175 Experimente. Elektronik Design Labor

Transkript

1 Herbert Bernstein 175 Experimente mit dem Elektronik Design Labor Praxisnahes Experimentieren mit dem PC als Simulationssystem Mit 176 Abbildungen Franzis

2 Inhalt Hinweise zur Installation 12 1 Versuche zu den Grundlagen der Elektrotechnik/Elektronik Aufbau einer Schaltung Erstellung einer Schaltung Widerstand Temperaturabhängigkeit von Widerständen Ohmsches Gesetz Elektrische Leistung Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen Gemischte Widerstandsschaltungen Potentiometer Vorwiderstand Spannungen, Ströme und Frequenzen Messen von Gleichspannung Messen von Wechselspannung Messen von Mischspannungen Messen von Rechteckspannungen Messen von Sägezahnspannungen Messen von überlagerten Spannungen Messen einer Phasenverschiebung Messen der Amplitudenmodulation Messen der Frequenzmodulation Kondensatoren Kondensator an Gleichspannung Kondensator an Wechselspannung RC-Tiefpass RC-Hochpass RC-Integrierglied 46

3 RC-Differenzierglied Spulen Spule im Gleichstromkreis Spule an Rechteckspannung Spule im Wechselstromkreis Messung einer realen Spule Transformatoren Relais Lautsprecher bzw. Summer 57 2 Schaltungstechnik Lampensteuerung Parallelschaltung von Lampen Zeitgesteuerter Schalter Spannungsgesteuerter Schalter Stromgesteuerter Schalter Wechselschaltung Polumschalter Logische Verknüpfungen Schaltertechnische UND-Verknüpfung Schaltertechnische ODER-Verknüpfung Schaltertechnische NICHT-Verknüpfüng Schaltertechnische NAND-Verknüpfung Schaltertechnische NOR-Verknüpfung Arbeiten mit Dioden Diode als Schalter Diode als Entkopplungselement ODER-Gatter in RDL-Technik UND-Gatter in RDL-Technik Freilaufdiode Gleichrichterschaltung Einweggleichrichtung Zweiweggleichrichtung Brückengleichrichtung Einweggleichrichterschaltung mit Ladekondensator Brückengleichrichtung mit Ladekondensator 83 3 Schaltungen mit Transistoren Kleinsignalverstärkung Kapazitive Signalkopplung 88

4 Inhalt Kapazitive Signalkopplung mit wechselstromgegengekoppelter Transistorstufe Zweistufiger Verstärker mit komplementären Transistoren Zweistufiger Verstärker mit kapazitiver Kopplung Zweistufiger Verstärker mit gemeinsamer Arbeitspunktstabilisierung Zweistufiger komplementärer Verstärker mit gemeinsamer Arbeitspunktstabilisierung NF-Leistungsverstärker Endstufe eines Eintakt-A-Verstärkers Leistungsverstärker mit verbessertem Eintakt-A-Betrieb Komplementärer Leistungsverstärker im B-Betrieb Komplementärer Leistungsverstärker im AB-Betrieb Leistungsverstärker mit Darlingtonstufe im A-Betrieb Leistungsverstärker mit Darlingtonstufe im AB-Betrieb Stabilisierungsschaltungen für Spannungen und Ströme Einfache Serienstabilisierungsschaltung Einstellbares Netzgerät Geregeltes Netzgerät Verbesserte Konstantspannungsquelle Elektronische Netzgeräte mit Darlingtonstufe Netzgerät mit elektronischer Sicherung Konstantstromquellen Digitale Transistorschaltungen NICHT-Gatter NAND-Gatter in DTL- und RTL-Technik NOR-Gatter in DTL- und RTL-Technik Äquivalenz-Gatter in RTL-Technik RS-Kippglied (Flipflop) in RTL-Technik Astabiles Kippglied (Rechteckgenerator) Monostabiles Kippglied Schmitt-Trigger Signalgenerator Rechteckgenerator Blinkschaltung LC-Oszillator RC-Phasenschiebergenerator : Wien-Brückengenerator Zeitgeberschaltung 157

5 Relais mit Anzugsverzögerung Relais mit Abfallverzögerung Relais mit Anzugs- und Abfallverzögerung Periodischer Zeitgeber mit Relais Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern Grundschaltungen Invertierender Betrieb Nicht invertierender Betrieb Impedanzwandler Lineare Schaltungstechnik Addierer oder Summierer Addierer als NF-Mischpult Subtrahierer oder Differenzverstärker Operationsverstärker als Komparator Fenster-Komparator Zweipunktregler Dreipunktregler Netzgeräte mit Operationsverstärkern Spannungsreferenzen für Netzgeräte Elektronische Spannungsstabilisierung Netzgerät mit elektronischer Sicherung Einstellbares Netzgerät Aktive Filterschaltungen Hoch- und Tiefpass 1. Ordnung RC-Filter nach Gauß Aktiver Tiefpass 1. Ordnung Aktiver Hochpass 1. Ordnung Aktive Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Zweifachgegenkopplung Aktive Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Einfachmitkopplung Aktives Hochpassfilter 2. Ordnung Hochpassfilter 2. Ordnung mit Zweifachgegenkopplung Selektiver Verstärker als Bandpassfilter Selektiver Verstärker als Bandsperrfilter Spannung- und Strommessung Leistungsverstärker mit Operationsverstärker Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler AD-Wandler Digital-Analog-Wandler mit Spannungsausgang 207

6 Inhalt Digital-Analog-Wandler mit Stromausgang Messkette mit AD- und DA-Wandler Schaltungen mit TTL- und CMOS-Bausteinen Versuche zur Schaltalgebra Untersuchungeines Exklusiv-ODER Untersuchung des integrierten NAND-Gatter-Bausteins Digitales Relais Digitale Rechenschaltungen Größer-Gleich-Kleiner-Vergleicher Halbaddierer Volladdierer Halbsubtrahierer Bit-Volladdierer Addier-Subtrahier-Schaltung Monostabile Kippschaltungen Arbeiten mitmonoflops Monoflop Verzögerungen von Impulsflanken durch ein Monoflop Rechteckgeneratoren Grundschaltungen eines Rechteckgenerators Rechteckgenerator mit Start-Stopp-Eingang Rechteckgenerator mit Schmitt-Trigger Quarzstabilisierter Rechteckgenerator Frequenzteiler und Zähler Frequenzteiler Frequenzteiler 1: Frequenzteiler 1: Frequenzteiler 1:10 mit dem Frequenzteiler 1: Frequenzteiler 1: Bit-Vorwärts-Rückwärtszähler Zähleinheit (Stundenzähler) bis 11 mit 7-Segment-Anzeigen Zähleinheit bis 23 (Stundenzähler) mit 7-Segment-Anzeigen Zähleinheit bis 59 mit 7-Segment-Anzeigen Uhrenschaltung für Stunden und Minuten Vorwärts-Rückwärts-Dezimalzähler Zähler als digitales Zeitmessgerät (Stoppuhr) Sachverzeichnis 255