer eingehalten wird und die Gesamtaussteuerung deutlich
>> größer ist als der maximale common mode range.
>
> Warum zeigst Du nicht einfach einen Link auf so eine Schaltung?
> Immer dieses um den heißen Brei reden.

Da haste: 
https://www.edn.com/bootstrapping-your-op-amp-yields-wide-voltage-swings/

Das kann man beliebig weit treiben aber eben nur so weit wie die 
Transistoren auch verkraften und der Ausgangsstrom geht durch den OP.
#6684409
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Dean A. schrieb:
> Da haste:
> https://www.edn.com/bootstrapping-your-op-amp-yields-wide-voltage-swings/
>
> Das kann man beliebig weit treiben aber eben nur so weit wie die
> Transistoren auch verkraften und der Ausgangsstrom geht durch den OP.

Ok, nun ist mir zumindest klar, was hier als "bootstrapping" verkauft 
wird. Lustig lustig, und diese Schaltung bringt nicht annähernd das, was 
der TO möchte...und Dean A. (Gast), ich greife ganz ungern jemand direkt 
an...aber dich schon. Halt den Rand, falls du überhaupt weißt, was das 
ist.
Gruß Rainer
Gast #6684445
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Rainer V. schrieb:
> Dean A. schrieb:
>> Da haste:
>> https://www.edn.com/bootstrapping-your-op-amp-yields-wide-voltage-swings/
>>
>> Das kann man beliebig weit treiben aber eben nur so weit wie die
>> Transistoren auch verkraften und der Ausgangsstrom geht durch den OP.
>
> Ok, nun ist mir zumindest klar, was hier als "bootstrapping" verkauft
> wird. Lustig lustig, und diese Schaltung bringt nicht annähernd das, was
> der TO möchte...und Dean A. (Gast), ich greife ganz ungern jemand direkt
> an...aber dich schon. Halt den Rand, falls du überhaupt weißt, was das
> ist.
> Gruß Rainer

Du kannst mich angreifen wie du willst aber genau diese Schaltung habe 
ich mehrfach im Einsatz gehabt und die hält was sie verspricht, wenn man 
weiß was man tut. Wenn man das blind nachbaut ist das natürlich doof und 
man muss etwas grips reinstecken. Du solltest mal über deinen Tellerrand 
schauen und vielleicht mal englische Literatur lesen. Sofern du die 
Sprache nicht kannst und in dem Umfeld beruflich tätig bist dann lerne 
Sie anstatt mich hier anzugreifen.
Gast #6684449
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Ok bevor das hier in Streit ausartet nennen wir es einfach common mode 
range extender. Trotzdem bleibt bei mir die Frage wie sowas für höhere 
Spannungen funktionieren kann und die man die Transistoren kaskadieren 
könnte.
#6684460
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Christoph B. schrieb:
> Ok bevor das hier in Streit ausartet nennen wir es einfach common mode
> range extender. Trotzdem bleibt bei mir die Frage wie sowas für höhere
> Spannungen funktionieren kann und die man die Transistoren kaskadieren
> könnte.

Dein Wunsch ist ok, der Rest deiner Bemerkung zeigt allerdings, dass du 
das Problem überhaupt nicht verstehst. Um so mutiger ist natürlich deine 
Wortmeldung einzuschätzen. Und der TO hat natürlich auch keine Ahnung. 
Ich will +-1000V an 0,5Asehen und das mit ordentlich, aber moderaten 
Hz...also kein DC oder 10MHz!
Mach, mein Freund...
Rainer
Gast #6684535
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Dieter D. schrieb:
> Christoph B. schrieb:
>> wie sowas für höhere Spannungen funktionieren kann
>
> In den Plus- und Minus-Pfad kannst Du die Kaskade durchaus um weitere
> Transistoren verlängern. Zum Ansteuern des OP wirst Du aber wieder einen
> Apex benötigen, weil Du einen Verstärkungsfaktor von eins für die
> Schaltung einstellen wirst müssen.

Warum muss ich eine Verstärkung von 1 einstellen? Den kann ich doch 
rückkoppeln mit ausreichend dimensionierten Widerständen.
#6684548
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Dean A. schrieb:
> Du kannst mich angreifen wie du willst aber genau diese Schaltung habe
> ich mehrfach im Einsatz gehabt und die hält was sie verspricht, wenn man
> weiß was man tut. Wenn man das blind nachbaut ist das natürlich doof und
> man muss etwas grips reinstecken.

Lieber Mensch, ich greife dich nicht an..so wie ich hunderttausende 
Menschen nicht angreife, die Kamilletee trinken. Haste das 
kapiert??...was immer du da auch schon mehrfach gepostet hast...es ist 
Quatsch!

Dean A. schrieb:
> und die hält was sie verspricht, wenn man
> weiß was man tut

Es wird nichts wahr dadurch, dass man es 100ertmal erzählt!
Gruß Rainer
Gast #6684701
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Rainer V. schrieb:
> Lieber Mensch, ich greife dich nicht an..so wie ich hunderttausende
> Menschen nicht angreife, die Kamilletee trinken. Haste das
> kapiert??...was immer du da auch schon mehrfach gepostet hast...es ist
> Quatsch!
> Dean A. schrieb:
>
>> und die hält was sie verspricht, wenn man
>> weiß was man tut
>
> Es wird nichts wahr dadurch, dass man es 100ertmal erzählt!
> Gruß Rainer

Nennt doch mal deine Qualifikation. Kennst du sowas? Ich glaube nicht, 
denn sonst würdest du noch mit kamillentee anfangen.
(Firma: Hobbytheoretiker) #6684735
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oszi40 schrieb:
> Dann verlagert sich das Spannungsproblem "nur" etwas weiter nach vorn.

So ist es. Aus dem Grunde gibt es in dem Artikel noch die Schaltung mit 
zwei solchen Schaltungen ineinandergeschachtelt.

Es bringt nichts, wenn Ihr Euch in Wolle gerät, Dean. Wenn jenem im 
Forum eingefallen wäre, das einige Threads weit weg in der Vergangenheit 
sowas erklärt wurde, was der Gast nicht wissen und finden kann, dann 
würde ihm auffallen das es im Forum kontraproduktiv ist, nicht der 
nettiquettenkonform war, sondern voreilig weitere Beiträge zu 
untersagen.
Gast #6684810
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Ich bin auf bei 1000 Volt sehr skeptisch, wenn
ich keine echten Messungen sehe, wie in dem verlinkten EDN Artikel.
Da wird wild mit Formeln und Simulationen rumgeschmissen,
aber keine einzige Messung gemacht.

Die LTSpice Opamp und Transistor Modelle sind meist sehr bescheiden,
und für solche Schaltungen spielt Durchbruch (in 99% in der Modelle
nicht drinnen) und Power Supply Rejection (in 90% der Modelle nicht
drinnen) eine entscheidende Rolle.

Da bleibt einfach nur zukaufen, oder ausprobieren.

Von Sicherheitsaskpekt her würde ich den Strom auf < 30 mA begrenzen
(elektronische Sicherung), damit hat man mehr Versuche.
Gast #6684834
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Ich werde mal versuchen das zu simulieren. Generell interessiert mich 
dieses Thema der Linearverstärker für hohe Leistungen und Spannungen. 
Daher war das nur ein Ansatz aber Schaltungen zum kaskadieren von 
Transistoren findet man selten und noch seltener eine gute Literatur 
dazu.
Gast #6684846
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Ob mir hier wohl jemand erläutern könnte an welche "Masse" der geniale 
Erfinder dieser Schaltung das untere Ende von Rg angeschlossen hat?
Wenn das der echte Nullpunkt der (vom TO angedachten) +-500V Versorgung 
ist, dann fallen bei Vollaussteuerung über Rg und über Rf je 250V ab. 
250V über Rf bedeutet natürlich, daß diese Spannung auch zwischen 
Ausgang und invertierendem Eingang  des opamp liegt... Etwas viel oder?
Angehängte Dateien:
Gast #6685072
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Christoph B. schrieb:
> Ich werde mal versuchen das zu simulieren. Generell interessiert mich
> dieses Thema der Linearverstärker für hohe Leistungen und Spannungen.

Was macht man damit (ernst gemeint)?  Die Verlusste sind schon
bei 100 mA beachtlich, es gibt in dem Bereich daher praktisch nur 
Schaltanwendungen.
#6685197
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Man muß auch mal auf das Datum schauen. Die Schaltung ist von 1999 und 
es hat schon seinen Grund, warum sie in 22 Jahren keine Verbreitung 
gefunden hat. Sowas mag im Simulator wunderbar funktionieren, für die 
Praxis fehlen aber umfangreiche Schutzschaltungen.
Die Schaltung ist nur für etwa doppelte VCC ausgelegt, darüber wird es 
schwer werden, den OPV vom Rauchen abzuhalten.

Es sind ja auch mehrere Kritikpunkte im Artikel genannt. Auf das Problem 
mit dem phase reversal bin ich auch mal bei einem +/-400V Verstärker 
reingefallen. Den vorgesehenen OPV gab es gerade nicht und dann habe ich 
schnell nen anderen ausgesucht. Der ist dann schön an +450 bzw. -450V 
kleben geblieben. Allgemein kann man sagen, daß OPVs, wo phase reversal 
nicht extra genannt wird, dieses Problem haben.
Ich hatte den MC33202 vorgesehen: "No Phase Reversal on the Output for 
Over-driven Input Signals.".

Dieter D. schrieb:
> Dann vielleicht mehrere Stufen, optoisoliert angesteuert, nach folgendem
> Pronzip:
> https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/basteln/Konsumg%C3%BCter/Statron/#9.1

Ja, diese ist viel besser praxistauglich. Das Prinzip mit 2 schnellen 
Optokopplern (HCPL0453) habe ich auch verwendet.
#6685256
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ttl schrieb:
> Der Schaltplan ist ein Zitat aus der von Dean A. verlinkten Seite.

Danke, das erklärt jetzt wenigstens einiges.

Peter D. schrieb:
> Sowas mag im Simulator wunderbar funktionieren, für die
> Praxis fehlen aber umfangreiche Schutzschaltungen.
> Die Schaltung ist nur für etwa doppelte VCC ausgelegt, darüber wird es
> schwer werden, den OPV vom Rauchen abzuhalten.

Schon die Ingenieure zu Galileo Galilei's Zeiten wußten, dass man eine 
Maschine nicht beliebig Verkleinern oder Vergrößern kann. Und genau 
diese Erfahrung wird der TO jetzt auch machen. Ich wünsche viel Spass...
Gruß Rainer
Gast #6685357
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Rainer V. schrieb:
> ttl schrieb:
>> Der Schaltplan ist ein Zitat aus der von Dean A. verlinkten Seite.
>
> Danke, das erklärt jetzt wenigstens einiges.
>
> Peter D. schrieb:
>> Sowas mag im Simulator wunderbar funktionieren, für die
>> Praxis fehlen aber umfangreiche Schutzschaltungen.
>> Die Schaltung ist nur für etwa doppelte VCC ausgelegt, darüber wird es
>> schwer werden, den OPV vom Rauchen abzuhalten.
>
> Schon die Ingenieure zu Galileo Galilei's Zeiten wußten, dass man eine
> Maschine nicht beliebig Verkleinern oder Vergrößern kann. Und genau
> diese Erfahrung wird der TO jetzt auch machen. Ich wünsche viel Spass...
> Gruß Rainer

Hast du eventuell Referenzen für Linearverstärker mit kaskadierten 
Tranistoren?
Gast #6685463
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Ok ich denke da muss ich mal weiter Suchen. Es gibt ja hersteller die 
bieten so etwas an und da würde mich schon interessieren, ob die einfach 
eine komplementäre Verstärkerstufe nutzen oder das auch kaskadieren.
#6685516
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Christoph B. schrieb:
> Es gibt ja hersteller die
> bieten so etwas an und da würde mich schon interessieren, ob die einfach
> eine komplementäre Verstärkerstufe nutzen oder das auch kaskadieren.

Ja, dann schick denen doch einfach mal eine E-Mail. Deine Wünsche sind 
halt auch in diesem Fachforum sehr ungewöhnlich und wenn sich niemand 
findet, der da schon in diese Richtung arbeiten mußte, dann ist das halt 
so! Und nun interessiert mich auch nicht mehr, wofür du so einen 
Verstärker überhaut brauchst...
Gruß Rainer
(Firma: Hobbytheoretiker) #6685546
Lesenswert?

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