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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BC547 für hohe frequenzen ok oder besserer?


Autor: Anos B. (Gast)
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Ich bin hier gerade noch mit meinem Versuch mit der IR-Diode und dem 
Transimpedanzwandler beschäftigt. Also möchte digitales 3-6MHz Signal 
mit IR-Diode im Raum wieder einfangen. Mir ist gerade aufgefallen, daß 
wenn ich den Transimpedanzwandler statt mit einem OP mit einem normalen 
BC547 mache (also Emiterschaltung und Kolektor auf Basis mit Widerstand 
zurückgekoppelt.), daß ich dann auf ähnlich gute Ergebnisse komme in der 
verstärkung, als mit einem sehr schnellen OP-verstärker, das signal ist 
sogar ein bischen besser. Trotzdem ist der geringe abstand, den ich 
zwischen sender-Leds und empfangs-Diode erreiche, noch nicht gerade 
erfreuenswert.

Das signal wird zu schnell zerrauscht. da ist jetzt die Frage: Ist denn 
der BC547 für Verstärkerschaltungen von 3-6MHz ok, oder gibts da bessere 
transistoren mit niedrigerer Kapazität oder welche die rauschärmer sind? 
Oder ist der BC547 so gut, daß er normalerweise für sowelche anwendungen 
kein Nadelöhr sein dürfte?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Aber mit einem schnellen OPamp hast du eventuell eine größere 
Gegenkopplung und niedrigere Verzerrungen.

Kai Klaas

Autor: Anos B. (Gast)
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warum hab ich da ne größere gegenkopplung? ich habe den widerstand, der 
den kollektor nach oben zieht, auf 1,2 kOhm gemacht, den 
rückkoppelwiderstand auf 5-10 kOhm, da müßte der kollektor-widerstand 
noch immer eine sehr untergeordnete rolle spielen. (zwischen emiter und 
masse hab ich übrigens einen 20kOhm widerstand reingehängt, den ich mit 
nem kondensator für die hochfrequenz kurzschließe. so dürfte nur relativ 
wenig von dem gleichstrom-anteil durch den transistor fließen.)

die verzerrungen dürften ja eigentlich egal sein, ich möchte ja ehe ein 
digitales signal verstärken. zu ungewünschten oszillationen dürfte es 
noch nicht kommen, jedenfalls nicht schneller als bei einem normalen OP. 
es sind ein bischen störende schwingungen mit auf dem signal drauf, aber 
ich glaube, dit kriege ich weg, wenn ich zu dem rückkoppelwiderstand wie 
vorher einen kondensator von 1-5pF schalte.

trotzdem wäre es gut zu wissen, ob der BC547 mit seinen 3-6MHz gut 
benutzt ist, oder ob es da bessere und auch rauschärmer transistoren 
gibt.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Anos,

>die verzerrungen dürften ja eigentlich egal sein, ich möchte ja ehe ein
>digitales signal verstärken.

Stimmt, da hast du Recht.

Also, der BC416 ist rauschärmer, zumindest im Audio-Bereich. Aber ob du 
was davon hast, hängt erheblich von der Beschaltung des Transistors ab.

Kann man nicht mit einem FET so eine Fotodiode rauscharm verstärken, 
einem BF245? In Fernsteuerungen habe ich den öfters gesehen, aber da 
werden nicht 5-6MHz verarbeitet. Müßte mal in meinem "Archiv" 
nachschauen.

Könntest du einen Schaltplan posten?

Kai Klaas

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Hi,

also 3-6 MHz ist sicherlich für die meisten KEINE hohe Frequenz... Eher 
etwas nervöser Gleichstrom ;-) (Aus Sicht des Nachrichtentechnikers)

Aber Ernsthaft:
Diese Frequenz ist für den BC547 noch VÖLLIG im Rahmen seiner 
Fähigkeiten.
Da brauchst du dir absolut keine Sorgen machen. Notfalls kannst du den 
auch noch >100Mhz einsetzen, wobei da das Signal schon leidet!
Grenzfrequenz liegt bei 300Mhz!

Da du aber nach "besseren" Transistoren fragst:
Es gibt slebstverständlich bessere Transistoren als den BC547 - Immerhin 
ist das ja einfach ein Feld/Wald/Wiesen Universal-Billigtransistor.
In fast jeder Hinsicht sind bessere Daten erhältlich.

Allerdings glaube ich nicht das für deine Anwendung da ein bedeutender 
Unterschied herauskommen würde. Aus Kosten/Nutzen sicht würde ich sagen 
wenn du mit Transis arbeiten willst bleibe beim BC547! Falls du 
ausreichend schnelle OPs verwendest würde allerdings sicherlich ein 
deutlicher Qualitätsgewinn erzielbar sein.
Ansonsten setze lieber auf veränderung deiner Schaltung.
(Überträgst du eigendlich im Basisband oder sind die 6Mhz deine TF? Wie 
groß ist deine Datenrate?)

Gruß
Carsten

P.S.: Ich habe die Tage auch eine Optische Übertragungsstrecke 
gebastelt. Allerdings mit rotem 1mW Laser, macht aber bis auf die 
Reichweite keinen großen Unterschied. Diese Läuft mit einer 
Trägerfrequenz von 10,7Mhz und arbeitet sowohl im TX wie auch im RX 
Frontend mit BC548! (Schnell aufgebaut. Die Mod. und Demod läuft 
übrigends mit Baugruppen aus einem Funkgerät, war gerade zur Hand - 
Daher auch die Frequenz.

Autor: Anos B. (Gast)
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hm an den BC416 kann ich glaubeich nicht drankommen. BF245, das sind die 
Fet-transistoren, die bei signal am Gate den stromfluß unterbrechen 
oder?

Welchen sinn macht das eigentlich, an so einer stelle einen Fet zu 
benutzen? denn offensichtlich muß das ja bestimmte gründe haben.

ich habe gerade mal bei RS Components geguckt. da gibt es offenbar 
transistoren zwischen 10-40 Cent, die 2-5GHz können, vielleicht besorg 
ich mir da mal 5-10 verschiedene schnelle typen und guck mal so, bei 
welchem das signal in der schaltung am besten ist. :)

ist von den BC 547/8/9 BC550 irgendeiner sauberer oder ist das egal?

Also bei der schaltung das ist ein rechtecksignal, es werden ca. 
2,8MBit/sec übertragen. Es ist ein biphase-mark signal, wenn alle Bits 
hintereinander einsen wären, dann würde ein 6MHz rechtecksignal 
anliegen, wenn alle Bits nullen wären, dann ein 3MHz rechtecksignal.


Bei den OPs war es so, daß sie gern zu unkontrollierbaren schwingungen 
neigen. das signal ist insgesamt sauberer in dieser ersten stufe mit 
transistor. ich überlege mir noch, ob ich die restlichen stufen mit op 
oder mit transistor mache. es geht nur um das ankommende signal, was in 
der ersten stufe ganz schwach reinkommt, da ist offensichtlich der 
stärkste qualitätsverlust. die transistoren scheinen auch billiger zu 
sein und sogar weniger strom zu verbrauchen (nur 0,3mA bei 5V für die 
erste stufe).

ich habe mal das beispiel von der transistorversion drangehängt.

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Hi,

also von deinem Konzept her würde dir ein anderer Transistor glaube ich 
wohl keine wirklichen Vorteile bringen. Einen Vorteil für den 
FET-erkenne ich auf jeden Fall bei deiner Schaltung nicht. Un die 6Mhz 
sind wirklich kein Problem!
Der Fehler liegt wohl in deinem Konzept! Welche Strecke willst du denn 
Überbrücken? Mit einer Übertragung im Basisband wird mit einer IR Diode 
selbst ein "normales" Fernsteuersignal über 10m zu übertragen schon sehr 
schwierig! Selbst die TV-Fernbedienungen arbeiten ja mit einer 
Trägerfrequenz. Und das sind nur ein paar hundert Baud, keine 3Mbit!

Evtl. hättest du mit einem Laser eine kleine Chance, kann ich aber nicht 
sicher sagen! Wenn es wirklich betriebssicher sein soll müsstest du mit 
einer Trägerfrequenz arbeiten und das Datensignal da aufmodulieren!
Im Prinzip ist das ganze dann wie ein Datenfunkgerät aufgebaut, nur das 
anstelle einer Antenne eine Laserdiode bzw. eine sehr schnelle 
Photodiode verwendet wird.
Dies bringt dir den Vorteil das du auf Empfängerseite dein Nutzsignal 
mittels Bandpass selektieren kannst! Hinter dem Bandpass kannst du dann 
mit hohen Verstärkungen arbeiten. Fremdsignale werden dabei 
herausgefiltert! Das funktioniert problemlos solange die Photodiode 
nicht völlig übersteuert ist! Dies kann man aber durch Wahl passender 
Farbfilter problemlos umgehen. Wenn du z.b. mit Infrarotlaser arbeitest 
bekommst du für centbeträge passende Photodioden die entsprechende 
Filter bereits integriert haben.
Dies wird bei Proffessionellen Systemen so gemacht!
Selber habe ich nach diesem Prinzip bereits eine Laserstrecke gebaut die 
über 700meter mit 1,5Mbit (Brutto)Datenrate über 700m problemlos lief, 
auch bei Tageslicht. Ob eine höhere Datenrate oder weitere Verbindung 
möglich gewesen wäre habe ich nicht getestet. Als Laserdiode habe ich 
eine Diode aus einem alten CD-ROM (nicht! Brenner - Die sind mir für 
solche Spielchen zu Leistungsstark, und dann auch noch IR) verwendet, 
die nach eingestellter Stromaufnahme geschätzt ca. 1-2mW gebracht haben 
könnte.

Mit Modulation von IR-LEDs direkt mit Sprachsignal ohne TF habe ich kaum 
mehr als Wand zu Wand im dunklen Raum geschafft, das war aber schon sehr 
verrauscht!

Allerdings ist das ganze schon ein wenig Aufwendiger!

Gruß
Carsten

Autor: Anos B. (Gast)
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Also es soll für einen Infrarot-Kopfhörer benutzt werden. deshalb werden 
lichtquellen, die nur in eine richtung leuchten, nicht funktionieren.

bei einer infrarot-kopfhörer schaltung habe ich das mal gesehen. das 
signal wird erst mit mehreren LC-kombinationen gefiltert. allerdings 
wurde in der schaltung die diode nicht mit einem transimpedanz-wandler, 
sondern mit einer normalen verstärkung weiterverstärkt.

ich dachte immer, diese filterung sei nur, um störspitzen vom normalen 
tageslicht auszufiltern. ich benutze im moment 950nm Leds und Dioden mit 
Tageslichtfilter. soweit ich mich erinnern kann, ist 950nm soweit im 
infrarot-bereich, daß tageslicht-anteile gar nicht mehr durchkommen oder 
stören dürften.

theoretisch könnte ich ja einen filter für 3 und einen für 6MHz 
benutzen. Ein zusätzliches trägersignal würde ja nochmal vielmehr über 
der schon benutzten frequenz liegen, ich glaube da würde nicht soviel 
mehr bei rauskommen, weil die frequenz dann ja langsam nochmehr zu hoch 
für die dioden sein würde.

d.h. aber demnach, daß meine ergebnisse so schlecht sind, weil ich nicht 
mit einer trägerfrequenz arbeite.

was soll denn die filterung nochmalerweise bewirken? daß das signal von 
fremdstörungen befreit wird, oder daß signale auf der betroffenen 
frequenz extra viel stärker verstärkt werden als welche, die nicht genau 
auf der frequenz sind?

Autor: Bernhard S. (gmb)
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Bitte überprüfe deinen Arbeitspunkt! Warum hast du 18k als 
Emitterwiderstand??? Bei der Ansteuerung fällt doch kaum noch (DC-) 
Spannung an der CE - Strecke ab. Wie soll das vernünftig funktionieren? 
Dimensionier das um: Emitterwiderstand so groß, dass 0.5 bis 1 V an 
diesem Widerstand abfallen, den Rest der Spannung gleichmäßig auf CE 
Strecke und Kollektorwiderstand verteilen. Also je etwa 2V.

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Hi,
Anos B. schrieb:
> Also es soll für einen Infrarot-Kopfhörer benutzt werden. deshalb werden
> lichtquellen, die nur in eine richtung leuchten, nicht funktionieren.
Ok, das leuchtet ein... Dann ist die Distanz ja auch nicht ganz so groß!
Verwendest du denn eine IR Sendediode oder ein Array?
Die komerziellen IR-Kopfhörer die ich kenne hatten alle mehrere 
Sendedioden...

> theoretisch könnte ich ja einen filter für 3 und einen für 6MHz
> benutzen.
Das würde ich glaube ich nicht funktionieren. Das sind ja deine 
Extremwerte. Da die verteilung der HI/LO aber völlig zufällig ist wirst 
du effektiv irgendetwas bekommen was eine wechselndel Frequenz zwischen 
diesen Eckfrequenzen darstellt. Wenn überhaupt würde nur ein Bandpass 
3-6Mhz funktionieren. Man könnte natürlich eine FSK Modulation 
verwenden, wo 0 und 1 durch zwei verschiedene Frequenzen dargestellt 
werden, allerdings sind 3 und 6Mhz für 1,5Mbit da wohl eher nicht so 
geeignet

> Ein zusätzliches trägersignal würde ja nochmal vielmehr über
> der schon benutzten frequenz liegen, ich glaube da würde nicht soviel
> mehr bei rauskommen, weil die frequenz dann ja langsam nochmehr zu hoch
> für die dioden sein würde.

So kritisch sind die Frequenzen nicht. Man muss halt die passenden 
Dioden besorgen. Sind aber gängig und auch nicht teuer. Bei Pollin (zum 
Beispiel) habe ich die Tage ein Photodide mit 5ns rise Time für 20ct. 
gesehen.
Es gibt aber noch einmal deutlich schnellere Dioden, in der LWL-Technik 
werden ja ettliche Gigabit so übertragen.

> d.h. aber demnach, daß meine ergebnisse so schlecht sind, weil ich nicht
> mit einer trägerfrequenz arbeite.
Das würde ich vermuten! Zumindest sind mir bei Basisbandexperimenten in 
normaler Umngebung noch keine besseren Ergebnisse gelungen


> was soll denn die filterung nochmalerweise bewirken? daß das signal von
> fremdstörungen befreit wird, oder daß signale auf der betroffenen
> frequenz extra viel stärker verstärkt werden als welche, die nicht genau
> auf der frequenz sind?

Ich würde sagen sowohl als auch!

Von der TF Technik abgesehen ist als erstes Kriterium ja absolut 
entscheident das deine Fotodiode nicht übersteuert ist. Ist sie das, so 
hilft auch die beste Technik dahinter nichts mehr. Im Normalfall ist das 
aber zumindest für IR kein Problem. Dafür sind ja die Farbfilter da, 
teilweise ja schon direkt im Gehäuse eingearbeitet.

Mit einem solchen Farbfilter hast du dann schon einmal das Problem der 
Übersteuerung für 99,99% der Anwendungsfälle gelöst.
Für die unten stehenden Erläuterungen gehe ich jetzt davon aus das es zu 
KEINER Übersteuerung kommt!

Was bleibt ist aber das Fremdlichtproblem. Auch wenn du nur in einem 
Frequenzbereich (Licht) empfindlich bist, so stellt deine IR-Diode nur 
sehr selten die einzige Lichtquelle für diese Wellenlänge da.
Sowohl beim Sonnenlicht als auch bei vielen technischen Lichtquellen 
sind ja auch geringe Spektralanteile gerade in diesem Bereich vorhanden.

Diese geringen einflüsse wirken sich aber extem Störend auf deine 
Übertragung aus. Man könnte Sie als "Rauschen" betrachten. Wenn du nun 
das Signal von deiner Fotodiode verstärkst, so wirst du schnell an 
Grenzen stossen, da ebend dieses "Rauschen" Mitverstärkt wird.
Je mehr Fremdeinflüsse du hast um so geringer sind die möglichen 
Verstärkungsfaktoren! Da kann es um Zehnerpotenzen gehen.
Da aber die Signale einer IR-Diode in ein paar Meter abstand zu Quelle 
extrem schwach werden sind hohe Verstärkungen unbedingt nötig - Je 
größer der Abstand um so kleiner das Verhältniss zwischen deinem Signal 
und den Hintergrundlicht (=Rauschen)- Dann reicht es schnell nicht mehr 
aus.

Arbeitest du aber mit einer TF so kannst du nach einer ersten "kleinen" 
verstärkung deines von de IR-Diode aufgenommenen Signals mittels eines 
Bandpasses dein Nutzsignal sehr effektiv auskoppeln. Fast sämtliche 
Hintergrundstörungen werden ausgefiltert, besonders Fremdlicht macht 
sich nicht mehr störend bemerkbar. Du hast keinen Gleichanteil mehr usw.
Dies kannst du dann mit einem reinen Wechselspannungsverstärker sehr 
stark verstärken. Je nach Modulation mit der du arbeitest fast beliebig 
stark. Somit reicht dir ein viel Schwächeres Lichtsignal an der 
Fotodiode für ein gutes Empfangsergebniss.
Schaue dir mal an wie und warum das bei Ferbdienungen gemacht wird, 
dasselbe gilt für dich, nur das sich alles etwas "höher" abspielen muss!
http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/ir.htm

Ach ja, eine Anmerkung ahbe ich noch:
Muss es für einen IR-Kopfhörer denn unbedingt Digital sein?
Eine Analoge Übertragung mit FM würde sich weit einfacher realisieren 
lassen! Falls die Digitale Übertragung nicht wirklich zwingend ist würde 
ich darüber nachdenken.
UND: Wenn du ein wirklich starken IR Sender verwendest, so könnte es 
natürlich passieren das du die IR-RX deiner sonstigen Geräte 
übersteuerst.
Dann würde keine Fernbedienungen mehr funktionieren solange das Gerät in 
Betrieb ist. Evtl. würde es Sinn machen z.B. Statt mit 950nm auf 870nm 
zu arbeiten? Aber das kann man ja auch später noch durch Austausch der 
optischen Komponennten recht problemlos realisieren.

Gruß
Carsten

P.S.:
Ich habe jetzt bewusst nur das "Prinzip" beschrieben. Denke durch deine 
Beiträge das du die Schaltungstechnik dahinter schon beherrst und dir 
nur das Konzet ein wenig fehlt! Sollte dem nicht so sein gib bescheid.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Anos,

>bei einer infrarot-kopfhörer schaltung habe ich das mal gesehen. das
>signal wird erst mit mehreren LC-kombinationen gefiltert. allerdings
>wurde in der schaltung die diode nicht mit einem transimpedanz-wandler,
>sondern mit einer normalen verstärkung weiterverstärkt.

Meinst du die Schaltung aus der ELRAD 7/8/88? Da werden LC-Filter 
verwendet, um die Stereosignale, die auf einen 110kHz- und 256kHz-Träger 
aufmoduliert wurden, wieder zu trennen.

Mit einem digitalen Konzept und einer höheren Signalfrequenz hast du 
erst einmal den großen Nachteil der größeren Bandbreite, was zu einem 
deutlich erhöhten Rauschen führt. Andererseits mußt du aber auch nur 
zwei Schaltzustände voneinander unterscheiden, sodaß das Rauschen 
vielleicht garnicht so schlimm ist.

Ich denke, daß ein OPamp mit rauschangepaßter Beschaltung, der also auf 
die Fotodiodenkapazität besondere Rücksicht nimmt, einer Schaltung mit 
Transistor überlegen sein dürfte, auch wenn es nur um ein digitales 
Signal geht. Der Grund dafür ist, daß das Signal je nach Abstand zum 
Sender sehr stark schwanken kann und da ein OPamp die Signalsprünge doch 
besser ausregeln kann. Vielleicht irre ich mich aber auch.

Wichtig ist vor allem einmal, daß du genügend Lichtintensität im Raum 
hast. Da könnten vielleicht mehrere dezentrale Lichtquellen hilfreich 
sein. Auch solltest du mehrere Fotodioden verwenden, um tote Winkel zu 
vermeiden, und um einfach mehr Signal zu haben.

In der Signalverarbeitung könnte es sinnvoll sein, das Signal über einen 
Hochpaß zu führen und als AC-Signal zu verstärken. Das hilft dir gegen 
unangenehme DC-Offsets, ihre Drifts und niederfrequentes Rauschen. Aber 
auch gegen Signalhöhenänderungen bei der Bewegung durch den Raum. Am 
besten wäre eine Bandpaßfilterung, wie schon Carsten vorgeschlagen hat. 
Dann solltest du aber auch eine Kodierung verwenden, die längere "highs" 
und "lows" vermeidet, also beispielsweise den Manchester-Code.

Kai Klaas

Autor: Ulrich (Gast)
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Der BC 548 ist für eine Bipolaren Transistor schon gar nicht so 
schlecht. Bei einem Transimpedanzverstärker für ein nicht sher große 
Fotodiode wird vermutlich das Stromrauschen das begrenzende Problem 
sein. Genau da könnte ein FET wie der BF245 die bessere Wahl sein.

Autor: Anos B. (Gast)
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Ich überlege mir am ende noch, ob ich das dann irgendwie mit einem 
3-6MHz Bandpaß so passieren lasse, daß eine möglichst brauchbare form 
von dem signal übrig bleibt.

Bei den Modulationen sehe ich mich schwer, weil ich mich nie mit 
modulationen befaßt habe und dann wissen müßte, wie man in so einem fall 
das echte signal dem trägersignal aufmoduliert.

bei den IR-Dioden war es so, daß die SFH205F einen 60 Grad einfangwinkel 
hatte und wirklich viel einfing, die hatte dann 20ns schaltzeit. eine 
vergleichbare andere diode schaft zwar 5ns schaltzeit, aber der 
einfangwinkel ist nur 20 Grad oder noch kleiner, wenn man nicht 
punktuell etwas übertragen will, wird die schon fast unbrauchbar.

also mein signal hatte den biphase-mark code, ist da ein großer 
unterschied zu dem manchester code? das ist doch fast das selbe oder, 
dadurch hätte ich keinen vorteil oder?

aber da mein signal digital ist, habe ich ja im gegensatz dazu nochmal 
eine einfacherere möglichkeit, es sauberer wieder einzufangen.

trotzdem frage ich mich, wie ein infrarot-kopfhörer auf 2,8/2,3 MHz mit 
4 Leds das signal sauber übertragen kriegt, und ich, wenn ich mit 3-6MHz 
etwas rüberkriegen will, mich auf einmal irrsinnig schwer tue.

also bei mir waren es zuletzt 3 Ir-Leds, die mit 60mA durchschnittlichem 
strom bestromt werden und ich komme weniger als einen meter weit, bevor 
das signal zu schlecht ist.

ich werde wohl am ende 10-20 leds benutzen, aber selbst dann glaube ich, 
wird das signal noch zu schwach sein.

wegen der sache mit dem 18k-widerstand:
ich mache das, um den gleichstrom-anteil aus der schaltung wegzukriegen, 
er fließt dann nicht mehr durch den transistor. das ist so, als wenn vor 
dem transistor z.B. nur noch 0,3V abfallen würden. das verändern des 18k 
widerstandes verändert nix an der signal-qualität in der schaltung, er 
entfernt zusammen mit dem kondensator lediglich den gleichstromanteil 
aus der stufe.


wegen den transistoren:
den BF245 werde ich mal ausprobieren.

wie kann ich denn eigentlich feststellen, wie hoch bei einem normalen 
NPN-transistor das stromrauschen ist? welcher wert ist dafür im 
datenblatt aussagekräftig? bei OPs steht der wert bei current noise ja 
drin, aber welcher ist es bei transistoren?

Autor: Michael_ (Gast)
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Warum nicht mal die BC549 oder BC550 in Betracht ziehen? Die haben doch 
aus dieser Serie schon wesentlich geringeres Grundrauschen (Fairchild).
Die fT bei obigen Typen liegt bei 300MHz.

Autor: Anos B. (Gast)
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das habe ich eben auch schon gelesen, daß der BC549/BC550 besser sein 
soll als BC546/7/8. woran kann man das sehen? an dem dB-wert unter Noise 
figure?

wie kommt es eigentlich, daß in dem datenblatt von On semiconductor 
0,6dB steht und in einem von Fairchild 1,2dB ? dann muß ich doch nicht 
etwa jetzt noch darauf achten, von welchem hersteller ich den transistor 
nehme oder?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hallo Anos,

hast du schon mal darüber nachgedacht die Sendeleistung zu erhöhen?

Nimm 10 Sendedioden. Damit hast du auch zehnmal soviel Licht im 
Empfänger.

Autor: Michael_ (Gast)
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Ja, so gemein ist die Welt!
Man muß es dann noch praktisch ausprobieren.
Natürlich bekommt man das geringe Rauschen nur unter den im Datenblatt 
angegebenen Bedingungen hin. Bei 5MHz könnte aber ein Mittelfrequenz 
oder Schalttransistor bessere Werte bringen. Einfach mal Ausprobieren.

Autor: Ulrich (Gast)
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Das Stromrauschen kann man direkt aus dem Basisstrom ableiten. Deshalb 
steht da auch nichts extra im Datenblatt. Als Formel findet man die 
Wurzel aus 2 mal e mal Basisstrom.
Das einzige was da etwas hilft ist ein Transistor mit sehr hoher 
Verstärkung, denn das Spannungsrauschen hängt vom Kollektorstrom ab. Man 
kann also auch nicht mit zu wenig Kollektorstrom arbeiten.

Bei der Nosiefigure muß man immer auch auf die Randbedingungen achten. 
Da werden teils verschiedene Werte benutzt und machen einen Vergleich so 
schwierig. Für die Anwendung hier, würde man ja ohnehin mit einem eher 
kleinen Strom arbeiten und kaum bei den im datenbaltt typisch genutzen 
Werten.

Ein Tip zum nachlesen sind die Application Notes oder so ähnlches der IC 
Firmen. z.B. Design Note 399 von LT.

Autor: Anos B. (Gast)
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hm.. ja ich werd mir mal 10 verschiedene transistoren rauspicken, die 
mit irgendwelchen werten glänzen und dann mal gucken, welcher 
letztendlich doch wider erwarten am besten funktioniert.

>> Nimm 10 Sendedioden.

wir dürfen nicht vergessen, daß ich jetzt schon 3 habe. d.h. danach wird 
die leistung nur 3mal so stark sein wie vorher.

und wenn wir bedenken, daß die lichtstärke im quadrat zur entfernung 
abnimmt, käme ich dann, wenn ich mit 3 leds auf 60cm komme, mit 12leds 
dann demnach nur auf die doppelte 1,20 meter entfernung. wenn da nicht 
das hintergrundrauschen wäre, naja hoffen wir deshalb, daß ich mit 12 
leds dann doch mehr als doppelt so weit komme..

Autor: Michael_ (Gast)
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>trotzdem frage ich mich, wie ein infrarot-kopfhörer auf 2,8/2,3 MHz mit
>4 Leds das signal sauber übertragen kriegt, und ich, wenn ich mit 3-6MHz
>etwas rüberkriegen will, mich auf einmal irrsinnig schwer tue.
Da steckt mit Sicherheit von den Herstellern mehr Ingenieurschmalz 
dahinter. Das ist nicht bös gemeint, es ist die Realität.
Wenn du allein dran arbeitest, wird es schwer. Suche Verbündete! 
Irgendwann bin ich mal auf Internetseiten gestoßen, die RS232 übertragen 
haben. Mit richtig vielen Diode im Sender.
Und nimm eben 10 Sendedioden, damit du auf die doppelte Entfernung 
kommst.
Wie sieht eigentlich die Senderseite aus?
Stimmen überhaupt die Kurven von Sender und Emfänger perfekt überein?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Anos,

>also mein signal hatte den biphase-mark code, ist da ein großer
>unterschied zu dem manchester code?

Das funktioniert sicher auch.

>trotzdem frage ich mich, wie ein infrarot-kopfhörer auf 2,8/2,3 MHz mit
>4 Leds das signal sauber übertragen kriegt, und ich, wenn ich mit 3-6MHz
>etwas rüberkriegen will, mich auf einmal irrsinnig schwer tue.

Deiner Schaltung kann man entnehmen, daß die Fotodiode mit Sperrspannung 
betrieben wird. Hat das nicht ein stärkeres Rauschen zur Folge? Probier 
doch mal einen schnellen OPamp und eine BPW34 mit Tageslichtfilter. Das 
Ganze in der üblichen invertierenden Beschaltung mit 0V Sperrspannung.

Ohne Schmalbandigkeit im Empfänger kann das nichts werden! Du könntest 
so stark tiefpaßfiltern, daß die Pulse sinusförmig aussehen, also mit 
stark verschliffenen Flanken. Mit gleichzeitiger Hochpaßfilterung (also 
am Ende ein Bandpaßfilter) hast du dann ein rauscharmes Signal, daß du 
höher verstärken kannst. Das Ganze schickst du dann durch einen 
Nulldurchgangskomparator um die digitale Form wiederherzustellen.

Vergiß nicht, daß du durch das 100Hz-Wechsellicht der Lampen erhbeliche 
Störanteile in diesem Frequenzbereich und im Bereich der Harmonischen 
hast. Die MUSST du unterdrücken!!!

Kai Klaas

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

>trotzdem frage ich mich, wie ein infrarot-kopfhörer auf 2,8/2,3 MHz mit
>4 Leds das signal sauber übertragen kriegt, und ich, wenn ich mit 3-6MHz
>etwas rüberkriegen will, mich auf einmal irrsinnig schwer tue.

Wenn du schon eine Profi-Schaltung da hast solltest du die auch mal 
analysieren. Folgende Tricks habe ich schon gesehen:

- Tastverhältnis beim Senden: im RC5-Code (36 kHz) wird das Trägersignal 
nur mit 25% Tastverhältnis gesendet. Dies erlaubt dann mit den 
entsprechenden Pausenzeiten Spitzenströme die Faktor 8 oder höher sind 
als der DC-Strom (oft bis zu 1 Ampere peak).

- Empfängerseite: hier habe ich schon häufig "Frenel-Linsen" gesehen. 
bei Geschickter Anordnung läßt sich die Reichweite leicht auf das 2-3 
fache steigern. (Auf der Sendeseite müßte man die Sendeleistung um den 
Faktor 4-9 anheben).

Und natürlich ist wie oben schon erwähnt immer eine Filterung auf der 
Empfängerseite notwendig.

Autor: Anos B. (Gast)
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ha das mit dem verkleinern des sende-tastverhältnisses ist aber echt ein 
fieser trick, schade, daß ich es nicht vorher gemerkt habe. aber das 
würde auch erklären, warum die bei vorhandenen infrarot-kopfhörern auf 
einmal mit weniger leds auskommen.

mal gucken ob ich das mit der veränderung des tastverhältnisses da 
reinkriege. weil ich zum verarbeiten des signals einen entsprechenden 
baustein benutze, bin ich an gewisse gegebenheiten gebunden, ich müßte 
das signal also hinterher wieder gradebiegen. aber bei noch weiterem 
erniedrigen des tastverhältnisses erhöht sich der aufwand ja nicht noch 
weiter. deshalb wäre es einen versuch wert, wenn ich dadurch danach 
tatsächlich mit viel weniger Leds viel stärker senden kann.

Autor: faustian (Gast)
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Wenn Du meinst dass es am Transistor liegen koennte, nimm halt mal einen 
BF198/199 (nicht allzu teuer, ein Zehnerstreifen davon sollte Standard 
im Sortierkasten sein) und probier es aus...

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Hi nochmal,

also ich denke immer noch das das Eigenrauschen des RX-Frontends das 
kleinste Problem ist. Egal ob ich nun einen BC547, BF199 oder BF245 
habe.
(Habe übrigends alle drei Typen +noch ein paar mehr in der Bastelkiste)

Mit dem Tastverhältnis ist klar, du kanst ja auch bei deinem aktuellen 
Tastverhältniss mit höheren Impulsströmen arbeiten. Theoretisch mit ca. 
100% mehr, in der Praxis aufgrund der hohen Frequenz wahrscheinlich noch 
deutlich darüber. Ich dachte auch das du das schon machst, denn du 
schriebst ja was von 60mA... Oder war damit 3xLED mit je 20mA gemeint ?

Daher noch einmal mein Frage:
Muss es wirklich DIGITAL sein? (=2 Audio Kanäle a 44KHz Sample rate?) 
Würde eine gute Analogübertragung mit FM nicht reichen? Diese würde sich 
um welten einfacher realisieren lassen! Ich meine gerade bei Kopfhörern 
ist doch der Klirfaktor der Schallwandler bauartbedingt so groß das 
alles davor fast keine Rolle mehr spielt!
Wenn du es wirklich Digital haben willst, weil das ja vielleicht der 
Kern des Projektes ist, dann solltest du dich mal in die Digitale 
Modulation einarbeiten und über eine TF nachdenken...
ICh glaube immer noch nicht das es mit einer Basisbandübertragung 
vernünftige Ergebnisse geben wird. Wie gesagt, das Thema habe ich vor 
Jahren schon durch gehabt!

Gruß
Carsten

Autor: Ulrich (Gast)
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Bei den Kopfhörern wird tatsächlich oft ein FM Übertragung benutzt. Da 
sind die 2,8 MHz nicht die Bandbreite, sondern die Trägerfrequenz. Die 
Bandbreite ist mehr im 100 kHz Bereich. Die nötige Sendeleistung hängt 
halt von der Bandbreite und nicht direkt von der Trägerfrequenz ab.

Autor: Anos B. (Gast)
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also ja: ich hatte mir vor einiger Zeit 2 oder 3 infrarot-kopfhörer 
besorgt. sie waren alle auf dem 2,3/2,8 MHz standard. keiner war von der 
qualität so, daß man sie als ok hätte betrachten können.

je nachdem, wie weit man von den leds weg war oder wenn man sich 
bewegte, ganz schnell rauschen oder an bestimmten stellen in dem ton 
verschlechterungen und so sachen, oder einfach starkes rauschen, wenn 
man nix hörte.

ich habe auch einen 863 MHz kopfhörer getestet. der ging auch eigentlich 
ganz gut, nur daß an den spannendsten stellen im film natürlich der 
nachbar anfängt, 5-10 min mit seinem handy zu telefonieren, und auch 
relativ starkes rauschen noch, wärend man nix hört.

jetzt zuletzt habe ich noch einen bluetooth kopfhörer getestet, er hat 
aussetzer, sobald ich in der wohnung um eine ecke gehe, oder mich mehr 
als 7 meter vom sender entferne.

ich hatte auch noch einen "2,4 GHz"-kopfhörer getestet. das modell wurde 
erfunden, wo es noch kein wlan/bluetooth gab. der hat immer aussetzer, 
sobald der nachbar seinen Router nicht ausgeschaltet hat.

es muß eigentlich nichtmal infrarot sein, aber vielleicht kriege ich auf 
funkfreqenzen ärger.


ich dachte: moment, der infrarot-kopfhörer überträgt mit 2,8 MHz, dann 
muß die übertragung von meinem 2,8 MBit signal auch funktionieren. aber 
offensichtlich war genau das der fehler, weil die warscheinlich benutze 
bandbreite beim infrarot-kopfhörer in wirklichkeit nur wenige hundert 
kHz groß ist.

also insgesamt muß es keine digitale übertragung sein, man sollte nur 
nicht dem signal anmerken können, daß es analog ist.

aber zumindest am anfang dachte ich, daß es zumindest da am einfachsten 
ist oder wäre, ein digitales signal zu benutzen, zumal die digitalen 
umwandlungs-chips schon da sind, und nur noch das signal übertragen 
werden muß. ich kann eigentlich nicht viel schlechter machen: das 
digitale wird immer empfangen, es kann keine hörbaren verschlechterungen 
geben, nur weil irgendwo das analoge signal nicht richtig übertragen 
wird.


was die Leds betrifft: es sind 3 Leds in reihe. wen man mit dem meßgerät 
mißt, fließen 60mA, durch jede natürlich. die Leds halten 100mA 
durchschnitts-strom aus. ich gehe mal davon aus, daß eine 120mA spitzen 
abkriegt, wenn das signal immer 50/50 gleichgewichtet ist. die Leds 
heißen SFH4200Z .

mir ist aber gerade noch eingefallen, daß ich tatsächlich nicht soweit 
mit dem tastverhältnis runtergehen kann, weil das kommt dan wieder einer 
höheren übertragungsfrequenz gleich und sorgt dafür, daß die OPs dann 
noch schlechter oder weniger empfangen würden. das geht warscheinlich 
nur, wenn die bandbreite der OPs oder der verstärkung in einem fall noch 
nicht völlig ausgenutzt ist.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Anos,

>mir ist aber gerade noch eingefallen, daß ich tatsächlich nicht soweit
>mit dem tastverhältnis runtergehen kann, weil das kommt dan wieder einer
>höheren übertragungsfrequenz gleich und sorgt dafür, daß die OPs dann
>noch schlechter oder weniger empfangen würden.

Vollkommen richtig! Mit dem reduzierten Tastverhältnis transformierst du 
die Energie in einen größeren Frequenzbereich. Auf die Grundwelle 
entfällt dann unter Umständen sogar weniger Energie!

Kai Klaas

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Hi,

Anos B. schrieb:
> also ja: ich hatte mir vor einiger Zeit 2 oder 3 infrarot-kopfhörer
> besorgt. sie waren alle auf dem 2,3/2,8 MHz standard. keiner war von der
> qualität so, daß man sie als ok hätte betrachten können.
>
> je nachdem, wie weit man von den leds weg war oder wenn man sich
> bewegte, ganz schnell rauschen oder an bestimmten stellen in dem ton
> verschlechterungen und so sachen, oder einfach starkes rauschen, wenn
> man nix hörte.

Das ist leider bei IR so... Bei Analogübertragung hörst du Rauschen wenn 
das Signal schlecht wird. Bei Digitalübertragung dann das 
"Digitalrauschen ;-) " (Nichts, oder schlimmer das abgehakte 
Geklimper...) Als Anhaltspunkt kann man sagen wo es mit FM stark rauscht 
hörst du auch Digital nichts mehr - oder Scheppern!

> es muß eigentlich nichtmal infrarot sein, aber vielleicht kriege ich auf
> funkfreqenzen ärger.

> also insgesamt muß es keine digitale übertragung sein, man sollte nur
> nicht dem signal anmerken können, daß es analog ist.

Naja, einfach irgendwelche Funkfrequenzen zu nehmen funktioniert 
natürlich nicht! Das gibt ärger... Evtl. gibt es geeignete HF-Module mit 
Zulssung?
Wobei mir gerade einfällt:
Ich verwende selber für eine Übertragung von einem DVB-S HDD Receiver im 
Nebenzimmer zu div. TVs im Haus. (Pro Zimmer halt nur ein Sat-Rec,) 
einen dieser 2,4Ghz TV- Funkmodule... (Trotz WLAN im 'HAus und der 
NAchbarschaft... WLAN Modem steht 50cm vom TV-Sender entfernt)
Die Audioqualität ist eigendlich TOP, höre keinen Unterschied zu dem 
Direkt an dem TV angeschlossenem Receiver.
Evtl. könntest du einen solchen TV-Sender nehmen, NUR das Ausdiosignal 
einkoppeln und dir quasi ein eigenes Empfangsmodul basteln...

Solange nur der RX selbstbau ist, stellt das rechtlich kein sonderlich 
großes Problem da!


> aber zumindest am anfang dachte ich, daß es zumindest da am einfachsten
> ist oder wäre, ein digitales signal zu benutzen, zumal die digitalen
> umwandlungs-chips schon da sind, und nur noch das signal übertragen
> werden muß. ich kann eigentlich nicht viel schlechter machen: das
> digitale wird immer empfangen, es kann keine hörbaren verschlechterungen
> geben, nur weil irgendwo das analoge signal nicht richtig übertragen
> wird.

Naja, wie du siehst ist es nicht ganz so einfach.
Ein Rauschen durch die Übertragungsstecke mit schleichender 
Verschlechterung gibt es zwar nicht... Aber irgendwann bricht auch das 
Digitalsignal ab. Dann geht entweder ALLES - oder GAR NICHTS. Im 
Zweifelsfall ist alles wo das Analoge Signal verrauscht ist einfach gar 
nicht mehr zu hören!

Wenn du IR Kopfhörer da hast. Hast du eigendlich schon einmal probiert 
die entsprechenden Dioden dort gegen Eistungs-IR Dioden (mit passendem 
Treiber)auszutauschen ? Vielleicht hilft das ja schon?
(Wobei ich natürlich jetzt nicht sicher bin ob das nicht ggf. schon 
Probleme mit dem Aufen geben kann menn man einen IR-Strahler mit einigen 
Watt im Blickfeld hat! Bin da gerade überfragt!)

Gruß
Carsten

P.S.:
Das erinnert mich an die Kopfhörersuche bei meinen Großeltern.  (2TV im 
Verwinkeltem Wohnzimmer. Eines an der Siztecke, ein kleines am Esstisch) 
Da haben wir auch vieles durchprobiert weil die vom Kopfhörerkabel beim 
kleinen TV wegkommen wollten, da es eine Stolperfalle darstellt (ISt im 
Weg, manchmal wird auf beiden TVs gleichzeitig geschaut)

IR, Funk, usw. alles durchprobiert...
Rate mal was jetzt aktuell verwendet wird ;-) ?

Autor: Michael_ (Gast)
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Vergiß bitte die IR-Audioübertragung im Heimbereich, gleich welcher Art!
Schraube bitte nur mal eine von den verordneten Energiesparlampen in den 
Leuchter und du wirst dein Blaues Wunder erleben.
Übrigens werden IR-Led in stinknormalen Fernbedienungen im Impulsbetrieb 
mit 200 mA betrieben!

Autor: Anos B. (Gast)
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>> Rate mal was jetzt aktuell verwendet wird ;-) ?

ich befürchte, es ist der mit dem Kabel.


>> Hast du eigendlich schon einmal probiert
die entsprechenden Dioden dort gegen Eistungs-IR Dioden (mit passendem
Treiber)auszutauschen ?

das rauschen war auch da, wenn man näher dran war, und komplexe 
Ton-Muster wurden nicht sauber übertragen. man hört es der Übertragung 
an, daß sie durch die Leds und die Dioden durch muß. auch bei einem 
teureren Sennheiser-Infrarot kopfhörer war das so, scheinbar kann das 
Infrarot nicht zaubern. :)

>> Wobei ich natürlich jetzt nicht sicher bin ob das nicht ggf. schon
Probleme mit dem Aufen geben kann menn man einen IR-Strahler mit einigen
Watt im Blickfeld hat!

ich befürchte, daß sich diese frage stellen wird, wenn ich jetzt 
versuchen würde, wegen der probleme meine eigenes signal mit 40-100 Leds 
pro raum auszustrahlen. das problem ist auch, daß sich dann der 
zusätzliche stromverbrauch irgendwann auf der Stromrechnung im Jahr 
bemerkbar machen wird. alternativ könnte ich natürlich den 
Infrarot-Strahler neben meiner deckenlampe montieren. in die deckenlampe 
guck ich nicht rein, weil sie hell ist. dann würde ich auch nicht 
ausversehen in das infrarot reingucken.

>> Schraube bitte nur mal eine von den verordneten Energiesparlampen in den
Leuchter und du wirst dein Blaues Wunder erleben.

deshalb hab ich ja statt 880nm Leds 950nm Leds und Dioden genommen. Die 
sind fürs Auge fast unsichtbar und andersrum genauso. Fernbedienungen 
sind natürlich ein Spinne-Fein davon, aber im moment hab ich im Hause 
keine einzigste fernbedienung. Das Audio läuft fast immer über den PC, 
audio-applikationen, die ohne PC laufen, gibt es bei mir fast nicht. Und 
es ist tatsächlich so: Schalte ich alle Lichtquellen im Raum aus, wird 
mein Signal davon nicht besser. das ist also scheinbar kein Problem.

>> Vergiß bitte die IR-Audioübertragung im Heimbereich, gleich welcher Art!

Vielleicht werde ich tatsächlich mein experiment vergessen, wenn ich 
sehe, daß es nur mit 40-100 Leds pro Raum zu ermöglichen ist.

>> Evtl. könntest du einen solchen TV-Sender nehmen, NUR das Ausdiosignal
einkoppeln und dir quasi ein eigenes Empfangsmodul basteln...


ja das ist eine sehr gute Idee. wozu etwas basteln, was schon da ist. 
ich mache das empfangsmodul auf und versuche die verkleinerte Platine in 
das kopfhöregehäuse reinzuwürgen. Dann muß ich nur einen ausreichend 
kleinen Empfänger haben und einen der so wenig strom verbraucht, daß ich 
den Batterienwechsel nicht leid werde.


Ich dachte da auch mal an ein Bluetooth-Headset, was mit USB Dongeln 
kompatibel ist, dann könnte ich vielleicht einen BT USB Dongle mit 
höherer Reichweite benutzen. es muß nur PC kompatibel sein, das headset 
und 41kHz stereo audio-übertragung mit groß genuger Bitrate 
unterstützen. ich weiß nur noch nicht, welches Headset ich nehmen soll. 
Aber wenn es nur unbequem ist und die lautsprecher schlecht sind, könnte 
ich es in einen anderen kopfhörer einbauen, der ok ist. hauptsache die 
ausgangs-audioqualität von den analog-ausgang von dem digitalchip in den 
Headset ist ok.


naja ganz ist die suppe noch nicht ausgelöffelt. ich warte noch auf 
meine verbesserten transistoren. der GLS-Postbote hat natürlich diesmal 
die Abstellerlaufnis mitgenommen und ignoriert, weil er einen schlechten 
Tag hatte. deshalb kann ich es erst einen Tag später testen.

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