[EDI]

Hi!

Mich beschäftigt seit neustem ne Grundlegende Frage: Wie rum muss man eigentlich nen Elko bei Gelchstrom einlöten??
Schließlich ist das wichtig, nicht umsonnst ist ja der Pluspol bei Elkos durch eine Rille (bei Axial-Elkos) gekennzeichnet. Und wenn man nen Elko verkehrt herum einlötet funktioniert die Schaltung auch nicht.

Ich hab dazu mal den Schaltplan von ner astabilen Kippstufe gezeichnet. Die Schaltung hab ich so auch aufgebaut. Sie funktioniert also genau so:

Was ich jetzt komisch finde:
Um die Schaltung ständig zu "kippen" brauchen die Transistoren jeweils +0,7V an ihren Basen, logisch. Die bekommen sie von den Elkos, soweit alles klar. Die Elkos laden sich dabei über ihren Vorwiderstand gegen Masse über die Collector-Emitter-Strecke des "gegnerischen" Transistors auf.

Jetzt hänge ich aber: Das Prinzip ist mir klar, ich hab die Schaltung auch so aufgebaut.
Aber warum zu Geier hängen die Elkos mit ihrem "Minus-Ende" an den Basen der Transistoren???
Ich mein, das heißt ja, dass sich die Elkos quasi "verkehrt herum" auf +0,7V laden und dann mit dieser Spannung den Transistor zum aufsteuern bringen.
Danach läd sich der Elko ja wieder auf. Aber diesmal andersherum über die LED und über die Basis des gerade aufgesteuerten Transisors gegen Masse. Das verwirrt mich irgendwie. Ich häts ja verstanden, wenn es egal wäre wie ich die Elkos einlöte, dass ist es aber nicht. Ich hatte sie zuerst verkehrt herum drinne und die Schaltung ging nicht.
Muss man den Minus-Pol des Elkos etwa deswegen an die Basis anschließen, weil die Spannung von +0,7V in dem Fall unkritisch ist und der Elkos das in der "verkehrten" Richtung und in dem Spannungsbereich "noch verkraftet" oder hat das einen anderen Grund?
Gibt es zu den Elkos Datenblättern, in denen beschrieben wird, was der Elko "richtig herum" und "verkehrt herum" an Spannung verträgt? Haben diese Spannungswerte bestimmte Bezeichnungen (wie etwa bei Transistoren UceSat usw.)?

Schonmal Danke für eure Hilfe.

[TBuktu]

Nur am Rande bemerkt...
Für die vielen, denen diese Schaltung an einer 9V Batterie abraucht:

Kleinsignaltransis vertragen nur ca. 6V in Sperr-Richtung.
Kaum einer beachtet dies und richtig wissen tun es sowieso die wenigsten...


Tim

[CForce]

Ganz so einfach ist die Schaltung nicht zu erklären.
die 0,7v an den Basen der Transistoren kommen eigentlich nicht über die Kondensatoren, sondern über die Widerstände (Rc).
Angenommen T1 beginnt zu sperren.
Die Spannung am Collektor geht hoch, und es fließt ein relativ hoher Ladestrom über die Last (in diesem Fall LED und Vorwiderstand) durch C2 und die Basis/Emitter Strecke von T2.
Der Kondensator C2 wird durch diesen relativ hohen Strom schnell auf seine max Spannung aufgeladen, in diesem Fall werden das etwa 6,5 V sein.
9V Betriebsspannung - ca 2V Durchlasspannung der LED und -0,7V der Basis/Emitter Strecke des Transistors T2.
Der hohe Steuerstrom durch die Basis bewirkt ein schnelles "kippen" der Schaltung, und führt gerne zum Verrecken der Transistoren.
Die müssen in diesem Moment den hohen Basisstrom, der solange der Kondensator entladen ist nur durch die Last am anderen Collektor begrenzt wird, aushalten.
Wenn der Kondensator geladen ist, fliesst durch diesen kein Steuerstrom mehr zur Basis.
Das heisst aber noch lange nicht, dass die Schaltung jetzt erneut kippt.
T2 wird über den Widerstand Rc erst einmal mit Steuerstrom versorgt und bleibt leitend.
Kippen wird die Schaltung erst dann, wenn T1 wieder leitend wird.
Aber warum sperrt T1 eigentlich?
Die Basis von T1 wird ja genau wie die von T2 über den Widerstand Rc mit Strom versorgt, und müßte eigentlich den Transistor durchsteuern.
Hier liegt der eigentliche Trick der Schaltung, der Strom über den Vorwiderstand von T1 fließt nämlich nicht über die Basis, sondern über den bei der letzten Phase geladenen Kondensator C1.
Dieser liegt jetzt mit seinem Pluspol über die Leitende C/E Strecke von T2 am Minuspol der Batterie.
An seinem Minuspol, und damit auch an der Basis von T1 liegt eine Spannung von -6V (unterhalb der negativen Batteriespannung!) an, so dass der Transistor sicher sperrt.
Der Steuerstrom über Rc1 fliesst nicht über die Basis, sondern über den geladenen Kondensator C1, der sich hierbei entläd.
Die Entladung erfolgt im Gegensatz zur Ladung nicht durch die Basis des Transistors T1,sondern nur über den Basiswiderstand da die Basisstrecke in dieser Richtung ja keinen Strom durchlässt, und sie dauert desshalb deutlich länger als die Ladung.
Erst wenn C1 komplett entladen ist, und sich in Gegenrichtung kurzzeitig auf etwa 0,7V aufgeladen hat, begint T1 wieder zu leiten.

Die Spannung am Collektor von T1 sinkt, und der Pluspol des zwischenzeitlich längst geladenen Kondensators C2 wird auf Masse gelegt.
Hierdurch sinkt die Spannung an der Basis von T2 auf negative Werte, und der Transistor sperrt, die Schaltung "kippt".

Die Ansteuerung der Transistoren erfolgt also nicht über die sich aufladenden Kondensatoren (außer in dem kurzen Moment nach dem Kippen der Schaltung) sondern über die Widerstände an der Basis.
Die Zeit bis zum nächsten Kippen wird nicht durch den schnellen Ladevorgang des Kondensators an der Basis des jeweils leitenden Transistors bestimmt, sondern durch den langsameren Entladevorgang des Kondensators am sperrenden Transistor.

Die Gegenladung der Kondensatoren ist unkritisch, wird aber meißt durch die richtige Dimensionierung der Basiswiderstände vermieden.
Wenn man die Basiswiderstände so groß wählt, dass der Steuerstrom nicht ausreicht um die Transistoren voll durchzusteuern, dann kippt die Schaltung bevor sich die Kondensatoren ganz entladen haben.
Beim Kippvorgang wird der Transistor durch den Ladestrom des Kondensators an der Basis sicher Durchgesteuert, ist dieser jedoch einmal geladen, so steht nur noch der Steuerstrom durch den Basiswiderstand zur Verfügung.
Wenn dieser nicht ausreicht um den Transistor voll durchzusteuern, dann steigt die Spannung am Collektor etwas an, z.B. auf etwa 1V.
Wenn sich der Kondensator zwischen diesem Collektor und der Basis des anderen Transistors jetzt auf (+) 0.3V entladen hat, dann liegen 0,7V an der Basis und der Kippvorgang wird ausgelöst - bevor es zu einer Gegenladung des Kondensators kommt.


Gruß
CForce

[EDI]

Mensch CForce, danke für diese sehr ausführliche Funktionsbeschreibung!
Die hast du sicher nicht in 5min abgetippt ;-). Ich hab mirs mehrmals durchgelesen und auch jeden Schritt nachvollziehen können. Jetzt ist mir natürlich klar, warum ich die Elkos mit dem Minus-Pol an die Basis anschließen muss: Um auf die -6,5V zu kommen damit der Transistor sicher zusteuert!
Ich hab sowas schonmal gehört. Jetzt wo dus sagst ist es mir auch wieder eingefallen. Aber ich hatte das über die Zeit hin total vergessen. Wird echt Zeit, dass ich mich wieder mit der Materie befasse.

Original geschrieben von CForce

Die Entladung erfolgt im Gegensatz zur Ladung nicht durch die Basis des Transistors T1,sondern nur über den Basiswiderstand da die Basisstrecke in dieser Richtung ja keinen Strom durchlässt, und sie dauert desshalb deutlich länger als die Ladung.

Hier Hänge ich nochmal. Der RC1 ist natürlich vom Widerstand her viel größer als der R2 und die LED2 zusammen.
Meinst du mit dem Entladen über RC1 etwa, dass der C1 seinen Minuspol (= Elektronenüberschuss) über RC1 an den Pluspol der Batterie (= Elektronenmangel) ausgleicht und sich so entläd?
Das würde natürlich entsprechend länger dauern.

Ich hänge gerade an dem Widerspruch zwischen technischer (Strom von Plus nach Minus) und der tatsächlichen, physikalischen Stromrichtung (Strom von Minus nach Plus).

Laut technischer Stromrichtung hätte der C1 ja die Möglichkeit sich nahezu widerstandsfrei über die CE-Strecke von T2 sofort zu entladen was einer sehr schnellen Entladezeit entsprechen würde.

Also, was passiert da nun genau?

Original geschrieben von CForce

Die Gegenladung der Kondensatoren ist unkritisch, wird aber meißt durch die richtige Dimensionierung der Basiswiderstände vermieden.

[...]

Beim Kippvorgang wird der Transistor durch den Ladestrom des Kondensators an der Basis sicher Durchgesteuert, ist dieser jedoch einmal geladen, so steht nur noch der Steuerstrom durch den Basiswiderstand zur Verfügung.
Wenn dieser nicht ausreicht um den Transistor voll durchzusteuern, dann steigt die Spannung am Collektor etwas an, z.B. auf etwa 1V.
Wenn sich der Kondensator zwischen diesem Collektor und der Basis des anderen Transistors jetzt auf (+) 0.3V entladen hat, dann liegen 0,7V an der Basis und der Kippvorgang wird ausgelöst - bevor es zu einer Gegenladung des Kondensators kommt.

Ist mir jetzt klar wie man ein entgegengesetztes Laden vermeiden kann. Ich bin immer davon ausgegangen, dass der Basisstrom voll ausreicht um die Transistoren durchzusteuern. Über die Möglichkeit eines Spannungsfalls über die CE-Strecke hab ich nicht nachgedacht. Wenn der natürlich besteht (um bei deinem Beispiel von 1V zu bleiben) und der Kondensator an der gegnerischen Basis nur noch nen Spannungsfall von +0,3V hat haben wir natürlich unsere 0,7V und der andere Transistor steuert auf, ist klar.

Original geschrieben von CForce

Der hohe Steuerstrom durch die Basis bewirkt ein schnelles "kippen" der Schaltung, und führt gerne zum Verrecken der Transistoren.

Bei den Transisoren handelt es sich um den Typ:
BC547A

Datenblätter:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC546-D.PDF
conrad

Aber eins ist noch komisch. Wenn ich die Schaltung nicht aufgebaut hätte würde ich mich das jetzt nicht fragen aber da ichs gemacht habe kann ich einen komischen Effekt beobachten:
Die LEDs, die ja das Auf- und Zusteuern der Transistoren verdeutlichen sollen gehen komischer weise nicht schlagartig aus wenn die Basis des Transistors, an dem sie hägen, mit den -6,5 des geladenen Kondensators in Berührung kommt und damit zugesteuert wird.
Sie gehen allmählich aus was vermuten lässt, dass die Basis des Transistors erst allmählich auf Masse gezogen wird. Das kann doch aber nicht sein da die Basis des Transistor doch von dem Kondensator -6,5V bekommt und damit doch eigentlich schlagartig zusteuern müsste.
Komischer weise steuern die Transistoren dann wieder schlagartig auf was sich an dem sofortigen aufblinken der LEDs beobachten lässt. So richtig aus sind die LEDs nie.
Kannst du dir da nen Reim drauf machen (oder auch jemand anderes)?

Ich muss noch hinzufügen, dass meine Schaltung noch um zwei 10K Ohm Potentiometer ergänzt ist. Jeweils eins hängt in Reihe mit dem Rc und bildet so einen regelbaren Vorwiderstand für den Kondensator.

Original geschrieben von CForce

Gruß
CForce

Ja ebenfalls schönen Gruß und danke nochmal!

[CForce]

Die Transistoren sperren schon schlagartig.
Der Strom durch die LED's wird jedoch durch den Ladestrom des jeweils anderen Kondensators aufrechterhalten.
Der Ladestrom ist zunächst annähernd genau so hoch wie der Strom beim leitenden Transistor, er nimmt aber mit steigender Spannung am Kondensator sehr schnell ab.
In der Elektronik macht man es sich oft recht einfach, indem man sagt "der Ladevorgang ist nach 5 Ladezeitkonstanten abgeschlossen".
Tatsächlich endet der Ladevorgang nie, der Kondensator erreicht niemals die maximale Ladespannung, da der Ladestrom mit steigender Spannung des Kondensators immer kleiner wird.
Dummerweise leuchten LED's (im Gegensatz zu Glühbirnchen) schon bei sehr geringem Strom sichtbar, es reichen schon Bruchteile von einem mA.
Aus diesem Grund werden die LED's in deiner Schaltung zwar schnell dunkler, erlöschen jedoch nie ganz.

Möglicherweise lässt sich das Problem beseitigen, indem Du den Pluspol der Kondensatoren nicht an die Collektoren der Transistoren, sondern an die Anode der LED's/Vorwiderstände anschließt.
Wenn die Transistoren jetzt sperren geht der Strom durch die LED's sofort gegen Null.
Gleichzeitig währe das Problem mit der Gegenladung der Kondensatoren gelöst, da die Spannung an den Anoden nicht unter die Schleusenspannung der LED's sinkt.

Vorausgesetzt, dass die Schaltung dann noch sicher anschwingt.

Gruß
CForce

P.S.
Zur Entladung von C1:
Der Kondensator entläd sich über die C/E Strecke von T2, die Batterie, und den Basiswiderstand von T1.
Die Spannung über dem Basiswiderstand entspricht dabei der Spannung des Kondensators + der Spannung der Batterie (Kondensator und Batterie sind in diesem Moment, über die leitende C/E Strecke von T2 wie die Zellen in einem Batteriepack "in Reihe" geschaltet), wichtig wenn man die Entladezeit berechnen will.

Angenommen, der Kondensator in Deiner Schaltung entläd sich von 6V bis auf 0V, bis der Kippvorgang ausgelöst wird.
Die durschschnittliche Spannung über dem Vorwiderstand berägt also 3+9 = 12v.
Bei 10kohm ergäbe sich ein Strom von 1,2 mA.
Angenommen, der Kondensator hätte 1000µF, also 1/1000 Farad.
(1Farad~ ein Strom von 1A bewirkt eine Spannungsänderung von 1V pro Sekunde)
Die Spannung am Kondensator würde also um durchschnittlich 1,2V pro sec. absinken, nach 5 sec. währen die 6V auf null abgesunken.
Die LED an T1 würde also für je 5 sec verlöschen.
Der komplette Taktzyklus ergibt sich natürlich aus der Sperzeit von T1 + der von T2, bei Symetrischem Aufbau in diesen Fall 10sec. oder 0.1 Hz.
(alles Pi*Daumen gerechnet)