Astabile Kippschaltung

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von 19Gunni92, 24 März 2009.

  1. Ich muss für meine Technick prüfung das Thema Astabile Kippschaltung vorstellen.:mecker:
    Das grobe weis ich davon schon ich habe sogar schon eine "miniorgel" gebaut. Allerdings habe ich ein paar fragen:

    1. Wieso kommen eigentliche verschiedene Töne raus (siehe schaltplan), ich kenn das mit dem Rechtecksignal aber richtig kappieren tue ich es nicht.

    2. wieso sind die wiederstände und kondensatoren unterschiedlich groß?

    3.Was ist eigentlich ein arbeitswiederstand und wann arbeitet welcher und wieso??

    Diese fragen habe ich schon gegoogelt sowie in anderen Foren gepostet. Ich bekamm keine vernünftigen antworten bzw. erklärungen.

    Bitte hilft mir es ist sehr wichtig!!!:(
     

    Anhänge:

  2. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Überleg dir zuerst, wie so ien Multivib funktioniert:
    Völlig willkürlich nehmen wir einmal an, T1 ist durchgesteuert und T2 sperrt.
    Der entladenen Kondensator C1 wird mehr oder weniger langsam über R3 geladen.
    Je kleiner C1 oder je kleiner R3 sind, umso schneller erreicht die Spannung an C1
    die für´s Ansteuern der Basis-Emitterdiode von T2 erforderlichen ca. 0,6 V.
    Wenn der dann durchschaltet, fällt sein Kollektorpotential gegen Minus.
    Diese fallende Spannung wird über den entladenen Kondensator C2
    das Basispotential von T1 auf sogar negative Werte ziehen,
    worauf der sperrt.
    Sein steigendes Kollektorpotential wird über C1 auf die Basis von T2 übertragen,
    der daraufhin voll durchsteuert.
    (Ende des 1. Halbzyklus)
    Über den jeweils eingeschalteten Widerstand P1 ... P8 lädt sich jetzt der Kondensator C2 auf
    bis er die für´s Ansteuern der Basis-Emitterdiode von T1 erforderlichen ca. 0,6 V.
    Wenn der dann durchschaltet, fällt sein Kollektorpotential gegen Minus.
    usw. usw.

    Je schneller die Kondensatoren aufgeladen sind, umso höher ist die erzeugte Frequenz;
    d.h. je kleiner C und/oder C2 und je kleiner R3 bzw. das jeweils eingschaltete Pot eingestellt ist,
    desto höher ist die Frequenz oder anders die Tonhöhe.

    Weil deine "Leistungsendstufe" hinten dran aber nicht der ökonomischsten eine ist,
    hat der "Erfinder" deiner Schaltung mit den ungleichen Transistoren dafür gesorgt, dass der T3 immer nur ganz kurz durchgesteuert wird
    und dann längere Zeit sperrt. (Wir sprechen da von Millisekunden bzw. Bruchteilen davon!)
    Den Klang macht´s nicht schöner, aber der ist sowieso eher lästig bei dem Ding.

    Ah ja: Der Arbeitswiderstand ist der R6.
     
  3. AW: Astabile Kippschaltung

    Vielen Dank,:)

    langsam kapiere ich es ein wenig. Jedoch frage ich mich immernoch wieso genau ein SIGNAL entsteht obwohl der elko vor dem Lautsprecher die wechselspannung der erzeugt wird, zu gleichspannung transformiert. Ich weis das ein Rechtecksignal entsteht und das es an den schaltperidoden der kondensatoren liegt, aber weiter weis ich nicht.

    Nun weis ich das R6 der arbeitswiederstand ist, aber wieso eigentlich???
    Hat dieser eine wichtige bedeutung.

    C1 lädt sich ja über R3 auf, das weis ich nun, aber weiso nicht mit R2???

    Ich hoffe du kannst mir da weiter helfen und dass es dich nicht belästigt, dass ich so viele Fragen stelle, aber im Internet gibt es dazu sehr wenig.o_O

    Mit freundlichen Grüßen

    Gunni:cool:
     
  4. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Hi gunni!
    Ein Elko transformiert KEINE Wechselspannung zu Gleichspannung -
    eher umgekehrt:
    Die Gleichspannung geht da nicht durch, die Wechselspannung aber schon:
    Die Schalterei von T3 bewirkt am R6, dem Arbeitswiderstand, einen pulsierenden Spannungsabfall,
    von dem der Wechselspannungsanteil über den Elko an den Lautsprecher gelangt.

    C1 lädt sich ja über R3 auf, das weis ich nun, aber weiso nicht mit R2???
    Weil der Transistor zu diesem Zeitpunkt durchgesteuert ist und damit einen Kurzschluss auf Minus darstellt.
     
  5. AW: Astabile Kippschaltung

    Hi Peter,

    also jetzt kapiere ich garnichts mehr:cry:, jeder erzählt irgendetwas andres.
    Es tut mir Leid aber mit der von dir zuletzt geposteten erklärung komme ich nicht weiter.

    Der schwarze balken von c3 ist der plus pol stimmts?

    Ich hofe ich nerve dich nicht denn ich blicks jetzt überhaupt nicht mehr!:(

    MFG Gunni
     
  6. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Nö, der Minuspol.
    (Das + am Lautsprecher vergiss ganz schnell;
    das ist nur bei Verwendung mehrerer Lautsprecher interessant.)

    Wenn ich dir weiterhelfen soll, musst du eine konkrete Frage posten!
     
  7. AW: Astabile Kippschaltung

    Hallo Peter,

    aber mein Technik lehrer hat gesagt das die Lautsprecher gepolt sind und das, dass sehr wichtig ist, die richtig zu polen.

    Unter anderem haben andere in anderen Foren gesagt, dass der Elko die wechselspannung zu gleichspannung macht damit der lautsprecher nicht kaputt geht!!!!!!

    Das rechtecksignal das durch c2 entsteht wird durch t3 weitergeleitet stimmts?
    Gruß Gunni
     
  8. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Ein Lautsprecher (jeglicher Bauart!) funktioniert AUSSCHLIESSLICH mit Wechselstrom,
    der die Membrane um die Mittellage schwingen lässt:
    Bei der positiven Halbwelle bewegt sie sich nach vor und verdichtet die Luft davor;
    Bei der negativen Halbwelle bewegt sie sich nach hinten und verdünnt die Luft davor.
    Dieser um einen mittleren Druck schwankende Wechseldruck ist der Schall.

    Wenn da Gleichspannung angelegt wird, führt das nach dem ohmschen Gesetz zu einem hohen Gleichstrom,
    der die Membrane dauerhaft aus der Mittellage verschiebt.
    Beim Anlegen der Spannung hört man zwar ein Knacken und beim Abklemmen wieder
    - das ist der Wechselspannungsanteil des laaaangen Gleichstromimpulses, den wir anlegen!,
    aber WÄHREND der Strom gleichmäßig fießt, erwärmt er zwar die Schwingspule,
    aber man hört genau gar nix.

    Wozu hat er dann das Plus draufstehen?
    Wenn man nur EINEN Lautsprecher betreibt, ist es schlicht bluntzenwurscht, wie man ihn anschliesst;
    wenn man aber 2 (oder mehrere) nebeneinander GEGENPHASIG betreibt (einer +-, der andere -+),
    so wird es (in bestimmten Frequenzbereichen) dazu kommen,
    dass sich der Überdruck, den der eine Lautsprecher macht,
    mit dem Unterdruck des anderen Lautsprechers auslöscht.
    Das nennt man dann "akustischen Kurzschluß" (<= kein Schmäh!)
    Das trifft bei 2 Lautsprechern zu, die den gleichen Frequenzbereich übertragen,
    aber auch im (zwangsläufig leicht überlappenden) Übergangsbereich zwischen Tief- und Hochtöner.
    (Lieben Gruß an den Techniklehrer!)

    Ein Elko ist die Abkürzung von Elektrolytkondensator und der ist zunächst einmal ein Kondensator wie andere auch:
    Da geht Wechselstrom durch und Gleichstrom sperrt er.
    (Es fliesst zwar ein Ladestromstoß, aber der wir immer kleiner und mehr oder weniger schnell Null.)

    Durch c2 entsteht kein Rechtecksignal; das macht nur das Zusammenspiel ALLER Bauteile im Multivib.

    T3 leitet das Signal nicht weiter, er verstärkt es:
    Wenn du den Lautsprecher DIREKT an den Multivib anschließt,
    bleibt der stehen und du hörst nix.
     
  9. AW: Astabile Kippschaltung

    Hallo peter,

    du hast mir schon einiges versucht zu erklären.
    Und ich bin dir wirklich dankbar.

    Eine der LEtZTEN:) Frgen die ich habe lautet:

    Also schwingt sich die membran des Lautsprechers bei positiever nach vorn, und bei negativer spannung nach hinten.

    Das heißt also das die amplitute dafür abhängig ist also die HERZ in der sich die spannung sich umkehrt, was für ein Ton heraus kommt.

    Wie schnell sich diese amplitute also die polarität wechselt hängt von den eingestellten Potis ab die man auf verschieden starke Wiederstände einstellen kann.

    Im endeffekt stellt man mit den Potis die schnellichkeit ein, wie schnell der Lautsprecher sich nach vorn und nach hinten bewegt.

    Fazit:
    Wenn die potis hoch ohmig eingestellt sind, erscheinen hohe Töne da die Rechtecksignale oft und kurz vorkommen und so die membrand des Lautsprechers sich schnell bewegt.
    sind sie niedrig eingestellt kommen tiefe töne weil die rechtecksignale lang sind, weil es wenig herz gibt also die membran sich langsam nach vorn und nach hinten bewegt.

    Lieber Peter,
    Ich hofe für dich:) das dass richitg ist weil ich sonst weitere Fragen stellen werde und ich dich weiternerven werde.

    Sei bitte ehrlich:D Du musst sagen wenn ich dich nerv aber mir auch sagen das es falsch ist :D

    1000 Dank für Alles.

    Gunni

    Ps: Morgen ist abgabe meines Schriftlichen teiles des Vortrages.
    Deshalb wäre es echt schön wenn du mir heute noch antworten könntest.
     
  10. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Also schwingt sich die membran des Lautsprechers bei positiver nach vorn, und bei negativer spannung nach hinten.
    Bei den meisten Lautsprecherherstellern ist das so; manche sehen es allerdings genau anders rum!

    Das heißt also das die amplitute dafür abhängig ist also die HERTZ in der sich die spannung sich umkehrt, was für ein Ton heraus kommt.
    Fast richtig: Die Amplitude ist die Höhe der Spannung und die ist für die Leistung bzw. die Lautstärke verantwortlich.
    Die Frequenz gibt man in Hertz an und die ist ein Maß für die Tonhöhe.


    Wie schnell sich diese amplitute also die polarität wechselt hängt von den eingestellten Potis ab die man auf verschieden starke Widerstände einstellen kann.
    Im endeffekt stellt man mit den Potis die schnellichkeit ein, wie schnell der Lautsprecher sich nach vorn und nach hinten bewegt.
    Ja, genau.

    Fazit:
    Wenn die potis niederohmig eingestellt sind, erscheinen hohe Töne da die Rechtecksignale oft und kurz vorkommen und so die membrand des Lautsprechers sich schnell bewegt.
    sind sie hochohmig eingestellt kommen tiefe töne weil die rechtecksignale lang sind, weil es wenig hertz gibt also die membran sich langsam nach vorn und nach hinten bewegt.
    Die Widerstände sind für die Ladezeit der Kondensatoren verantwortlich:
    niedriger Widerstand - viel Strom - kurze Ladezeit - hohe Frequenz
    hoher Widerstand - wenig Strom - lange Ladezeit - tiefe Frequenz
     
  11. AW: Astabile Kippschaltung

    ich will noch was ergänzen.

    Hauptsächlich ist der Wirkungsgrad für die Lautstärke verantwortlich.
    Bei einer Lautstärkeerhöhung um 3db wird die doppelte Leistung benötigt.
    Bei 10 db ist es die 10-fache Leistung.

    d.h. ein Lautsprecher mit einem Wirkungsgrad 100 db/W/m ist bei 10 Watt theoretisch genauso laut wie einer mit 90 db/W/m mit 100 Watt!

    Wenn man also hier am Lautsprecher spart, zahlt man beim Verstärker umso mehr.
     
  12. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Oh Korona,
    du sprichst wahre Worte gelassen aus!
    Mir ist in der Hifiszene schon so mancher freak untergekommen,
    der als stolzer Besitzereiner mächtigen 2x300 Watt-Krell auf den armen 2x100 Watt-Schlucker herabsieht,
    dabei aber vor einer 80 dB 1 W 1 m Infinity sitzt.
    (Die Kiste heisst nicht umsonst so: Die braucht eben unendlich starke Verstärker! ;) )

    Im konkreten Fall geht´s aber eher um die absoluten basic´s der Elektronik,
    und da sollten wir den armen Gunni ned verwirren:
    • Steigende Amplitude macht steigende Lautstärke
    • steigende Frequenz macht steigende Tonhöhe.
     
  13. AW: Astabile Kippschaltung

    Bei den meisten Car-Hifi Subwoofern wird sowieso die Heizleistung angegeben, welche frei wird wenn man sie verbrennt.
    Diese ganzen passiv gekühlten 2kW Endstufen treiben mir immer wieder ein Schmunzeln ins Gesicht.
     
  14. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Praxistipp - schon gesehen:
    Damit´s im Kofferraum nicht zu heiss wird,
    den 2 kW-Verstärker einfach in die mehrfach zusammengelegten Autodecke einwickeln! :cool:
    Gegebenenfalls lässt sich die Heizleistung noch vergrößern (Winter),
    indem besonders wirkungsgradarme Superlanghubhighendmegasubwoofer eingesetzt werden:
    Ich hab da schon Exemplare mit knapp über 60 dB 1W/1m gemessen
    - in die Hutablage eingebaut eine äußerst effektive Heckscheibenheizung!
     
  15. AW: Astabile Kippschaltung

    Außerdem steigt ja mit der Temperatur die Leitfähigkeit der Transistoren und wir haben noch mehr Power also mehr Verluste :LOL:
     
  16. AW: Astabile Kippschaltung

    ich muss auch ein referat über die astabile kippschalrung halten (Blinkschaltung)

    ich hab da auch ne frage undzwar : man muss ja ne sinnvolle gliederung haben für das thema, kenne mich grob im thema aus aber bin mir nich sicher wie ich die gliederung gestalten soll,, könnt ihr mir pls weiterhelfen ???
     
  17. derschwarzepeter

    derschwarzepeter Mitarbeiter

    AW: Astabile Kippschaltung

    Zuerst:
    Mach eine sinnvolle Gliederung auch immer in deinen SÄTZEN!

    Einleitung:
    Transitor, Kippschaltungen, astabil

    Hauptteil:
    prinzipielle Funktion der Kippschaltung, Berechnung,
    Frequenzabhängigkeit von den Bauteilen, Leistungsstufen

    Schluss:
    Vielfache Einsatzmöglichkeiten
     
  18. AW: Astabile Kippschaltung

    1)

    Weil die Pulsbreiten T1 und T2 direckt proportional zu den Zeitkonstanten sind.

    Die Frequenz f errechnet sich durch

    f= 1/(T1+T2)

    T1 = const*R3*C1
    T2 = const*(R1+Px)*C2

    Durch richtige Wahl der Px kommt man auf die Tonleiter.


    2)
    Siehe 1
    Zusätzlich erreicht man durch unterschiedliche Wahl der Zeitkonstanten kurze
    Pulse. Die haben mehr Oberwellen. Das klingt interessanter als ein reiner Sinus.

    3)
    Die Frage nach dem Abeitswiderstand finde ich schwierig. Ich hatte da noch
    zwei weitere Widertstände im Auge, aber Peter's Antwort gefällt mir besser.
    Das ist der Widerstand an dem die meiste Arbeit ver(r|n)ichtet wird um ein
    Nutzsignal für den Verbraucher(Lautsprecher) zu erzeugen.

    Im Anhang noch ein paar Schaltungen zum Simulieren.
    Einfach in einem beliebigem Ordner auspacken.
    "audio_osc.asc" erzeugt eine Melodie. Das ist sozusagen deine Orgel.
    Den generierten wav-file dann mit einem Audioplayer abspielen.
    Da passt als Motto dann der Liedtext von Rudi Carrell: "Lass dich überraschen ..."

    Hier findest du das Simulationsprogramm LTspiceIV für die .asc-files.

    http://ltspice.linear.com/software/LTspiceIV.exe
     

    Anhänge:

  19. AW: Astabile Kippschaltung

    ok danke schön, habe jezt schon ein klares bild wie ich es gestalten werde:)
     
  20. AW: Astabile Kippschaltung

    hätte da noch ne frage undzwar soll ich bei meinem vortrag ja auch alle bauteiele bzw. halbleiterbauteile genauer erklären zwar hab ich schon alles nur fehlt mir noch der transistor. ich weiß das es bipolare und unipolare transistoren gibt. ich glkaub npn und pnp war bipolare. kann mir vllt jmd den unterschied zwischen bipolar und unipola erklären ?:)
     

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