Diverse Dokumente zu ausgesuchten Themen der Elektronik und Mathematik
In loser Form werden nachfolgend weiterführende, anwendungsorientierte Zusammenstellungen aufgelegt. Sie werden später als Grundlage für Publikationen in Buchform verwendet. Erkannte Fehler bitte ich zu melden (mailto:krucker@krucker.ch). Diese Dokumente zeigen direkt die Umsetzung in die Praxis, setzen aber für die Herleitungen gleichwohl das Wissen des Faches Elektrotechnik/ Elektronik des ersten/ zweiten Studienjahres voraus.
Elektronik
SPICE-Modell für eine Glühlampe
Modellierung einer Glühlampe mit Wolframfaden als parametrisiertes Simulationsmodell, gezeigt für Pspice V9.X. Parameter sind die nominale Betriebsspannung und die Leistung der Glühlampe. Das Modell berücksicht die Umgebungstemperatur, wie auch die Eigenerwärmung. Hierzu wird das Temperaturverhalten des Wolframfadens mit einer polynomialen Ausgleichsfunktion berechnet. Das Modell berücksichtigt auch näherungsweise die thermische Zeitkonstante über die Nennleistung der Glühlampe. Alle Schritte von der Idee bis zum fertigen Simulatormodell sind detailliert aufgezeigt. Ferner steht ein Modell zur Verfügung, das die Messung der aktuellen Glühfadentemperatur ermöglicht. Die Bibliothek umfasst beide Simulatormodelle und die zughörigen Editorsymbole.Zwei Beispiele zeigen die Anwendung in einer Schaltung. Die Beispiele beziehen sich auf die Pspice Implementierung in Cadence 14.0, sollten aber auf allem System mit Pspice der Versionen 9.X lauffähig sein.
(Themen: Pspice, SPICE Modell, Tungsten Lamp)
| Dokument |  ParSpiceModell.pdf |
(15.10.2004) | 565KB |
| PSpice Library und Beispiele |  PSpiceMod.zip |
(29.9.2004) | 4KB |
Schmitt-Trigger
Detaillierte Analyse und Dimensionierung von Schmitt-Triggerschaltungen. Sowohl invertierend wie auch nicht invertierend. Spezialitäten sind exakte Dimensionierung der Umschaltpunkte, auch für beliebige und unsymmetrische Versorgungsspannungen. Auch Single Supply Lösungen für eine einzelne Versorgungsspannung werden vorgestellt. Zahlreiche Beispiel mit PSpice Simulationen.
(Themen: PSpice, Schmitt Trigger, Hysterese )
| Dokument | Schmitt Trigger.pdf |
(23.9.2002) | 283KB |
Rechteckgenerator mit Schmitt Trigger (Multivibrator)
Anwendung des Schmitt Triggers als Oszillator zur Erzeugung von Rechteckschwingungen. Besonderheiten sind die Analyse und die exakte Dimensionierung, auch von in Grenzen beliebigen Tastverhältnissen und Speisespannungen. Zahlreiche Beispiele und Simulationen.
(Themen: Multivibrator, Schmitt Trigger, Oszillator, Tastverhältnis, PSpice)
| Dokument | Rechteckgenerator.pdf |
(8.4.2005) | 377KB |
Aktive Tiefpassfilter 3. Ordnung mit einem Operationsverstärker
Analyse und Herleitung der Übertragungsfunktion für das Tiefpassfilter 3. Ordnung mit Einfach-Mitkoplpung (Prinzip nach Sallen-Key).Vorschläge für Dimensionierungsgleichungen . Gezeigt sind Vorgehen und Beispiele.
(Themen: Aktive Filter, Herleitung, Dimensionierung, Beispiele)
| Dokument | AN3OEMK.pdf |
(19.11.2001) | 182KB |
Elliptisches Grundglied 2. Ordnung mit einem Operationsverstärker
Gezeigt wird die Analyse und Herleitung der Dimensionierungsformeln für ein aktives elliptisches Tiefpassglied zweiter Ordnung. Es erlaubt die einfache Realisation elliptischer und inverser Tschebyscheff-Filter basierend auf gegebenen Nullstellen-/Polfrequenzen und Polgüten. Die Besonderheit der nachfolgenden Dimensionierung ist die teilweise Vorgabe der Kondensatoren. Beispiele zeigen die Realisation konkreter Schaltungen.
(Themen: Aktive Filter, Herleitung, Dimensionierung, Beispiele, inverse Tschebyscheff-Filter, Elliptische Filter)
| Dokument | AnEllipTP1.pdf |
(11.12.2002) | 196KB |
| MathCad Beispiel |  EllipTPBsp.mcd |
(25.11.2002) | 50KB |
Elliptisches Tiefpass-Grundglied 2. Ordnung nach Boctor
Das Tiefpassglied nach Boctor ist ein aktives elliptisches Grundglied zweiter Ordnung mit einem Operationsverstärker. Es erlaubt die einfache Realisation elliptischer und inverser Tschebyscheff-Filter basierend auf gegebenen Nullstellen-/Polfrequenzen und Polgüten. Die Besonderheit ist die unabhängige Abgleichbarkeit der Vorgabegrössen. Gezeigt wird die Analyse und Herleitung der Dimensionierungsformeln mit Vorgabe der Kondensatoren. Beispiele zeigen die Realisationen konkreter Schaltungen
Die Beispiele liegen als MathCad- und PSpice-Files. Es liegen die Versionen MathCad 2000 und Microsim PSpice 9.2 (Cadence 14.0) zugrunde.
(Themen: Aktive Filter, Herleitung, Dimensionierung, Beispiele, inverse Tschebyscheff-Filter, Elliptische Filter)
| Dokument | Boctor.pdf |
(10.12.2002) | 214KB |
| MathCad Beispiel 1 | BoctorBsp1.mcd |
(10.12.2002) | 26KB |
| MathCad Beispiel 2 | BoctorBsp2.mcd |
(10.12.2002) | 17KB |
| PSpice Simulation Beispiel 1 |
 BoctorBsp1.sch |
(10.12.2002) | 6KB |
| PSpice Simulation Beispiel 2 |
BoctorBsp2.sch |
(10.12.2002) | 8KB |
Inverse Tschebyscheff Tiefpassfilter
Inverse Tschebyscheff-Tiefpassfilter (Tschebyscheff Typ-2) werden dort verwendet wo eine hohe Flankensteilheit bei maximal flachem Amplitudengang im Durchlassbereich gefordert wird. Inkauf genommen wird aber eine gleichmässige Welligkeit im Sperrbereich. Der Schaltungsaufwand ist wegen der Implementierung der Nullstellen der Übertragungsfunktion deutlich grösser als bei den herkömmlichen Tschebyscheff-Filtern (Tschebyscheff Typ-1). Beispiele zeigen die Berechnung.
(Themen: Aktive Filter, Herleitung, Dimensionierung, Beispiele, inverse Tschebyscheff-Filter)
| Dokument | Tschebyscheff Invers |
(21.12.2002) | 205KB |
Aktive Filter basierend auf passiven LC-Strukturen
Mit Hilfe von Impedanzkonvertern können passive LC-Filter als Aktivfilter aufgebaut werden. Hierbei werden die Induktivitäten mit geeigneten Schaltungen aktiv realisiert. Der Schwerpunkt der Betrachungen liegt beim Impedanzkonverter nach Antoniou und der Bruton-Transformation.
(Themen: Aktive Filter, Herleitung, Dimensionierung, Beispiele, passive Filter, Antoniou Impedanzkonverter, NIC, GIC, Gyrator)
| Dokument | Impedanzkonverter.pdf |
(23.3.2003) | 161KB |
Ein- und Ausgangswiderstand von Operationsverstärkerschaltungen
Die Zusammenstellung zeigt wie Ein- und Ausgangswiderstände von beschalteten Operationsverstärkern bestimmt werden können. Die an sich aufwändige exakte Rechnung kann in vielen Fällen durchaus vereinfacht werden ohne dass die Genauigkeit für die Praxis beeinträchtigt wird. Die einzelnen Abschnitte zeigen exemplarisch die Herleitung und Berechnung des Ein- und Ausgangswiderstandes für den klassischen Invertierverstärker und die nicht invertierende Verstärkerschaltung. Rechenbeispiele zeigen die Grössenordnung der Werte. Simulationen mit Pspice zeigen wie mit einem Simulationsprogramm die Werte bestimmt oder verifiziert werden können.
(Redigierte Ausgabe vom 29.4.2003)
(Themen: Operationsverstärker, Herleitung, Beispiele, Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand, )
| Dokument | EA-Impedanz.pdf |
(13.8.2004) | 327KB |
| Formelsammlung | Formeln rin-rout.mcd |
(6.5.2003) | 48kB |
Kalkbehandlung im Trinkwasser mit Wechselstromfelder
Im Rahmen einer persönlichen Studie von 1998 zur Wirksamkeit und Funktionsweise von elektronischen Kalkbehandlern wurde als Resultat eine Kleinserie von Geräten für den persönlichen Gebrauch hergestellt. Aufgrund mehrerer Anfragen habe ich mich entschlossen, das durchgeführte Projekt einem breiteren interessierten Publikum zugänglich zu machen. Als Selbstbauprojekt kann ein solches Gerät zum Preis in der Grössenordnung von ca. EUR 50 realisiert werden.
(Themen: Kalkbehandlung, Entkalkung, Strukturumwandlung, ökologische Wasserbehandlung, Selbstbau, Projekt)
| Dokument | Wasserbehandler2.pdf |
(11.10.2002) | 3.3MB |
| Dokument | Projekt WB2.zip |
(10.10.2002) | 205KB |
Letzte Änderungen: 08.04.2005 , (c) Krucker Engineering
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