Stufenkopplung

OP #7940594
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Einen wunderschönen guten Tag,

ich habe letztlich eine Schaltung entworfen, die mir dabei behilflich sein soll mit einem erzeugten Sinus eine Leistungskomponente hochfrequent zu treiben. Aktuell versuche ich diesen Schaltplan auf meinem "Breadboard" nachzubauen, aber stoße allerdings auf das Problem von schaltungsinternen Kopplungen. Das erzeugte Signal durchläuft bei mir mehrere Stufen, bis es letztlich die Last erreicht. Aktuell: Colpitts --> EmitterFollower --> Class A --> +weitere Stufen. Jedoch habe ich das Problem, dass das Signal maßlos verzerrt wird und das Zittern anfängt, wenn ich den EmitterFollower mit der Class A Stufe verbinde. Der erzeugte Sinus am Ausgang des Followers ist sehr solide. Dies ändert sich allmählich, wenn nun der Ausgang mit dem Class A in Verbindung steht, insbesondere wenn am Ausgang der Class A Stufe gemessen wird. Ein für mich unbrauchbares Signal. Wo könnte hier das Problem liegen? Kleine Ac-Strom Spitzen die über die Vcc-Rail in die Class-A Schaltung geraten und letztlich zu einem nicht gewollten Zittern um den Arbeitspunkt führen? Oder Kopplung über die Versorgung? Eigentlich habe ich schon versucht letztere zwei Möglichkeiten auszuschließen, indem ich den Class A über eine eigene Rail inkl. Versorgung gespeist habe. Die Frequenz beträgt 1.7MHz, was für meine Begriffe auf einem herkömmlichen Breadboard nicht zu Problemen führen sollte. Mir ist nicht ganz klar, wie dieses Problem zu beheben ist. Ich überlege auch die Class A komplett vom Steckboard zu trennen und auf einem neuen aufzubringen mit eigener Versorgung, wobei ich dies auch ein wenig für schwierig halte, da in dieser Schaltung hinweg der Referenzpunkt, hier GND, der selbe sein sollte.

Bitte um Rat.

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#7940613
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1,7Mhz auf Steckbrett - ich denke die vermutest da schon in die richtige Richtung. So etwas würde ich nie auf Steckbrett versuchen wg der langen Schienen intern und vorprogrammierter Kontaktprobleme. Sondern auf Lochrasterplatine, da sieht man was man tut. Ansonsten ist die Sprache die man hier versteht ein Schaltplan, kurz und knapp.

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Gast #7940672
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Butter B. schrieb:

[...]

Reichlich 180 Worte auf 19 Zeilen waren notwendig, bis folgende wesentliche Information auftaucht:

Die Frequenz beträgt 1.7MHz,

Schaltung HF-gerecht aufbauen:

  1. Durchlaufende Massefläche,
  2. Abblockkondensatoren an Betriebsspannung (Elko || KerKo)
  3. Kurze Verbindungsleitungen ohne unnötige Umwege

<Gebetsmühle>

Es gibt Lochrasterplatinen mit einseitiger Masselage, die ideal für HF-Basteleien geeignet sind. Will nur aus mir unbekannten Gründen niemand hören...

</Gebetsmühle>

#7940728
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Butter B. schrieb:

Seht mir Fehler nach. Student zweites Semester...

Hmm. Angesichts dieser Schaltung verwundert mich nicht, daß

Butter B. schrieb:

das Signal maßlos verzerrt wird

Dein Oszillator sieht an sich schon komisch aus. Das Hauptproblem ist aber, daß er praktisch überhaupt keine Amplitudenstabilisierung hat. Die ist aber das Herzstück eines jeden Sinusoszillators. Denn die Schwingbedingung, daß die Schleifenverstärkung gleich der Schleifendämpfung sein muß, ist in der Praxis unmöglich einzuhalten.

Die Verstärkung ist entweder zu gering - dann schwingt das Ding nicht an. Oder sie ist zu hoch - dann liefert es alles andere als einen Sinus. In den meisten Fällen läuft es dann in die Begrenzung und der Sinus ist häßlich geclippt. Eben übersteuert.

Abgesehen davon ist das Steckbrett natürlich kein geeigneter Aufbau für eine Analogschaltung mit 1.7MHz. Digital mag das noch gehen. Aber analog auf keinen Fall.

Gast #7940738
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Achim M. schrieb:

Hippelhaxe schrieb:

Es gibt Lochrasterplatinen mit einseitiger Masselage

Manhattan-Style geht auch.

Stimmt.

Die Wahrheit ist: Ich praktiziere mit den Lochrasterplatinen eine Mischform -- die Masselage kommt nach unten, die Löt- augen nach oben. Schaltung wird in dreidimensionaler Freiluft- verdrahtung auf den Lötaugen aufgebaut. Bauteilanschlüsse, die auf Masse sollen, werden durchgesteckt und unten verlötet, alle anderen nur oben aufgesetzt und von oben verlötet.

(Firma: matzetronics) #7940739
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Es hilft schon, den Oszillator richtig zu bauen: https://www.aeq-web.com/projekt-mittelwellen-sender-grundlagen-colpitts-oszillator/ Der frequenzbestimmende Schwingkreis liegt im Kollektorkreis und verhindert schon durch seine Resonanzfrequenz unerwünschte Oberwellen bzw. Verzerrungen. Falls er doch noch clippt, kann man einen Dämpfungswiderstand einfügen - siehe den Text im Link zur Schaltung. Meist hilft aber schon das richtige Verhältnis der beiden Schwingkreis Cs.

1,7Mhz auf dem Steckbrett sollten kein Problem sein, das ist ja fast Gleichstrom :-)

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Gast #7940741
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Axel S. schrieb:

Das Hauptproblem ist aber, daß er praktisch überhaupt keine Amplitudenstabilisierung hat.

Das ist aber bei den Dreipunkt-Oszillatoren im HF-Bereich die Regel -- und nicht die Ausnahme.

Der Trick ist die Güte des LC-Kreises und die ausreichend LOSE Kopplung des Kreises an den Transistor.

Die (im Vergleich zu RC-Oszilltoren) hohe Kreisgüte bewirkt zweierlei: Erstens muss der Verstärker nur die (geringen) Verluste im LC-Kreis ausgleichen. Zweitens filtert der LC-Kreis recht stark; man könnte den quasi auch mit Rechteck anregen und würde trotzdem einen brauchbaren Sinus erhalten, weil die Oberwellen stark gedämpft werden.

Als Anfänger koppelt man den Kreis in der Regel viel zu straff an den Transistor und übersteuert den irrsinnig.

Auch bei einer recht müden Kreisgüte von 50 benötigt man nur eine Verstärkung von (1.02+delta), um eine ungedämpfte Schwingung zu erhalten.

Gast #7940745
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Matthias S. schrieb:

Es hilft schon, den Oszillator richtig zu bauen:

Genau.

Der frequenzbestimmende Schwingkreis liegt im Kollektorkreis

Geht natürlich; ist aber nicht zwingend erforderlich.

und verhindert schon durch seine Resonanzfrequenz unerwünschte Oberwellen bzw. Verzerrungen.

Genau.

Meist hilft aber schon das richtige Verhältnis der beiden Schwingkreis Cs.

Wichtiger Punkt. Die Kopplung an den Transistor darf nicht zu straff sein, und die Transistorstufe darf nicht zu hoch verstärken.

1,7Mhz auf dem Steckbrett sollten kein Problem sein, das ist ja fast Gleichstrom :-)

Immer wieder gern genommen -- meiner Meinung nach aber falsch.

Ein Zentimeter Draht hat im Jahr 2025 genau die gleiche parasitäre Induktivität wie im Jahr 1915 -- nur sind die aktiven Bauteile viel besser geworden.

Man kann also mit viel weniger Aufwand viel größeren Mist bauen... :)

OP #7940753
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Matthias S. schrieb:

Es hilft schon, den Oszillator richtig zu bauen:

Der Colpitts Oszillator ist im Internet nahezu nur in dieser Form vorzufinden, wie ich ihn skizziert habe. Wobei ich fairerweise erwähnen muss, dass ich vergessen habe in meiner Zeichnung die zwei Cs auf Ground zu ziehen. Problematisch ist bei diesem Colpitts, dass der Oszillator am Ausgang eine relativ hohe Impedanz aufweist, wodurch die Schwingung sehr leicht durch das äußere Netzwerk gedämpft wird, ganz egal welche Güte der Kreis als solches aufweist. Die Komponenten im LC - Kreis wählte ich dementsprechend. Auch ist Ic, Rc und der Widerstandsteiler am Emitterfollower entsprechend rechnerisch anzupassen (Kleinsignal-AC-Darstellung hilft). Wer sich dafür zu schade ist, sollte sich dann eben einen anderen/sichereren Oszi aufbauen!

Das Koppelverhältnis beta=C2/C1+C2 ist zudem auch nur brauchbar, wenn man zwischen beiden Kondensatoren eben koppelt. Zb im Fall der Schaltung von Aeq. Hier wird ZWISCHEN den beiden Kondensatoren auf den Emitterpfad gekoppelt und nicht danach.

Der Sinus der bei mir am Colpitts Ausgang bzw. am Buffer/EmitterFollower Ausgang gemessen wird, ist sehr sauber. Das erwähnte ich auch anfänglich in meinem Text.

Zum Zittern und zur Verzerrung kommt es, wenn der Buffer dann mit dem Class A verbunden wird.

Decoupling Capacitors hatte ich in diesem Sinne nicht auf dem Schirm gehabt. Das werde ich nun berücksichtigen. Die anderen weisen Bemerkungen zu meiner Schaltung waren nur eher weniger hilfreich, ja sogar geringfügig diskretitierlich.

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Beitrag #7940763 wurde vom Autor gelöscht.
(Firma: Privat) #7940767
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Das meiste ist ja schon gesagt worden. Wenn ich Versuchsschaltungen auf Steckbrett baue, lege ich die Aluminiumplatte vom Steckbrett mit auf Masse. Die Oszillatorschaltung die du skizzierst hast, würde ich nicht benutzen, es gibt bessere. Die Seilerschaltung zum Beispiel ist eine bewährte Schaltung die ich gerne benutze. Siehe Anhang. Mit entsprechender richtiger Diemensionierung funktioniert die Schaltung von unter 100kHz bis 30MHz sehr gut. C2 mindestens 5 * C1. C2 bestimmt die Rückkopplung, und die soll ja nicht Stärker als zum sicheren anschwingen sein. Die Schwingkreiskapazität ist die Reihenschaltung von C1 C2 und C3. Falls die Schwingungen nicht Stabil sind und sich selbst modulieren müssen C1 und C2 größer gemacht werden. Das sind so meine Erfahrungen.

von Butter B. schrieb:

Problematisch ist bei diesem Colpitts, dass der Oszillator am Ausgang eine relativ hohe Impedanz aufweist, wodurch die Schwingung sehr leicht durch das äußere Netzwerk gedämpft wird, ganz egal welche Güte der Kreis als solches aufweist.

Man kann auch niederohmig Induktiv auskoppeln, mit nur einer einzigen Windung auf der Spule. Damit hat man dann auch gleich die beste Sinusform, wenn das wichtig ist.

Angehängte Dateien:
(Firma: Starfleet) #7940791
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Allgemein:

  • Stromversorgung wechseln/austauschen bspw. die letzte Stufe mit eigenem Netzteil laufen lassen
  • Ermittlung der Lastgrenze für störungsfreien Betrieb, bspw durch reihenschaltung von Hochlastwiderstanden am ausgang. Oder eben "Dummy-loads", elektronische Last.

Liegt das Problem eher in der Schaltung an sich, könnte eine LT-SPICE Simualtion (kost nix) helfen.

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#7940866
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Dass der Oszillator herumzickt wundert mich nicht, falls er tatsächlich, wie in der Skizze dargestellt, aufgebaut ist. Warum- das frequenzbestimmende Glied, der Parallelschwingkreis zwischen Kollektor und Basis des BC547, hat keinen Massebezug und daher sind die Phasen von Strom bzw Spannung (für die Resonanzfrequenz) zwischen Basis und Kollektor des Transistors völlig unbestimmt. Vermutlich schwingt der Transistor auf irgendeiner Frequenz. Tatsächlich wirkt der Schwingkreis, in der gezeigten Anordnung, wie ein Sperrkreis für die Resonanzfrequenz.

Gast #7940968
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Butter B. schrieb:

Matthias S. schrieb:

Es hilft schon, den Oszillator richtig zu bauen:

Der Colpitts Oszillator ist im Internet nahezu nur in dieser Form vorzufinden, wie ich ihn skizziert habe.

Das Internet ist nicht das Universum, sondern nur ein sehr kleiner, dreckiger Teil davon...

Detlef Lechner ("Kurzwellenempfänger") schreibt sinngemäß: Alle Dreipunktschaltungen sind im Prinzip in Emitter-, Basis- und Kollektorschaltung aufsführbar -- nur ist das nicht in allen Fällen zweckmäßig.

Problematisch ist bei diesem Colpitts, dass der Oszillator am Ausgang eine relativ hohe Impedanz aufweist, wodurch die Schwingung sehr leicht durch das äußere Netzwerk gedämpft wird, ganz egal welche Güte der Kreis als solches aufweist.

Genau DESWEGEN gibt es Weiterentwicklungen der Dreipunkt- Schaltungen, die ZWEI Anzapfungen am Schwingkreis verwenden; eine für den Verstärkereingang und eine für die Rückkopplung.

Die Komponenten im LC - Kreis wählte ich dementsprechend. Auch ist Ic, Rc und der Widerstandsteiler am Emitterfollower entsprechend rechnerisch anzupassen (Kleinsignal-AC-Darstellung hilft). Wer sich dafür zu schade ist, sollte sich dann eben einen anderen/sichereren Oszi aufbauen!

Was erzählst Du uns das?!

Das Koppelverhältnis beta=C2/C1+C2 ist zudem auch nur brauchbar, wenn man zwischen beiden Kondensatoren eben koppelt. Zb im Fall der Schaltung von Aeq. Hier wird ZWISCHEN den beiden Kondensatoren auf den Emitterpfad gekoppelt und nicht danach.

???

Und?

Impedanztransformation durch Anzapfungen am Schwingkreis funktioniert immer -- egal, ob man die Anzapfung erdet oder nicht. Lediglich mit der Phasenlage muss man aufpassen...

Der Sinus der bei mir am Colpitts Ausgang bzw. am Buffer/EmitterFollower Ausgang gemessen wird, ist sehr sauber. Das erwähnte ich auch anfänglich in meinem Text.

Zum Zittern und zur Verzerrung kommt es, wenn der Buffer dann mit dem Class A verbunden wird.

Was recht deutlich für parasitäre Verkopplung über schlecht abgeblockte Versorgungsspannung spricht...

OP #7940978
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Hippelhaxe schrieb:

Das Internet ist nicht das Universum, sondern nur ein sehr kleiner, dreckiger Teil davon...

Wurde diese Feststellung jemals in Frage gestellt? Übrigens, nicht nur das "Internet", sondern auch renommierte Lehrbücher tragen diesen ähnlich auf!

Hippelhaxe schrieb:

Genau DESWEGEN gibt es Weiterentwicklungen der Dreipunkt- Schaltungen, die ZWEI Anzapfungen am Schwingkreis verwenden; eine für den Verstärkereingang und eine für die Rückkopplung.

Auf diesen werde ich vielleicht in Zukunft mal zurückgreifen. Aktuell bin ich nämlich sehr zufrieden mit dem Signal, dass meine Schwingstufe erzeugt.

Hippelhaxe schrieb:

Was recht deutlich für parasitäre Verkopplung über schlecht abgeblockte Versorgungsspannung spricht...

Yes

Gast #7940997
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Butter B. schrieb:

Hippelhaxe schrieb:

Das Internet ist nicht das Universum, sondern nur ein sehr kleiner, dreckiger Teil davon...

Wurde diese Feststellung jemals in Frage gestellt? Übrigens, nicht nur das "Internet", sondern auch renommierte Lehrbücher tragen diesen ähnlich auf!

Nicht nur hochnäsig, sondern auch autoritätsgläubig. Nur weiter so. Solche Ingenieure braucht das Land...

(Firma: Hobbytheoretiker) #7941095
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Hippelhaxe schrieb:

Butter B. schrieb:

..., sondern auch renommierte Lehrbücher tragen diesen ähnlich auf!

Nicht nur ...

Da steht explizit nicht (renommierte) technische Lehrbücher. Daher ist an der Aussage nichts zu monieren.

Nach der Aussage der GeisteswissenschaftlerInnen sind renommierte Lehrbücher nur geisteswissenschaftliche Lehrbücher. Das andere sind MINT-Lehrbücher.

Gast #7941124
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Butter B. schrieb:

Hippelhaxe schrieb:

Nicht nur hochnäsig, sondern auch autoritätsgläubig. Nur weiter so. Solche Ingenieure braucht das Land...

Mit welcher Begründung.

Begründung wofür? Dass ich genervt reagiere?

Das liegt daran, dass ich von Deiner Rabulistik genervt bin !

Weil ich dir, Hippelhaxe, widerspreche?

Gib dem Ding keinen Spitznamen.

Du hast mir nirgendwo inhaltlich widersprochen. Das hätte ich gemerkt.

Das ist doch zu vereinfacht...

Lahmer Versuch...

OP #7941133
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Hippelhaxe schrieb:

Lahmer Versuch...

In Bezug auf was? Du wirst ja immer unverschämter. Mir ist nicht ganz klar, worauf dein Verhalten zurückzuführen ist.

Hippelhaxe schrieb:

Du hast mir nirgendwo inhaltlich widersprochen. Das hätte ich gemerkt.

Aus diesem Anlass heraus stellte ich nämlich die Frage. Ich habe dir nicht widersprochen. Umso interessanter dein Handeln, dass aktuell von einer gewissen nicht deutbaren Fragwürdigkeit zeugt.

Das sind sie also... Die Forenveterane

Gast #7941157
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Butter B. schrieb:

Hippelhaxe schrieb:

Lahmer Versuch...

In Bezug auf was? Du wirst ja immer unverschämter.

Naja, also wenn ich unverschämt werde, dann sieht das anders aus...

Mir ist nicht ganz klar, worauf dein Verhalten zurückzuführen ist.

Hmm.

Hippelhaxe schrieb:

Du hast mir nirgendwo inhaltlich widersprochen. Das hätte ich gemerkt.

Aus diesem Anlass heraus stellte ich nämlich die Frage. Ich habe dir nicht widersprochen.

Bitten genauer lesen.

Ich schrieb: Du hast mir nirgends INHALTLICH widersprochen. Die Aussage halte ich auch aufrecht.

Umso interessanter dein Handeln, dass aktuell von einer gewissen nicht deutbaren Fragwürdigkeit zeugt.

Oh. Das ist leicht erklärt: Ich nehme Dein Auftreten hier als hochgradig inkonsistent wahr.

Einerseits trittst Du als Fragesteller auf. Das tut man immer dann, wenn man irgendwo nicht weiter weiß, also eine Lücke im Wissen oder einen Mangel an Erfahrungen hat. So weit, so logisch. Geht uns allen so.

Andererseits lässt Du keine Gelegenheit aus, diejenigen, die Dir antworten, zurechtzuweisen, zu belehren oder mit rhetorischen Gegenfragen zu... ja, zu nerven.

Das tut man eigentlich nur, wenn man provozieren will. (Und -- JA! Es gibt TATSÄCHLICH Leute, die nur darauf aus sind, andere zu ärgern.) Ich habe das Gefühl, Du verteidigst Dich ständig, ohne dass Dich irgendjemand ernsthaft angegriffen hätte. Das ist für den Gesprächspartner (z.B. für mich) hochgradig unangenehm, weil ich mich ständig als Angreifer gebrandmarkt fühle, ob- wohl das überhaupt nicht meine Absicht ist.

Ich bestreite gar nicht, dass in der laufenden Diskussion -- wie eigentlich in den meisten Diskussionen in vielen Foren -- Beiträge zu finden sind, die übertrieben kurz, un- nötig unhöflich, sarkastisch oder sonstwie wenig hilfreich sind. Das ist nicht schön, erklärt sich aber einfach daraus, dass wir alle nur Menschen sind. Niemand macht immer alles richtig.

Das sind sie also... Die Forenveterane

Ich nehme das als Lob. Danke für die Blumen.

#7941236
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Butter B. schrieb:

Kann man eröffnete Themen hier auf "microcontroller.net" eigentlich auch schließen? Ich halte die aktuelle Diskussion nicht mehr für zielführend

Den Endruck das der Thread so verläuft wie er verläuft hatte ich von Anfang an. Du spiegelst den typischen frisch angemeldeten User wieder. Wenig aussagekräftige Titelzeile, ein Roman als Eroffnungsthread und ein dämlicher Nick, gepaart mit teils arroganten Antworten.

Usern wie dir hilft man gern🤥

Die Kommentare gefallen dir natürlich nicht, sie passen aber zu deinem unpersönlichen Auftreten hier. Als Student solltest du in der Lage sein verständlicher zu schreiben und einen vernünftigen (Kicad o.ä.) Schaltplan zu erstellen. LT-Spice sollte dir auch nicht unbekannt sein.

: Bearbeitet durch User
#7941240
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Butter B. schrieb:

Na wenn der Forenveteran das so sieht, wird das schon stimmen. Kann man eröffnete Themen hier auf "microcontroller.net" eigentlich auch schließen? Ich halte die aktuelle Diskussion nicht mehr für zielführend

Gut. Dann kommst Du vieleicht auch mal dazu an Deinem Problem zu arbeiten ;)

Es empfiehlt sich z.B., was auch bereits erwähnt wurde, die Schaltung mal zu simulieren. Dann wüsstest Du zumindest schon mal, ob an der Idee des Boardeinflusses oder der Vermutung der mangelhaften Spannungsversorgung etwas dran ist. Außerdem hast Du dann evtl. auch mal einen Schaltplan bei dem keine Leitungen oder Bauteilwerte fehlen.

Die "Forenveteranen" (lustige Idee) sind übrigens nicht für Deine Belustigung zuständig und können auch sehr gut auf Dich verzichten. Die helfen eigentlich gerne wenn sie denken, dass der Fragende auch wirklich weiter kommen will. Also lerne besser von z.B. Hippelhaxe als Dich mit ihm rumzustreiten. Der kann seinen Job nämlich.

/regards

(Firma: Starfleet) #7941303
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Den Endruck das der Thread so verläuft wie er verläuft hatte ich von Anfang an. Du spiegelst den typischen frisch angemeldeten User wieder. Wenig aussagekräftige Titelzeile, ein Roman als Eroffnungsthread

IMHO ist der TO eine löbliche, auf das "selbst bauen" fokkusierte Ausnahme unter der Studentenschaft. Das einer von den Möchtegern-Ingenieuren selbst zum Lötkolben greift um das Gelehrte praktisch auszu testen, ist IMHO eine große Ausnahme. Höchstens 10% von den "Milchbubies im Hörsaal" kann das. So ist auch verständlich, das der TO die "speziellen" Umgangsformen unter "Heimwerkern" nicht kennt und sich erstmal übel angemacht vorkommt.

ein dämlicher Nick

Klar, wem das wichtig ist: https://youtu.be/YtAEWQ1z5rI?t=144

Hätte ich damals im Studium auch gerne gehabt. Gab es leider noch nicht.

Muss aber sehr lange her sein, meines Wissens gab's schon in den Neunzigern das kostenlose PSPICE.

: Bearbeitet durch User

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