Interessante Messungen

Dieses Buch steht im Regal Elektrotechnik.

„Interessante Messungen“ ist nach Einschätzung seiner Autoren zu 30 % fertig

Zusammenfassung des Projekts

• Zielgruppe:

Jeder der Grundwissen im Bereich Elektrotechnik/Elektronik hat und dieses Wissen vertiefen möchte.

• Lernziele:

Siehe einzelne Kapitel

• Buchpatenschaft / Ansprechperson:

MichaelFrey

• Richtlinien für Co-Autoren:

Alles ist willkommen :-)

Den eigentlichen Text in Unterseiten packen, auf dieser Seite soll nur das Inhaltsverzeichnis entstehen.

• Projektumfang und Abgrenzung zu anderen Wikibooks:

Bei Bedarf kann das Buch zerlegt werden, umbenannt werden etc.

Thematisch ist es mit Arbeiten mit LEDs verwandt, wobei sich Arbeiten mit LEDs mehr mit anschaulicher Elektronik befasst als mit Messtechnik.

Digitale Schaltungstechnik ist das Schwesterbuch. Grundlagen der Digitaltechnik werden dort besprochen, während praktische Schaltungen Teil dieses Buches sind.

Mittlerweile sollte das Buch wohl besser "Schalt- und Messtechnik" heissen, da der Fokus sich gerade in den späteren Kapiteln von der Messtechnik hinzu mehr zu Schalttechnik und damit der Theorie zuwendet.

Vorwort

In der Elektronik geht es eigentlich immer darum, mit dem geringsten Aufwand ein vorhandenes Problem möglichst gut zu lösen. Aufwand und Problem sind dabei in einem sehr weitem Sinne zu verstehen und aus diesen beiden Punkten ergibt sich auch der Ansatz dieses Buches.

Beim Aufwand zählt der Gesamtaufwand, also der gesamte Aufwand von Entwicklung über Produktion und Support sowie Kosten für Bauteile und ähnliches. Worin wieviel Aufwand investiert wird ist von Firma, Produkt und vielen mehr abhängig, denn es ist ein Spannungsfeld.

Um nun mit dem geringsten Aufwand auf eine gute Lösung zu kommen werden Erfahrungswerte und Vereinfachungen eingesetzt. Konkret werden Bauteile oft schlicht überdimensioniert um den Berechnungsaufwand in Grenzen zuhalten und um Sicherheitsreserven für eventuell vergessene oder vernachlässigte Effekte zu haben.

Um was es nun in diesem Buch geht, Erfahrungswerte (Praxis) zusammen mit dem wichtigsten Teil der zugrunde liegenden Theorie zu vermitteln.

In der Praxis wird dann meist nur mit diesen Erfahrungswerten operiert, ausser es ergeben sich in der Praxis Probleme. An diesem Punkt ist dann ein Rückgriff auf die zugrunde liegende Theorie erforderlich um fälschlicherweise vernachlässigten Parameter zu bestimmen und bei der Korrektur zu berücksichtigen.

Nebenbei werden auch noch Lösungsvarianten für bestimmte Probleme vorgestellt, jedoch soll der Fokus auf der Praxis liegen.

In späteren Kapiteln kommt immer mehr Hintergrundwissen hinzu und insbesondere Methodik in der Schaltungsanalyse. Auf höhere Mathematik und Gleichungssysteme wird dabei bewusst verzichtet. Hauptwerkzeug ist das Ursache-Wirkung-Prinzip wobei die einzelnen Wirkung jeweils im Schaltplan eingezeichnet werden.

Definitionen

Wie gesagt, man stützt sich in der Elektronik oft auf Erfahrungswerte und Annahmen. Folgende gelten im Buch:

Allgemeiner Transistor
	Eigenschaft	Beschreibung
	Silizium	als Halbleiter
	$U_{BE}=0.7V$	Basis-Emiter-Spannung
	$U_{CESAT}=0.4V$	Kollektor-Emiter-Spannung in Sättigung
	$B=100$	Gleichstromverstärkung

Die Werte sind für heutige (Signal-)Transistoren sehr pessimistisch, insbesondere auch in dem Strombereich in dem wir uns üblicherweise bewegen, dennoch werden wir mit diesen arbeiten.

Allgemeiner Transistor
	Eigenschaft	Beschreibung
	Silizium	als Halbleiter
$U_{F}=0.7V$	Vorwärtsspannung

0.7V ist angemessen für eine gleichrichter Diode, wo ein Ampere oder mehr fliesst. Für Signal Dioden in Messtechnik Anwendungen ist das eher pessimistisch.

Sehr oft werden wir uns mit Zeitabhängigen Signalverläufen beschäftigen, definieren wir hier einige Symbole:

Symbol	Bedeutung
	Wir betrachten die Schaltung schrittweise in einem definierten Zeitabstand.
	Wir betrachten einen Vorgang, der in der Wirklichkeit im "nullkommanix" vorbei ist.
	Wir unterbrechen den Zeitablauf, üblicherweise wenn es nun verschiedene Verläufe gibt.

In der Regel versuche ich, mit Formelzeichen anstatt mit konkreten Zahlenwerten zu arbeiten. Zeiträume werden üblicherweise in vielfachen oder Bruchteilen von Tau ($\tau =RC$ bzw. $\tau ={\frac {L}{R}}$) angegeben. Auf höhere Mathematik versuche ich nach Möglichkeit zu verzichten.

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen

• Sicherheit
• Messprotokoll
• Strom- und Spannungsfehlerschaltung
• Wichtige Grundlagen
• Zähler
• Schieberegister
• Flipflop
• Glühlampe
• One Shoot
  • Monoflop mit Logik Gattern (Aus Digitale Schaltungstechnik)
  • Monoflop in der Digitaltechnik (Aus Digitale Schaltungstechnik)
  • Monostabile Kippstufe
• Rechteckgeneratoren
  • Astabiler Multivibrator
• Impedanzwandler
• Kondensator selber bauen
• Temperaturabhängige Widerstände
• Batterie
• Lissajous-Figuren

• Gleichrichter
• Optokoppler

• Stromspiegel

• Z-Diode
  • Kennlinie aufnehmen
  • Temperatur
  • Spannungsquellen

Fortgeschrittene Grundlagen

• • Interessante Messungen/ Überlagerungssatz

Kombinierte Schaltungen

• AD-Wandler
• DA-Wandler
• Lauflicht
• Spannungsquellen
  • Spannungsteiler
  • Z-Diode
  • Spannungsregler selbst gebaut
  • Spannungsregler IC
  • Spannungsregler IC mit Seriewiderstand
  • Split-Supply
  • VGND
• Stromquellen
  • Spannungsregler IC
  • Spannungsüberwachung

übergreifendes

• Netzteil

Kurioses

• Vierschichtdiode
  • Ersatzschaltung
  • Simulation
  • Kennlinie