Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Oszillator welche Schaltung / Blinkschaltung


von Markus (moviemax)


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Ich habe hier ein Blinkschaltung aus einem Baukasten.
Kann mir jemand sagen wie die genau heißt. In der Literatur kann ich die 
nicht finden. Wird auch nicht so gut erklärt.
Vermutlich wird man die so auch nicht mehr verwenden sondern mit dem 
NE555 etwas besseres verwenden.

Also wie bezeichnet man diesen Oszillator / Multivibrator Schaltung und 
hatte die tatsächlich eine Verwendung?
Warum werden die Spannungen an Basis der Transistoren negativ?

: Verschoben durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Markus schrieb:
> Kann mir jemand sagen wie die genau heißt.

Nicht jede Schaltung muss einen speziellen Namen tragen. Das ist ein 
astabiler Multivibrator.

> In der Literatur kann ich die nicht finden.

Früher (tm) war diese Schaltung Bestandteil von so gut wie jedem 
Elektroniklernkasten.

> Wird auch nicht so gut erklärt.

Bau die Schaltung als Simulation in LTSpice o.ä. nach. Dann kannst du 
dir alle Details zum Funktionsprinzip angucken.

> Vermutlich wird man die so auch nicht mehr verwenden sondern mit dem
> NE555 etwas besseres verwenden.

Naja - "besser" liegt im Auge des Betrachters. Heutzutage ist das oft 
die Platinenfläche und damit indirekt die Anzahl der Bauelemente.

Der NE555 stammt von 1972 und hat sich u.a. wegen seiner Universalität 
und der einprägsamen Typenbezeichnung in seinem Grundkonzept seit mehr 
als einem halben Jahrhundert gehalten.

: Bearbeitet durch User
von Klaus F. (klaus27f)


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Markus schrieb:
> Kann mir jemand sagen wie die genau heißt.

Astabiler Multivibrator.

Oder 2-Transistor-Blinkschaltung.
Oder Wechselblinker.
https://www.lbotics.at/elektronik/bauanleitungen-schaltungen/wechselblinker-2-leds

von M.A. S. (mse2)


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Markus schrieb:
> Ich habe hier ein Blinkschaltung aus einem Baukasten.
> Kann mir jemand sagen wie die genau heißt. In der Literatur kann ich die
> nicht finden. Wird auch nicht so gut erklärt.
Die Schaltung heißt astabiler Multivibrator oder astabile Kippstufe.

Markus schrieb:
> Vermutlich wird man die so auch nicht mehr verwenden sondern mit dem
> NE555 etwas besseres verwenden.
Solche Schaltungen mit Einzeltransistoren sind in der Tat selten 
geworden.

Rainer W. schrieb:
> Früher (tm) war die Bestandteil von so gut wie jedem
> Elektroniklernkasten.
So war das. Heute würde man wahrscheinlich (wenn nicht sowas wie den 
555) einen sehr kleinen Mikrocontroller dafür nehmen.
Nachteil: man muss Software dafür machen und diese in ihn hineinflashen.
Vorteil: man kann das Timing sehr genau und flexibel bestimmen (und bei 
Bedarf ändern ohne in der Schaltung herumzulöten).

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Markus schrieb:
> Warum werden die Spannungen an Basis der Transistoren negativ?
Erstes Indiz: die Polung der Elkos... ;-)

Nimm z.B. mal an, der T1 sperrt und der T2 leitet, dann liegen am 
Kollektor des T1 und damit am +Pol des C1 9V an. Und an der Basis des T2 
und damit am -Pol des C1 liegen 0,7V an. Und damit liegen über dem C1 
8,3V. Wenn du den C1 in diesem Augenblick ausbauen würdest, dann hätte 
der also eine Potentialdifferenz von 8,3V "gespeichert".

Wenn jetzt (weil ja Multivibrator usw...) der T1 irgendwann einschaltet, 
dann zieht der seinen Kollektor und damit den +Pol des C1 auf 
(annähernd) GND, also 0V. Weil der C1 aber ja grade auf 8,3V geladen ist 
(siehe vorigen Absatz), hat der -Pol des C1 jetzt -8,3V. Und weil der 
-Pol des C1 an die Basis vom T2 angeshclossen ist, hat auch die Basis 
-8,3V.

Du siehst: es ist sinnvoll, solche Vorgänge statisch zu betrachten 
(also, wie wenn du in LT-Spice auf 1ns reinzoomst). Denn wenn du dann 
denkst "der Elko fängt ja gleich wieder an, sich zu entladen und der AMV 
schaltet dann dauernd hin und her, uswusf", dann wirst du mit dem 
Nachdenken nie fertig.

von Harald W. (wilhelms)


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Markus schrieb:

> Warum werden die Spannungen an Basis der Transistoren negativ?

Das ist übrigens ein Problem dieser Standardschaltung. Da normale Tran-
sistoren keine negative Spannung von >7V vertragen, eignet sie sich ohne 
zusätzliche Modifikationen nur für Betriebsspannungen bis 7V.

von Michael B. (laberkopp)


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Markus schrieb:
> Warum werden die Spannungen an Basis der Transistoren negativ?

Wären beide positiv, würden beide Transistoren leiten, und nichts 
blinkt.

Wenn einer sperrt und einer leitet, wird der Elko zwischen beiden (fast) 
auf Betriebsspannung aufgeladen.

Nun schaltet einer ein, dabei sinkt die Spannung am Kollektor von 
Betriebsspannung auf fast 0V und der andere Kondensatoranschluss geht 
von fast 0, weil sich der Kondensator nicht so schnell umlädt sondern 
erst mal gleich aufgeladen bleibt, auf -9V.

Dabei wird UBEreverse des Transistors überschritten die bei ca. 6V liegt 
und die BE Strecke leitet und entladt den Elko schnell auf 6V. Der 
ehemals leitende Transistor sperrt und der Blinker ist im anderen 
Zustand, bis dieser Elko von 6V auf fast 0V entladen wird.

Deine Schaltung taugt nicht, weil sie das nicht beachtet, eventuell 
stammt sie aus 1960 als Transistoren noch nicht so hoch dotiert waren 
wie heute und eine UBEreverse von leicht 30V erlaubten. Ab 6V 
Betriebsspannungen müssen heutzutage aber Dioden vor die 
Basiszuleitungen um sie vor zu hoher UBEreverse zu schützen und nicht 
1/3 der Kondensatorladung im Durchbruch der BE-Strecke zu verlieren, 
sondern damit die ganze Ladung des Elkos zum Timing genutzt wird.

von Rainer W. (rawi)


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Vor einem Dutzend Jahre wurde hier auch schon ausführlich über die 
Schaltung debatiert:

Beitrag "Astabiler Multivirbator mit Transistoren - LED Problem"

von Otto K. (opto_pussy)


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Auch im Philips Experimentierkasten EE2003 auf Seite 120 wurde schon ein 
astabiler Multivibrator mit 9 Volt betrieben und auch unser Lehrer hatte 
1984 diese Schaltung ohne Diode vor der Basis direkt mit 9 Volt 
betrieben.

Der Unterschied ist nur, dass hinter T2 noch ein T3 geschaltet ist, um 
auch eine niederohmige Glühbirne ansteuern zu können, ohne dass die 
Blinkfrequenz vom Innenwiderstand der Glühbirne beeinflusst wird. 
Parallel zur Glühbirne ist noch ein Lautsprecher geschaltet, der das 
Relaisklicksen imitieren soll, wie bei einem echten Blinker am Auto.

von Rainer W. (rawi)


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Markus schrieb:
> Warum werden die Spannungen an Basis der Transistoren negativ?

Weil der Kondensator vor dem Schließen des Transistors fast auf die 
volle Betriebsspannung aufgeladen ist und auch nach dem Schließen des 
Transistors im ersten Moment noch seine volle Ladung besitzt.

von Michael B. (laberkopp)


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Otto K. schrieb:
> auch unser Lehrer hatte 1984 diese Schaltung ohne Diode vor der Basis
> direkt mit 9 Volt betrieben.

Ja, es gibt viele, die rumbasteln ohne die Bauteile zu verstehen.

von Otto K. (opto_pussy)


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Rainer W. schrieb:
> nach dem Schließen des Transistors im ersten Moment noch seine volle
> Ladung besitzt...

...und jetzt kommt noch der entscheidende Satz dazu. Nachdem T2 
geschlossen ist, also nicht mehr leitet, schaltet T1 voll durch und 
verbindet die positive Platte des Elkos mit dem Minuspol der Batterie, 
dadurch ist die negative Platte noch mal um -8,3 Volt negativer als der 
Minuspol der Batterie und diese -8,3 Volt liegen jetzt für kurze Zeit an 
der Basis von T2 an!

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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von Rainer W. (rawi)


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Otto K. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> nach dem Schließen des Transistors im ersten Moment noch seine volle
>> Ladung besitzt...
>
> ...und jetzt kommt noch der entscheidende Satz dazu.

Da kommt gar nichts dazu ;-)

Bevor der Transistor schließt, ist der Kondensator volle aufgeladen (9V 
bzw. 9V - V_f(LED)). In dem Moment, wo der Transistor schließt, rutscht 
der '+'-Pol des Kondensator fast auf Gnd. Da sich die Ladung auf dem 
Kondensator nicht so schnell ändert, verschiebt sich der '-'-Pol damit 
etwa auf -8,3V bzw. -6,8V.

von M.A. S. (mse2)


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Otto K. schrieb:
> Auch im Philips Experimentierkasten EE2003 auf Seite 120 wurde schon ein
> astabiler Multivibrator mit 9 Volt betrieben und auch unser Lehrer hatte
> 1984 diese Schaltung ohne Diode vor der Basis direkt mit 9 Volt
> betrieben.
>
> Der Unterschied ist nur, dass hinter T2 noch ein T3 geschaltet ist, um
> auch eine niederohmige Glühbirne ansteuern zu können, ohne dass die
> Blinkfrequenz vom Innenwiderstand der Glühbirne beeinflusst wird.
> Parallel zur Glühbirne ist noch ein Lautsprecher geschaltet, der das
> Relaisklicksen imitieren soll, wie bei einem echten Blinker am Auto.
Selber Experimentierkasten, Anleitungsbuch Seite 71: siehe Bild.
Ich kenne die Schaltung nur ohne besondere Vorkehrungen und habe sie 
meistens mit 9V betrieben.
Später an der Uni sind derlei Transistorschaltungen überhaupt kein Thema 
gewesen, weshalb ich nie einen Anlass hatte, über diese Schaltung 
vertieft nachzudenken...

von Otto K. (opto_pussy)


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M.A. S. schrieb:
> Selbe Experimentierkasten, Anleitungsbuch Seite 71: siehe Bild.

Stimmt! Nur das bei diesen geringen Kondensatorkapazitäten die Glühlampe 
nicht blinkt, sondern stattdessen ein Ton aus dem Lautsprecher kommt. 
Aber im Text steht ja auch, dass man anschließend die Kondensatoren C1 
durch einen 125uF Elko und C2 durch einen 4,7uF Elko ersetzen soll, dann 
blinkt auch die Lampe, aber aus dem Lautsprecher kommt dann nur noch ein 
Knacksgeräusch.

von Otto K. (opto_pussy)


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Rainer W. schrieb:
> verschiebt sich der '-'-Pol damit etwa auf -8,3V bzw. -6,8V.

Hinzu kommt jetzt noch der Satz, dass diese -8,3 Volt an der Basis von 
T1 anliegen. In Dieter seiner Falstad-Simulation kann man das sehr schön 
erkennen (rot eingekreist), allerdings wird die Höhe der negativen 
Spannung, wegen der fehlenden Skalierung, leider nicht angegeben.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Rainer W. schrieb:
> Bevor der Transistor schließt, ist der Kondensator volle aufgeladen (9V
> bzw. 9V - V_f(LED)).
Du hast in dieser Rechnung noch die Ube vom T1 vergessen.

Wie ich schon weiter oben erwähnte, wird aber der C1 noch weiter 
aufgeladen als der C2, nämlich auf 9V-Ube = 8,3V.

Mein pragmatischer Vorschlag an dieser Stelle: diese Schaltung nur mit 
5V betreiben und gut ists... ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

> Mein pragmatischer Vorschlag an dieser Stelle: diese Schaltung nur mit
> 5V betreiben und gut ists... ;-)

So machte man es ja aus den gleichen Gründen mit den TTL-ICs.

von Karl B. (gustav)


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Braucht man nicht, wenn Dioden in die Basisleitung eingesetzt werden.
Bildquelle:
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/astabil.html

ciao
gustav

von Rainer W. (rawi)


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Lothar M. schrieb:
> Du hast in dieser Rechnung noch die Ube vom T1 vergessen.

Ja, sorry. Ich meinte das Potential vom '+'-Pol (gegen Gnd).
Sonst würde das auch nicht zu dem angegebenen Potential des '-'-Pols 
nach dem Schalten passen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Otto K. schrieb:
> Hinzu kommt jetzt noch der Satz, dass diese -8,3 Volt an der Basis von
> T1 anliegen.

Das kleine Problem ist, dass in Gegenrichtung die B-E-Diodenstrecke 
irgendwo zwischen 7 bis 9V durchbricht. Ein Kollege seinem Sohn ging 
daher der Blinker mehrfach kaputt und war richtig gefrustet.

Anbei noch ein Hinweis an den TO zum Verständnis des Blinkvorganges 
wäre:
Im leitenden Zustand geht die Collektor-Emitter Sättigungsspannung 
deutlich unter 0,7V auf Werte von ungefähr 0,05...0,2V. Ohne dem, 
versteht man den Kippvorgang eventuell nicht ganz und rätselt. Versteht 
auch nicht, warum der Kondensator während des Zyklusses auch falsch 
gepolte Phasen durchläuft.

von Markus (moviemax)


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Ein ganz großes Dankeschön an alle die sich so überaschend rege daran 
beteiligt haben.

Tatsächlich meinte ich ein wenig Verständnis für  Elektronik aufbringen 
zu können,  aber bei dieser Schaltung war ich etwas ratlos. Das mit der 
negativen Spannung habe ich in dem Moment verstanden als ich die Frage 
hier stellte.

Im Vergleich dazu hatte ich mit dieser Schaltung tatsächlich viel 
weniger  ein Problem:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites//praxis/bausatz_led-wechselblinker.htm

Da dies die von mir vorgestellte Schaltung die erste des  vom Kosmos 
X1000 ist, wollte ich Euch fragen, wenn ihr Jugendliche Analogtechnik 
beibringen würdet, würdet ihr mit dieser Schaltung beginnen?

Mit welcher Schaltung lässt sich die Phasendrehung bei Transistoren am 
besten darstellen?

von Markus (moviemax)


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Ja 8,3V ist richtig.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Markus schrieb:
> die Phasendrehung bei Transistoren

Hallo,

gemeint ist vermutlich die Phasendrehung bei der Emitterschaltung um 180 
Grad. Diese Geschichte mit den Phasendrehungen wird normalerweise im 
Zusammenhang mit den drei Grundschaltungen des Transistors erklärt, 
wobei die Basisschaltung sicherlich am schwierigsten zu verstehen ist.

Im Elektronik-Kompendium von Thomas Schaerer wird das alles sehr gut 
dargestellt.

Letztendlich helfen nur Darstellungen auf dem Oszilloskop, um die 
Wirkungsweise gut verstehen zu können. Ein Zweikanaler reicht da schon 
aus.

Die Blinkschaltung ist eigentlich schon relativ kompliziert. Ich würde 
erst mal mit Spannungsteilern und Potentiometern vor der Basis des 
Transistors anfangen:


Wie schon so oft verlinkt, im video bekommt man es vorgeführt:

https://www.youtube.com/watch?v=zXh5gMc6kyU

mfg

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Markus schrieb:

> Im Vergleich dazu hatte ich mit dieser Schaltung tatsächlich viel
> weniger  ein Problem:
> 
https://www.elektronik-kompendium.de/sites//praxis/bausatz_led-wechselblinker.htm

Das ist doch die gleiche Schaltung, nur etwas anders dimensioniert.
Ub= 9V ist aber, wie weiter oben beschrieben, etwas zu hoch.

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