Oszillatoren - altern Tranistoren?

Moderator: suntri

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caii

Oszillatoren - altern Tranistoren?

Beitrag von caii »

Hallo!

Vor vielen, vielen Jahren habe ich viel mit Philips Elektronik-Experimentierkästen gespielt (EE2003/4/5/6/13/14/15/16/17) - und bis auf die UKW-Radios funktionierte immer alles auf Anhieb.
:)
Jetzt habe ich 1. vor kurzem diese uralten Sachen - wegen der nachrückenden Generation - reaktiviert (alle Bauteile gemessen, nur ein Elko war kaputt) und 2. einen fast unbenutzen EE2000 ersteigert und 3. habe ich - ich wage es kaum zu erwähnen - EE1007/2007 und EE1008/2008 ebenfalls ersteigert (die mir als Kind zu teuer waren).
:D
Nun das Problem: die meisten Oszillatoren schwingen nicht.
Obwohl alle Bauteile alle Tests bestehen, schwingt z.B der R-C-Oszillator (EE2003 Kapitel 3.2 S. 67) nur mit einem einzigen meiner BC238 (auch nach Durchwechseln aller Bauteile). Beim EE2007 schwingt der Sinus-/Rechteck-Generator (3.1) nur (K5), wenn ich einen ganz bestimmten BF494 als T3 einsetze. Aber am Emitter "kommt" nix (K1-4)gescheites 'raus.
:(
Die Transistoren habe ich schon nachgelötet incl. der Kontaktflächen. Die Klemmfedern usw. sind nagelneu (von Winkler Schulbedarf) und die Bauteile habe ich zig fach durchgewechselt.
Der Zeitablenkungsteil (4.1) schwingt auch nicht von alleine an.

Nun bin ich etwas ratlos - weiß jemand etwas dazu?

caii
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Chemiker

Beitrag von Chemiker »

Hallo,

das Problem hatte ich damals auch beim brandneuen EE1007. Keiner konnte mir helfen und es hat mir die Freude am Kasten genommen, weil ich viele Experimente ohne den Sinus-/Rechteckgenerator nicht machen konnte. Dies war mit neuen Teilen.

In einer neueren Ausgabe des Handbuchs findet sich folgender Hinweis:

Wenn bei den Geräten Abb. 22, 47 und 50 der Oszillator nicht anschwingt, muß der Widerstand R3 (180 kOhm) vergrößert werden (220 kOhm bis auf 470 kOhm).

Grüße
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caii

Widerstandsgröße

Beitrag von caii »

Chemiker hat geschrieben:Wenn bei den Geräten Abb. 22, 47 und 50 der Oszillator nicht anschwingt, muß der Widerstand R3 (180 kOhm) vergrößert werden (220 kOhm bis auf 470 kOhm).
Das hatte ich schon gemacht (dank Tor Gjerde, der auch hier herumhängt, hatte ich die Anleitung).

Caii
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Chemiker

Beitrag von Chemiker »

Hallo,

ich habe das gerade nachgestellt. Aufbau 20. Da ich die EE Kästen verkauft habe, mit Kosmos Mitteln X4000 (man möge verzeihen). T2 habe ich weggelassen, statt des Trafos einen 1k Widerstand eingesetzt. T1 und T3 sind bei mir BC238C. 9V Speisespannung. C2,3,4 6,8 nF, R1,2 10k.

Ohne die Stufe T3 ist die Sache sehr kritisch. Die Schwingung reißt schon ab, wenn man ein Multimeter (1M Eingangswiderstand) an den Collector legt oder auch nur den Finger an den Collectoranschluß hält. Mit der Stufe wird es besser.

Ich habe R3 bis 1,5 M erhöhen können. 220k waren das Minimum, das ich probiert habe, aber dann sinkt die Collectorgleichspannung von T1 sehr ab und die Schwingung wird instabil.

Jedenfalls schwingt es. Collectorgleichspannung an T1 ca. 3-4V mit Multimeter gemessen bei R3 1M.

Möglicherweise ist die Stromverstärkung der Transistoren ein Problem (zu hoch?). Wahrscheinlich stimmt der Arbeitspunkt dann nicht. Vielleicht mal BC238A probieren (habe ich leider gerade nicht da)? Laut Kosmos XS soll für diese Art R-C Generatoren eine Stromverstärkung von 29 ausreichen. Eine zu geringe Verstärkung sollte also kein Problem sein.

Grüße
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Reinhard

Beitrag von Reinhard »

Hallo,

dass ein Elko mit der Zeit "eintrocknet", ist bekannt. Dass ein Transistor Alterserscheinungen zeigt, wäre für mich etwas völlig Neues. Aber nun, man lernt ja nicht aus :-)

Also, ich habe zwar keinen EE2007, aber ich habe mir die Schaltung im Handbuch angesehen: ein RC-Phasenschieber ohne irgendwelche tückischen Kniffe. Unwahrscheinlich, dass das Ding nicht zum Schwingen zu bringen ist, (fast) egal, welcher Transistor darin steckt.

Ich würde als erstes die beiden angeschlossenen Stufen abklemmen und nur den "Schwinger" untersuchen. Wenn kein Oszillograf vorhanden ist, kann man sich mit einem hochohmigen Hörer helfen (benutzt Philips nicht einen Kristall-Ohrhörer?). Wenn das Teil nicht schwingt, muss wahrscheinlich der Gegenkopplungswiderstand zwischen Kollektor und Basis angepasst werden: Zuerst ein Poti 1 M, um die Minimal- und Maximalwerte festzustellen, bei denen es noch funktioniert. Dann würde ich einen Zwischenwert als Festwiderstand nehmen.

Schwingt das Ding schließlich, würde ich beobachten, was bei Belastung passiert. Wenn die Schwingung dann zusammenbricht, z.B. nach Anschließen von T2 und/oder T3, dann würde ich einen kritischen Blick auf den Kollektorwiderstand von T1 werfen, der scheint mir mit 10 k reichlich groß zu sein. Na ja, und wenn auch ein kleinerer Kollektorwiderstand (2,2 k ?) nicht verhindern kann, dass die nachfolgenden Stufen den Schwinger in die Knie zwingen, dann muss eben dort angesetzt werden: hochohmigere Ankopplung, Verkleinern der Kondensatoren usw. Was wird an den Übertrager angeschlossen? Niederohmiger Lautsprecher? Mal durch einen Kopfhörer ersetzen.

Schließlich: Schwingschaltungen sind empfindlich gegen Verkoppelungen über die Stromversorgung. Wie ist der Zustand der Batterien? Ist der Blockkondensator in Ordnung? Hilft es, wenn man die erste Stufe zusätzlich abblockt (Widerstand 220 Ohm mit nachfolgendem Elko gegen Masse)?

Ich finde, das Ganze ist eine phantastische Übungsschaltung zur Fehlersuche. Mit einem ultimativen Kniff es es wahrscheinlich nicht getan, und das willkürliche Austauschen von Transistoren ist nichts anderes als der berühmte Strohhalm, nach dem man greift.

erin
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Reinhard

Beitrag von Reinhard »

Hallo,

grau ist alle Theorie, und ich möchte hier nicht auftauchen und eine Schaltung theoretisch zerpflücken. Deshalb habe ich den Versuch auf einer Hirschmann-Platte aufgebaut und systematisch mit einem Oszillografen untersucht.

1. Der RC-Schwinger arbeitet mit verschiedenen Transistortypen und einem Gegenkopplungswiderstand von 180 k einwandfrei. Ich habe an die 10 verschiedene Transistoren eingesetzt, neuere wie BC547, aber auch 35 Jahre alte aus der Bastelkiste. Dabei habe ich sowohl A-Typen mit geringer Stromverstärkung als auch C-Typen ausprobiert. Mit 180 k funktionierten alle. In den meisten Fällen konnte ich den Widerstand vergrößern, aber auch verkleinern. Nur bei Transistoren mit geringer Stromverstärkung war ein Verkleinern nur begrenzt möglich, was ja auch logisch ist. Je größer dieser Gegenkopplungswiderstand ist, desto sicherer schwingt die Kiste, desto stärker wird allerdings das Sinussignal verzerrt. Also so klein wie möglich halten. 180 k ist ein guter Kompromiss.

2. Der Rechteckwandler belastet den Schwinger in keiner Weise (wie soll er auch bei 100 k Koppelwiderstand). Der Kondensator von 1,5 nF ist ein interessantes Detail: Er sorgt für gute Symmetrie des Rechtecksignals, auch wenn der Sinus etwas verbogen ist.

3. Der Emitterfolger mit T3 schließlich ist ebenfalls proper dimensioniert. Ich habe zwar keinen Original-Übertrager, aber bei einem Übertrager 6 : 1 ergab sich mit angeschlossenem Lautsprecher von 8 Ohm kein spürbarer Einbruch der Signals. Der Kondensator gegen Masse drückt zwar ein wenig auf die Amplitude, aber er sorgt für ein einwandfreies Sinussignal.

Facit: An der Schaltung gibt es nichts auszusetzen; sie ist sehr sorgfältig ausgelegt. Was bleibt demnach als mögliche Fehlerursache? Dass der Transistor müde geworden ist, sollten wir vergessen, ebenso dass der Typ nicht geeignet ist. Wirklich, diese im Grunde genommen simple Schaltung kommt mit Wald- und Wiesentypen zurecht. Bleibt noch ein Verdrahtungsfehler oder aber die Transistoren sind schlichtweg kaputt. Für letzteres spricht die Tatsache, dass auch der RC-Schwinger aus EE2003 nicht lief. Wenn schließlich mehrere Transistoren kaputt sind, nützt kein Austauschen mehr.

Gruß
erin
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Chemiker

Beitrag von Chemiker »

Hallo Erin,

im Prinzip hast Du recht, jedoch hatte der Generator auch damals bei mir nicht funktioniert (EE1007). Wenn Philips schon in einer späteren Ausgabe diesen Hinweis gibt, muß es dafür einen Grund geben.

Der Tip mit dem Poti und dem Collectorwiderstand ist gut. Auch bei meinen Tests war ein kleinerer Widerstand besser.

Die Theorie hinter der Schaltung ist nicht so trivial, ich habe auf dem Internet eine Herleitung der Berechnungsformel (siehe Kosmos XS) gesucht, bin aber nicht recht fündig geworden. Scheint etwas für Elektroingenieure zu sein.

Grüße,
Chemiker
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Reinhard

Beitrag von Reinhard »

Hallo Chemiker,

nein, trivial ist die Schaltung nicht, so einfach sie auch aussieht. Ein dreistufiges RC-Glied ist gleichzeitig ein dreistufiger, komplexer (!) Spannungsteiler, woraus sich ja u.a. die Dämpfung von rund 30 dB ergibt. Was die Philips-Schaltung etwas tückisch macht, ist zum einen die Tatsache, dass ein verkürzter Phasenschieber eingesetzt wird, der die 180° wohl nicht schafft, zum andern die Art der Schwingungsbegrenzung, nämlich durch Gegenkopplung mittes Kollektor-Basis-Widerstand. Ich vermute, da reicht die 30-fache Stromverstärkung, die sich aus den 30 dB ergibt, bei weitem nicht aus, vor allem, wenn man im Interesse eines guten Sinussignals möglichst stark gegenkoppeln will. Deshalb also der Hinweis, ggfs. den Widerstand zu vergrößern und dadurch die Gegenkopplung zu reduzieren.

Macht man andererseits den Widerstand zu groß, wird das Ausgangssignal deutlich verbogen. Und natürlich darf er nicht so groß sein, dass kein vernünftiger Arbeitspunkt mehr erreicht wird. Dieser Korridor zwischen Minimalwert und Maximalwert ist umso gößer, je größer die Stromverstärkung des Transistors ist. Ob er nun bei Transistoren mit sehr kleiner Stromverstärkung gegen Null strebt, kann ich sagen. Vorstellen kann ich es mir nicht.

Übrigens: In Limann "Elektronik ohne Ballast" stehen dieselben Formeln wie in Kosmos XS, aber ebenfalls ohne Herleitung. Und natürlich nicht unter RC-Generatoren, sondern im Zusammenhang mit RC-Hoch- und Tiefpässen (RC-Kettenleiter).

Gruß,
erin
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caii

Eisenoxid

Beitrag von caii »

nachdem gar nichts mehr ging.

trivial und unelektronisch ;) habe ich etliche Bauteile mit feinem Schmirgelpapier von möglicher Oxidation befreit (gibt's eine bessere Lösung? Salzsäure klappt jedenfalls nicht [alte Haarnadel- und Klemmfedern]).

Siehe da, es schwingt unanhängig vom Transistor :)

aus dem Treibertrafo kommt zwar nicht viel heraus, aber immerhin einen Schritt weiter (hatte keine Zeit für das Problem)

caii
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Chemiker

Beitrag von Chemiker »

versuch's mal mit einem Zusatz von H2O2 zur Salzsäure (Vorsicht Chlorgas), damit kann man auch Cu-Platinen ätzen... wirkt schärfer als reine Salzsäure, habe es selbst aber nicht probiert (besitze keine Philips Kästen mehr); Kosmos X-Labor benutzt Messingklemmen, die habe ich mit Essigessenz (25%) über Nacht gereinigt...

Grüße
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caii

Beitrag von caii »

Chemiker hat geschrieben:versuch's mal mit einem Zusatz von H2O2 zur Salzsäure (Vorsicht Chlorgas), damit kann man auch Cu-Platinen ätzen... wirkt schärfer als reine Salzsäure, habe es selbst aber nicht probiert (besitze keine Philips Kästen mehr); Kosmos X-Labor benutzt Messingklemmen, die habe ich mit Essigessenz (25%) über Nacht gereinigt...
na dann probier'n wir 'mal, muss ich wohl ein paar Sachen besorgen, auch wenn ich erschreckt war, was ich so alles im Keller gefunden habe (ist heute sicher alles nicht mehr so einfach erhältlich), ist kein H2O2 dabei. Schwefel- und Salpertersäure (konz.!) habe ich anzubieten, aber da sind nachher die ganzen Klemmend dahin ;)

BTW nachdem ich die Kontakte des Treibertrafo recht brutal geschmirgelt habe, bekomme ich nun - oh Wunder - auch einen vollen Sinus auf die Röhre.
Na, da hätte man eher drauf kommen können.

Caii
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Funker
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Korrosionsgefahr

Beitrag von Funker »

Hallo zusammen,

bei der Verwendung von Salzsäure und insbesondere bei der Verwendung weiterer Chemikalien, die ein Entstehen von freiem Chlor verursachen, ist äußerste Vorsicht geboten. Zum einen sind die Reaktionsprodukte sehr giftig und zum anderen verursachen an Metalloberflächen anhaftende Chloride in Verbindung mit der immer vorhandenen Luftfeuchtigkeit zwangsläufig Korrosion (Rost).

Außerdem wird die Oberfläche porös. Somit ist eine größere Fläche für Oxidatienen geschaffen worden und es geht um so schneller wieder los.

Meiner Meinung nach sollte lieber auf die "alväterliche" Methode der mechanischen Reinigung zurückgeriffen werden. Sprich: Schmirgeln mit einem feinen und zum Schluß mit einem sehr feinen Papier.

Noch viel Spaß beim gemeinsamen Hobby!

Peter
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Level5
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Re: Eisenoxid

Beitrag von Level5 »

caii hat geschrieben:nachdem gar nichts mehr ging.

trivial und unelektronisch ;) habe ich etliche Bauteile mit feinem Schmirgelpapier von möglicher Oxidation befreit (gibt's eine bessere Lösung? Salzsäure klappt jedenfalls nicht [alte Haarnadel- und Klemmfedern]).

caii
Zum Reinigen der Bauteilanschlüsse gibt es ein ganz einfaches Mittel, welches sich garantiert in jedem Haushalt findet: einen Radiergummi!

Damit bekommt man auch angelaufene Kontakte von IC's wieder blank.

Zum Reinigen der Haarnadel- und Klemmfedern benutze ich ein Mittel, welches sich "Putzstein" nennt (gibt's z.B. in Jawoll-Märkten).
Mit einem Pinsel "geschrubbt", sehen die Teile anschliessend wieder wie neu aus.
dj3tz
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Re: Eisenoxid

Beitrag von dj3tz »

Level5 hat geschrieben:
caii hat geschrieben:nachdem gar nichts mehr ging.

trivial und unelektronisch ;) habe ich etliche Bauteile mit feinem Schmirgelpapier von möglicher Oxidation befreit (gibt's eine bessere Lösung? Salzsäure klappt jedenfalls nicht [alte Haarnadel- und Klemmfedern]).

caii
Zum Reinigen der Bauteilanschlüsse gibt es ein ganz einfaches Mittel, welches sich garantiert in jedem Haushalt findet: einen Radiergummi!

Damit bekommt man auch angelaufene Kontakte von IC's wieder blank.

Zum Reinigen der Haarnadel- und Klemmfedern benutze ich ein Mittel, welches sich "Putzstein" nennt (gibt's z.B. in Jawoll-Märkten).
Mit einem Pinsel "geschrubbt", sehen die Teile anschliessend wieder wie neu aus.
Gut funktioniert auch der Elektronikspray Kontakt 65. Damit einsprühen und dann abwischen.

Gruß, Wolfgang
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Beitrag von dj3tz »

Reinhard hat geschrieben:Hallo,

dass ein Elko mit der Zeit "eintrocknet", ist bekannt. Dass ein Transistor Alterserscheinungen zeigt, wäre für mich etwas völlig Neues. Aber nun, man lernt ja nicht aus :-)

erin
Doch, das ist sogar plausibel. Schließlich funktionieren die Halbleiter ja aufgrund einer fein abgestimmten Dotierung, und die kann sich im Halbleiternaterial im Laufe der Jahrzehnte verändern.

Gruß, Wolfgang
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Beitrag von Level5 »

Soweit mir bekannt ist, wird die Dotierung bei sehr hohen Temperaturen eingebracht - ein "Auswandern" der Dotierungsatome dürfte somit auch nur bei sehr hohen Betriebstemperaturen möglich sein.

Ich habe z.T. hier IC's und Transistoren aus den 70'er Jahren in Berieb (im Elektor Formant-Synthesizer), die funktionieren noch wie am ersten Tag.
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Re: Korrosionsgefahr

Beitrag von Interaktivist »

Funker hat geschrieben: 07.10.2006, 18:24 Meiner Meinung nach sollte lieber auf die "alväterliche" Methode der mechanischen Reinigung zurückgeriffen werden. Sprich: Schmirgeln mit einem feinen und zum Schluß mit einem sehr feinen Papier.
Danke Peter! Das mit dem Schmirgeln habe ich mit Bauteilen aus meinem alten Philips EE 2000 GK probiert. Ich hatte noch einen Satz Schleifpapier auf Kunststofffolie (statt Pappe) als Träger aus den USA, was für das Knicken um den Draht sehr praktisch ist, weil es nicht gleich kaputtgeht. Erst 320 Grit (entspricht etwa 600er Körnung), dann 600 Grit (entspricht etwa 1200er Körnung). Das dauert etwa eine Minute pro Drahtende und liefert gute Ergebnisse. Nach dem groben Schleifen ist der Draht sauber, nach dem feinen Schleifen fasst er sich auch wieder so glatt an wie ein neuer Draht und sieht auch unter der Lupe gut aus. Der Kontaktwiderstand sinkt auch wieder konstant unter 1 Ohm.

Hier ein Bild, links vor, rechts nach der Behandlung.
Drahtreinigung - IMG_2440.jpeg
Drahtreinigung - IMG_2440.jpeg (630.6 KiB) 1179 mal betrachtet
Drahtreinigung - IMG_2440.jpeg
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Re: Oszillatoren - altern Tranistoren?

Beitrag von Interaktivist »

OK, nach einer Weile sieht man allerdings, dass das Schmirgeln leicht etwas zu viel wegnimmt, weil es an einigen Stellen auch die Verzinnung des Drahtes entfernt, was man am kupferfarbenen Glanz der entsprechenden Stellen erkennt. Nicht desaströs, kann man mit Lötzinn neu verzinnen. Den Draht neben der Lötspitze in ein Töpfchen Lötspitzenreiniger wie „Tippy“ stecken oder flach auf die Oberfläche des Reinigers legen und dann mit dem Lötkolben darüberstreichen. Durch den Lötkolben schmilzt das im Lötspitzenreiniger emulgierte Lötzinn und macht dann gute Arbeit. Der Effekt ist etwa so wie mit viel Flussmittel zu löten. Das nutze ich auch zum schnellen Verzinnen neuer Drahtenden.

Aber für das Reinigen alter Anschlussdrähte habe ich bessere Erfahrungen damit gemacht, sie mit Mr Muscle Stahl-Fix Classic Edelstahlreinigungsmilch und Küchenkrepp abzureiben und anschließend in etwas Wasser abzuspülen. Das geht ebenfalls schnell, klappt gut und entfernt die Verzinnung nicht. Den Tipp fand ich hier auf YouTube.
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