Portieren/Nachbauen der Reihe EE1003/04/05/06

[wolfgang]

Hallo zusammen,

ich bin günstig zu einem nahezu vollständigen Satz Experimentierkästen EE1003, EE104, EE1005 und EE2006 gekommen :D . Alle wesentlichen Teile sind enthalten. Allerdings sind die Klemmfedern schwarz angelaufen, was für das Alter aber normal ist.

Ich habe jetzt vor, die verschiedenen Geräte und Vesuche auf Kosmos nachzubauen. Dabei habe ich folgende Ziele:

- Übertragung des Aufbaus auf das Kosmos-System X2000/X4000
- Soweit möglich, Verwendung der Kosmosteile
- Weitere Bauteile durch heute (leicht) verfügbare Teile ersetzen
- Ausmessen und verstehen der Schaltung
- Ggf. Aufbau von Modulen

Da ein wesentlicher Anteil der Arbeit unabhängig vom Aufbausystem ist, schreibe ich den Beitrag hier unter Philips.

Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

Hallo,

als erstes habe ich die Schaltung A1 "Zweistufiger Plattenspieler-Verstärker" aufgebaut. Diese Schaltung haben wir im Forum schon mal hier besprochen:

viewtopic.php?f=6&t=1272

Das Handbuch findet man zum Download im Internet.

Folgende Teile habe ich ausgetauscht:

Signalquelle
Auch wenn diese nicht direkt mit dem Aufbau zusammenhängt, geht ohne sie nichts. Ich habe den Kopfhörerausgang eines CD-Laufwerkes verwendet. In die Leitungen habe ich Widerstände mit 560Ω eingebaut, um den Ausgang kurzschlussfest zu machen.

Transistoren
Anstelle der im EE1003 verwendeten BC148 habe ich die BC238/BC548 aus dem Kosmos-Sortiment verwendet. Diese stellen die direkten Vergleichstypen dar. Auf Grund der niedrigen Verslustleistung kann man auf die Kühlbleche verzichten.

Lautsprecher
Der Lautsprecher von Philips hat den für heute unüblichen Wert von 150Ω. Im ersten Versuch habe ich eine Hörkapsel mit ca. 120Ω aus einem alten Telefon verwendet. Die Lautstärke war vergleichbar. Da aber in heutigen Telefonen solche Kapseln nicht mehr verwendet werden habe ich nach weiteren Lösungen gesucht.

Den zweiten Versuch habe ich mit einem NF-Übertrager 1:3 von Reichelt vorgenommen. Der Lautsprecher kommt an die niederohmige Seite, die hochohmige Seite mit ca. 47Ω kommt als Arbeitswiderstand anstelle des original Lautsprechers. Da 47Ω etwas wenig sind, habe ich noch 100Ω in Reihe geschaltet. Leider hatte ich sehr starke Verzerrungen, der Übertrage ging in die Sättigung. Hörbar wurde es, als ich den Vorwiderstand auf 150Ω vergrößert habe.

Mit dem NF-Übertrager 1:6 habe ich den dritten Versuch unternommen. Er hat einen ohmschen Widerstand von ca. 180Ω, womit der Vorwiderstand entbehrlich wurde. Die Ergebnisse waren soweit gut. Der Arbeitspunkt von T2 hat sich etwas verschoben, hier muss ggf. noch der Basisvorwiderstand angepasst werden.

Gruß
Wolfgang

[JeanLuc7]

Salut Wolfgang,

ja, Philips hat es sich damals mit dem 150-Ohm-Lautsprecher sehr einfach gemacht. Später lag den Kästen ein roter Trafo bei, mit dem sich ein 15-Ohm-Lautsprecher anschließen ließ - der würde wahrscheinlich auch für die heute üblichen 8 Ohm passen. Leider habe ich jetzt beim direkten Suchen nichts über dessen Übertragungsverhältnis gefunden. Ich habe davon ein paar herumliegen - wenn Du Interesse hast, schicke ich Dir einen.

Grüße, Frank

[wolfgang]

Später lag den Kästen ein roter Trafo bei, mit dem sich ein 15-Ohm-Lautsprecher anschließen ließ - der würde wahrscheinlich auch für die heute üblichen 8 Ohm passen. Leider habe ich jetzt beim direkten Suchen nichts über dessen Übertragungsverhältnis gefunden.

Hallo Frank,

mir geht es genauso. Während die Trafo blau und grün recht gut beschrieben sind, habe ich über den Trafo rot ebenfalls keine Info. Gerne würde ich ihn in Rahmen meiner Nachbauten austesten. Ich habe dir gerade eine PN geschickt.

Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

So heute habe ich noch ein paar Optimierungen vorgenommen:

Aufbau gemäß Schaltbild A1 aus de EE1003 mit den Änderungen:

T1 und T2: BC547
R1: 47kΩ
R6: 100kΩ
Lautsprecher 150Ω: Übertrager 6:1 mit Lautsprecher 8Ω

IMG_4849_n.jpg (65.21 KiB) 17908 mal betrachtet

IMG_4849_n.jpg (65.21 KiB) 17908 mal betrachtet

Gruß
Wolfgang

[JeanLuc7]

Salut Wolfgang,

Trafos sind auf dem Weg. Habe gerade im anderen Thread gelesen, dass Du dich mit dem BF194 beschäftigst. Nach meiner Erinnerung wir er in den allermeisten Fällen als gewöhnlicher Kleinsignaltransistor wie der BC238 eingesetzt, daher kann er auch bedenkenlos ersetzt werden. Anhand der Grenzdaten der BC548 (Grenzfrequenz bei 60 MHz) schätze ich sogar, dass sogar die meisten Radioschaltungen auch ohne BF194 funktionieren werden.

Grüße, Frank

[wolfgang]

Hallo Frank,
hallo Lutz,

Moin!

Für den BF194 sollte der BF199 einwandfrei gehen. Wie Frank schon anderweitig anmerkte, sollte in den meisten Fällen auch ein BC238 bzw. BC548 einwandfrei gehen. Lediglich beim UKW-Pendler muss tatsächlich ein ausgesprochener VHF-Typ verwendet werden. Alle ZF- und auch KW-HF-Stufen kommen gut mit einem üblichen BC... klar.

Andersrum gehts aber nicht: Der BF194 "darf" max 20 oder 30 mA, daher dürfte er in einer NF-Lautsprecherstufe oder beim Schalten einer 6V 50mA Glühlampe schon klar überfordert sein.

Gruss Lutz

p.s. bei Reichelt wird der BF199 mit 100mA Kollektorstrom angegeben. Ich denk nicht, dass das zutrifft!

Ich habe mir die verschiedenen Geräte auch schon mal durchgesehn und stimme mit eurer Einschätzung überein. Mich interessiert dann auch eine möglich Anpassung der Schaltung bei verschiedenen Transistoren. Beim ersten Test, ist mir schon die stark unterschiedliche Stromverstärkung der verschiedenen Transistortypen aufgefallen.

Mehr dazu in Kürze.

Gruß
Wolfgang

[JeanLuc7]

Beim ersten Test, ist mir schon die stark unterschiedliche Stromverstärkung der verschiedenen Transistortypen aufgefallen.

Das betrifft natürlich nicht nur den Tausch von BF194 zu BC238/548, sondern auch den BC238/548 generell. Auch bei dem üblicherweise benutzten B-Typ ist die Variationsbreite der Stromverstärkung schon beachtlich. Das merkt man natürlich hauptsächlich in Schaltungen, bei denen die Transistoren als Verstärker eingesetzt werden, also nicht bloß zwischen zwei Zuständen schalten - und hier auch nur bei der Emitter- und der Basisschaltung, weil der Verstärkungsfaktor bei der Kollektorschaltung keine so große Rolle spielt. Wenn du bezüglich der Dimensionierung auf Nummer sicher gehen willst, kannst Du einen A-Typ (mit der jeweils geringsten Serienverstärkung) nehmen. Dann passt die Dimensionierung der passiven Bauteile wohl recht genau.

Grüße, Frank

[wolfgang]

Hallo,

die Schalung A2 Gegentakt-Verstärker habe ich nun auch ausreichend getestet. Hier noch mal das Schaltbild:

EE1003 A2

A2_Schaltplan.JPG (80.94 KiB) 17729 mal betrachtet

EE1003 A2

A2_Schaltplan.JPG (80.94 KiB) 17729 mal betrachtet

Die Schaltung verschenkt die meiste Power in dem Eingangsspannungsteiler R1/R2. Dadurch gelangen nur maximal 9,1% der Eingangsspannung an die Vorstufe.

Als Ausgang kam zunächst wieder der Übertrager 6:1 mit 8Ω-Lautsprecher zum Einsatz. Nur der Lautsprecher hat dafür gesorgt, dass sich die Stromaufnahme der Gegentakt-Endstufe verdoppelt hat.

Die Vorstufe mit T1 habe laufen mit den Transistoren BF194, BF494 (vorgeschlagener Ersatz für BF194) und BC237A ohne Probleme. Bei Kosmos wird standardmäßig ein BC584C verwendet. Während die Stromverstärkung bei den ersten drei Typen gemessen zwischen 65 und 170 lag, hat der BC548C gemessen zwischen 540 und 560. Um den Arbeitspunkt wieder einzustellen habe ich R3 auf 1,5MΩ vergrößert. Außerdem hat der Übertrager übersteuert. So langsam wird mir klar, warum Philips für den Trafo rot auch in verschiedenen Schaltungen eine Vorwiderstand vorsah. Als einfache Lösung, - dank der stark erhöhten Verstärkung - kann der Übertrager in diesem Fall durch einen Widerstand mit 100Ω ersetzt werden.

Die Gegentakt-Endstufe hat sich da schon einfacher verhalten. Bei den Transistoren BC148 habe ich eine Stromverstärkung von 120 und 255 gemessen. Bei Ersatz durch BC548C müssen R6 und R7 durch 82kΩ ersetzt werden.

Ach, ja. Noch eine kleine Beobachtung. Der Transistor BF194 mit der kleinsten Stromverstärkung hat in der Vorstufe die größte Schwingneigung gezeigt. Es hat schon eine Messleitung oder ein zu nahe angeschlossener C1 am Emitter gereicht um die Schaltung zum schwingen zu bringen. Mit den anderen Transistoren ist dieser Effekt nicht aufgetreten.

Gruß
Wolfgang

[suntri]

Sali Wolfgang

Herzlichen Dank für den interessanten Beitrag.
Hast du noch einige Berechnungen und/oder Herleitungen dazu? Das würde mich sehr interessieren.

Und ich bin gespannt wie es weiter geht.

[wolfgang]

Hast du noch einige Berechnungen und/oder Herleitungen dazu? Das würde mich sehr interessieren.

Hallo Suntri,

als viel gerechnet habe ich nicht, aber ein paar Gedanken habe ich mir trotzdem gemacht.

Verstärkerschaltungen arbeiten am Besten, wenn in Ruhezustand die halbe Betriebsspannung am Arbeitswiderstand anliegt. Dann ist der Abstand zu den "Grenzbereichen" als keine Spannung an Arbeitswiderstand oder Transistor am größten. Damit verändern sich die Spannungsverhältnisse bei Ansteuerung in weitem Bereich nahezu linear, was sich in einem niedrigen Klirrfaktor der Verstärkerstufe bemerkbar macht. Das ist dann mein erster Blick, nach dem die Schaltung grundsätzlich sinnvolle Geräusche von sich gibt. Wenn das Verhältnis nicht passt, ändere ich den Basisvorwiderstand so lange bis es passt. Gerade bei Verwendung von Transistoren mit stark abweichendem Verstärkungsfaktor gegenüber dem Original macht das zum Teil einen hörbaren Unterschied.

Bei der Gegentaktendstufe habe ich zunächst die vorhandenen Transistoren von Philips verwendet und über eine Spannungsmessung an R8 den Strom in der Endstufe bestimmt. Dabei war mir dann auch aufgefallen, dass die Endstufe noch einen mittelohmigen Lautsprecher verlangt. Auch hier habe ich nach Austausch der Transistoren die Basiswiderstand R6/R7 gleichmäßig erhöht, bis sich wieder ein annähernd gleicher Strom eingestellt hat.

Herzlichen Dank für den interessanten Beitrag.
[...]
Und ich bin gespannt wie es weiter geht.

Danke für die Rückmeldung. Ja es macht mir Spaß, die Schaltungen von einem System aufs andere zu übertragen. Jede einzelne Schaltung werde ich vielleicht nicht aufbauen, aber zumindest alle Schaltungen mit Besonderheiten. Zur Zeit überlege ich, ob ich erst den EE1003 bearbeite, oder bei den Verstärker bleibe und gleich die Schaltungen mit Zusatzkästen angehe.

Gruß
Wolfgang

[suntri]

Machst du von den Aufbauten jeweils auch ein Bild? Ich mache das um das dann zusammen mit meinen Erfahrungen ins ee-wiki zu stellen.
Leider habe ich schon länger keine Zeit mehr dazu gefunden. Doch der nächste Winter kommt bestimmt. ;-)

http://rigert.com/bk-wiki/index.php?title=EE1-A2

Hier ein Bsp. mit Kommentar von mir:
http://rigert.com/bk-wiki/index.php?title=EE-3.01

Es würde mich riesig freue wenn hier auch andere User ihre Bilder und Erfahrungen einbringen würden.

[wolfgang]

Machst du von den Aufbauten jeweils auch ein Bild? Ich mache das um das dann zusammen mit meinen Erfahrungen ins ee-wiki zu stellen.

Bilder mache ich normalerweise schon. Ich kann gerne meine Erfahrungen mit den Versuchen ins ee-wiki stellen. Wird aber noch ein paar Tage dauern, da ich nur unregelmäßig Zeit haben.

Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

So, heute kommt die Schaltung A3 "Verstärker mit Entzerrer" dran. Als Transistoren kommen für T1 BF494 und für T2 und T3 BC238A zum Einsatz.

A03_Schaltplan.JPG (106.81 KiB) 17556 mal betrachtet

A03_Schaltplan.JPG (106.81 KiB) 17556 mal betrachtet

Das Schaltbild zeigt eine Besonderheit. Am Poti R5 ist nicht wie üblich der Schleifer der Ausgang, sondern der Eingang. Damit bildet sich der Spannungsteiler zur Lautstärkestellung aus dem Ausgangswiderstand der Transistorstufe T1 und dem unteren Teil des Potis. Der obere Teil des Poti bildet dann einen Teil des Eingangswiderstandes von der Transistorstufe T2. Wie zu erwarten, lässt sich die Lautstärke nur schlecht einstellen, während im oberen Bereich die Lautstärker fast keine Änderung erfährt, bricht sie im ersten Viertel des Potis schnell zusammen. Gut das Poti ist ein linearer Typ, für Lautstärkestellung sollte man die logarithmische Variante verwenden, aber bei den Schaltungen A1 und A2 war die Einstellung auch bei linearem Poti gleichmäßig über den gesamten Drehbereich verteilt.

Zur Verbesserung der Schaltung gibt es zwei Wege:

1.) Die beiden Anschlüsse des Potis tauschen; ein zusätzlicher Elko (z. B. 10µF) zwischen Schleifer und Basis von T2; R6 durch 1,5MΩ ersetzen.

2.) Die beiden Anschlüsse des Potis tauschen; ein zusätzlicher Elko (z. B. 10µF) zwischen Schleifer und Basis von T2; zwischen Basis T2 und Masse einen zusätzlichen Widerstand 10kΩ einbauen.

Variante 1 mal im Bild:

A03_Schaltplan_verbessert.jpg (109.21 KiB) 17556 mal betrachtet

A03_Schaltplan_verbessert.jpg (109.21 KiB) 17556 mal betrachtet

Der zusätzliche Widerstand, bzw. die Änderung von R6 ist notwendig, da das Poti auch noch zur Einstellung der Vorspannung von T2 benötigt wird. Ohne einen dieser Schritte steuert T2 voll durch und der Lautsprecher bleibt tot. Warum Philips dies merkwürdige Schaltungsvariante verwendet, bleibt mir verschlossen. In Schaltung B2 "Telefonverstärker" werden ebenfalls drei Transistorstufen verwendet. Das Poti ist dabei richtig eingebaut.

Gruß
Wolfgang

[Lutz]

Hallo Wolfgang!

Ich denke mal, die Herren, die die Schaltungen so definiert haben, wollten genau das erreichen, was du hier postest:
Den Schritt vom puren Nachbauen hin zum Vergleichen und Verändern! Allein das Erkennen dieser Unterschiede in den Schaltungen ist ja schon der erste Schritt.
Normalerweise (bis auf die Veränderung des Basis-Vorspannungswiderstandes auf 1M5) ist das dann auch im Grunde gefahrlos mit "Bordmitteln" hinzubekommen.

Dass ein Lautstärkepoti nicht voll ausnutzbar ist, ist lediglich ein Schönheitsfehler, denke ich. Es geht hier ja nicht um HiFi, sondern um das Nachbauen und Verstehen von elektronischen Schaltungen. Ich bin auch erst im Verlauf meiner ersten Versuche darauf gekommen, dass man sich nicht so sklavisch an Bauteilwerte halten muss, wenn es nicht gerade um frequenzbestimmende Teile handelt. Ein Kollektorwiderstand von 4k7 auf 3k9 oder 6k8 zu verändern, verhindert meistens nicht die generelle Funktion der Schaltung etc.

Viele Grüsse
Lutz

[morric1]

Hallo Wolfgang,

erstmal vorweg: Tolles Projekt, spannender Bericht! :D

...nicht wie üblich der Schleifer der Ausgang, sondern der Eingang.

Das war bestimmt umgekehrt gemeint... :wink:

Warum Philips dies merkwürdige Schaltungsvariante verwendet, bleibt mir verschlossen.

Ich vermute, dass der Designer Probleme mit der Linearität (Emitterschaltung auf Emitterschaltung) hatte, und so die Eingangsimpedanz von T2 wenigstens für kleine Pegel etwas hochschrauben wollte. Bei A1 (wo der Schleifer den Eingang von T2 bildet) ist T1 ja ein Folger mit niedriger Ausgangsimpedanz.

lg
m

[wolfgang]

Hallo Wolfgang,

erstmal vorweg: Tolles Projekt, spannender Bericht! :D

...nicht wie üblich der Schleifer der Ausgang, sondern der Eingang.

Das war bestimmt umgekehrt gemeint... :wink:

Hallo Morric1,

danke für die Rückmeldung.

Das mit dem Schleifer war schon so gemeint - allerdings bezogen auf den Poti und nicht auf die Transistorstufen.


Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

Hallo,

heute ist die Schaltung B1 Morseübungsgerät mit Lautsprecher dran. Den Aufbau habe ich mit den Transistoren BF199 und BC238A durchgeführt. Neu ist der original Philips Trafo rot. Auf der Ausgangseite des Trafos habe ich zwei Lautsprecher mit je 8Ω in Reihe geschaltet.

B01_Aufbau_2_n.jpg (91.64 KiB) 17287 mal betrachtet

B01_Aufbau_2_n.jpg (91.64 KiB) 17287 mal betrachtet

Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

Die Schaltung B2 Telefonverstärker war in den 70er Jahren, zur Zeit der grauen Wählscheibentelefone, eine praktische Anwendung. Heute hat jedes Telefon ein Freisprecheinrichtung womit die Schaltung heute wenige Bedeutung hat. Auch haben DHCT-Telefone ein breites Störspektrum, so dass der Verstärker nur rauscht. Wer allerdings noch ein analoges Telefon hat, kann ja noch einen Versuch zur Anwendung unternehmen.

Die Schaltung selbst ist auf große Verstärkung der drei Transistorstufen ausgelegt. So fehlen zum Beispiel die Emitterwiderstände, zur Gegenkopplung. Die Schaltung neigt daher zum Schwingen. C6 muss daher sehr nah an T2 angebracht werden.

Getestet habe ich die Schaltung mit einer Spule am Kopfhörerausgang eines CD-Players. Aber auch eine Hörerkapsel aus einem alten Telefon brachte gute Ergebnisse.

B02_Aufbau_n.jpg (70.03 KiB) 17220 mal betrachtet

B02_Aufbau_n.jpg (70.03 KiB) 17220 mal betrachtet

Gruß
Wolfgang

[MarcEE]

Sehr interessant.

Ich habe jetzt schon einige Beispiele hier im Forum gesehen, wo ca. 30-40 Jahre alte Komponenten mit aktueller Technik neu aufgelegt wurden.
Tolle Sache.

Mit den heuten Möglichkeiten, wie z.B. Fanprojekte über Crowdsourcing a la Kickstarter zu finanzieren, träume ich schon davon, wie eine moderne
Version der klassischen Kästen, insb. der Philips Systeme, ausschauen könnte.
Wobei man da einiges an Konzeption investieren müsste, ich glaube eine moderne Variante
würde auf jeden Fall PC Interfaces nutzen (insb. USB und WLAN), und wenn man die Jugend anprechen möchte, müsste man eher an
Schnittstellen zu Tablets und Smartphones denken.

An Deinem Beispiel (EE 1000 Reihe, Kosmos System) sehe ich allerdings schon, dass man sich dann auch hart fragen müsste (sprich die
Nostalgie etwas ausblenden, ausser man sieht im Retrocharme den entscheidenen interessanen Punkt), auf was für ein Grundsystem man setzen
möchte, ich persönlich z.B. kann eigentlich nur mit den EE2000/2001 Kästen und dann noch vor der Schuco Ära (bisher) warm werden
und finde mich auch mit den Breadboards ab, wie in den aktuellen Franzis und Conrad Experimentiersets existieren. Aber das ist
halt auch Nostalgie-gefärbt. :-)

Mal 'ne Frage:
Sind die ganzen Verweise auf Nachbauten (wie die bunten Transistorplatinen) irgendwo im Forum oder Wiki gesammelt?
Wobei ich noch keinen Wiki Zugang habe, ich kann nur vermuten, dass evtl. dafür genutzt wird.

Grüsse,
Marc

[wolfgang]

Hallo Marc,

An Deinem Beispiel (EE 1000 Reihe, Kosmos System) sehe ich allerdings schon, dass man sich dann auch hart fragen müsste (sprich die Nostalgie etwas ausblenden, ausser man sieht im Retrocharme den entscheidenen interessanen Punkt), auf was für ein Grundsystem man setzen möchte, ich persönlich z.B. kann eigentlich nur mit den EE2000/2001 Kästen und dann noch vor der Schuco Ära (bisher) warm werden und finde mich auch mit den Breadboards ab, wie in den aktuellen Franzis und Conrad Experimentiersets existieren. Aber das ist halt auch Nostalgie-gefärbt. :-)

m. E. hat jedes Stecksystem seine eigenen Vor- und Nachteile. Die Entscheidung wird dann meistens doch davon geprägt, was man jeweils bereits gewohnt ist, und wo vielleicht Kindheitserinnerungen wach werden. Hier im Forum gibt es an vielen Stellen Vergleiche zwischen den System, letztlich hat jeder seinen Favorit. Wenn Du kein neues System entwickeln willst - wobei es auch dafür interessante Ansätze gibt - bleibt nur der Weg etwas leicht verfügbares zu nutzen. Das werden dann meistens Breadboards sein, wobei die Anordnung der Klemmen nur für ICs optimal ist.

Mal 'ne Frage:
Sind die ganzen Verweise auf Nachbauten (wie die bunten Transistorplatinen) irgendwo im Forum oder Wiki gesammelt?
Wobei ich noch keinen Wiki Zugang habe, ich kann nur vermuten, dass evtl. dafür genutzt wird.

Zum Teil. Das Wiki hat den Schwerpunkt in Dokumentation nicht mehr erhältlicher Experimentierkästen. Inzwischen sind aber auch einige Eigenentwicklungen recht gut dokumentiert. Es hängt von dem jeweiligen "Entwickler" ab wie viel er schreibt. Da fällt mir ein, dass ich auch noch was schreiben wollte - hüstel.

Gruß
Wolfgang