27.10.17: Ein JFET als NF-Schalter
Michael schrieb mir: In einem Gitarrenverstärker wurden JFETs als Schalter im Signalweg verwendet. Bei dem Gerät treten gelegentlich Schaltfehler auf: nach dem Umschalten zerrt das Signal für einige Zeit bis zur Unkenntlichkeit; das ist nicht für jede Musikrichtung geeignet. Dieser Fehler scheint aber nicht an der übrigen Schaltung (u.a. mit einer Röhrenstufe bestückt) zu liegen, auch wenn eine kontrollierte Verzerrung des Signals der eigentlich Zweck der Sache ist, denn er tritt ausschließlich nach einem Umschaltvorgang auf. Bei reiner Mechanik hätte ich den Schalter im Verdacht (ein Trittschalter), aber dieser liegt ja gar nicht im Signalweg. Bin etwas ratlos. Auf Verdacht fünf FETS aus der engen Platine auszulöten und zu ersetzen, scheint mir auch keine wirklich elegante Lösung.
Meine Einschätzung dazu: Ein JFET als Schalter ist fast ideal. Wird auch im HF-Bereich gemacht, wo es auf geringste Intermodulation ankommt. Aber da ist ein großer Fehler im Design. Man darf nicht eine Diode einfach so in Reihe zum Gate setzen. Dann ist nämlich die Spannung am Gate unbestimmt. Wenn im Moment der Umschaltung gerade eine große negative Halbwelle anliegt, bleibt der FET halb an, dann gibt es solche Verzerrungen.
Meistens funktioniert es gerade so, weil die Kapazität der Diode größer ist als die des FET-Gates. Der Sinn sollte wohl sein, dass es nie eine positive Spannung am Gate geben kann, aber beim Abschalten eine negative. Der FET hat ca. 100 Ohm wenn das Gate 0 V gegen Source hat. ab ca. -3V ist der FET voll gesperrt. Wenn die Diode sperrt, ist die Gate-Spannung aber unbestimmt. Man müsste Widerstände nachrüsten, z.B. 10 M gegen Source. Allerdings gelangt dann die Steuerspannung teilweise in den Signalweg, es kann einen Umschalt-Knack geben. Der ist allerdings leise und dumpf, weil die Flanke mit 470 k und 100 nF gefiltert wird.
Wenn man stattdessen den Widerstand gegen GND legt, gibt es keinen Plop. Allerdings darf dann die geschaltete Signalspannung dann nicht sehr groß werden, damit der FET voll an bleibt. Das ist also eine Zwickmühle. Eine bessere Lösung bringen Analogschalter wie der CD4016, da sind jeweils zwei FETs drin.
Michael schrieb mir: In einem Gitarrenverstärker wurden JFETs als Schalter im Signalweg verwendet. Bei dem Gerät treten gelegentlich Schaltfehler auf: nach dem Umschalten zerrt das Signal für einige Zeit bis zur Unkenntlichkeit; das ist nicht für jede Musikrichtung geeignet. Dieser Fehler scheint aber nicht an der übrigen Schaltung (u.a. mit einer Röhrenstufe bestückt) zu liegen, auch wenn eine kontrollierte Verzerrung des Signals der eigentlich Zweck der Sache ist, denn er tritt ausschließlich nach einem Umschaltvorgang auf. Bei reiner Mechanik hätte ich den Schalter im Verdacht (ein Trittschalter), aber dieser liegt ja gar nicht im Signalweg. Bin etwas ratlos. Auf Verdacht fünf FETS aus der engen Platine auszulöten und zu ersetzen, scheint mir auch keine wirklich elegante Lösung.
Meine Einschätzung dazu: Ein JFET als Schalter ist fast ideal. Wird auch im HF-Bereich gemacht, wo es auf geringste Intermodulation ankommt. Aber da ist ein großer Fehler im Design. Man darf nicht eine Diode einfach so in Reihe zum Gate setzen. Dann ist nämlich die Spannung am Gate unbestimmt. Wenn im Moment der Umschaltung gerade eine große negative Halbwelle anliegt, bleibt der FET halb an, dann gibt es solche Verzerrungen.
Meistens funktioniert es gerade so, weil die Kapazität der Diode größer ist als die des FET-Gates. Der Sinn sollte wohl sein, dass es nie eine positive Spannung am Gate geben kann, aber beim Abschalten eine negative. Der FET hat ca. 100 Ohm wenn das Gate 0 V gegen Source hat. ab ca. -3V ist der FET voll gesperrt. Wenn die Diode sperrt, ist die Gate-Spannung aber unbestimmt. Man müsste Widerstände nachrüsten, z.B. 10 M gegen Source. Allerdings gelangt dann die Steuerspannung teilweise in den Signalweg, es kann einen Umschalt-Knack geben. Der ist allerdings leise und dumpf, weil die Flanke mit 470 k und 100 nF gefiltert wird.
Wenn man stattdessen den Widerstand gegen GND legt, gibt es keinen Plop. Allerdings darf dann die geschaltete Signalspannung dann nicht sehr groß werden, damit der FET voll an bleibt. Das ist also eine Zwickmühle. Eine bessere Lösung bringen Analogschalter wie der CD4016, da sind jeweils zwei FETs drin.
Bei einem Gewitterwarner war ein seltsamer Fehler aufgetreten. Beim Einschalten blieb die grüne LED beliebig lange an, was normalerweise bedeutet, dass die Betriebsspannung zu gering ist. Also wo liegt der Fehler?
Bei der Fehlersuche verwende ich meist das Oszilloskop und schaue mir einfach alle Signale an, auch die Betriebsspannung und andere konstante Spannungen in der Schaltung. In diesem Fall wird die Betriebsspannung für den AM-Empfänger aus einem PWM-Signal erzeugt. Je höher die Spannung, desto höher die Verstärkung und das Grundrauschen. Der Controller soll dann die Spannung an einen kritischen Punkt hochfahren.
All das lässt sich leicht überprüfen. PWM-Signal ok, Glättung an C3 ok, Rauschen am Kollektor von T1 steigt wie gewünscht an und geht sogar bis in die Übersteuerung. Da sollte doch der Controller erkennen, dass es genug ist und die Spannung nicht weiter erhöhen. Beim Messen habe ich auch den Pin 18 am Controller angetippt. In dem Moment ging die grüne LED aus. Aber das Rauschsignal war irgendwie unzuverlässig. Die Verbindung hatte einen Wackelkontakt. Ein Lötfehler? Tatsächlich, die Verbindung besteht nur, solange ich den Pin mit der Lötspitze herunterdrücke. Kurzer Test, der Pin lässt sich problemlos hochbiegen. Die ganze Fehlersuche hat nur eine Minute gedauert. Das Prinzip hat sich schon oft bewährt, nicht lange überlegen, einfach überall mal kurz messen.
Ein genauer Blick macht deutlich, dass auch der Pin17 nicht gut gelötet ist. Die ganze Pin-Reihe liegt nicht voll auf, so wie die andere Seite. Seltsam, sowas passiert normalerweise bei SMD nicht. Auf jeden Fall bin ich erleichtert, es ist kein Fehler in der Serie, sondern nur ein Einzelfehler. Aus irgendeinem Grund wurde diese Stelle der Platine offensichtlich beim Löten zu wenig erhitzt oder das IC schräg aufgesetzt.
19.10.17: Ein Fledermausdetektor zum Stecken
Die ersten Prototyp-Platinen für einen veränderten Franzis-Fledermausdetektor sind angekommen. Das Ziel der Neukonstruktion ist eine Version, die man ohne Löten zusammenbauen kann. Alles ist nun SMD, die Potis sind dann schon eingelötet, und alle externen Anschlüsse haben Stecker. Damit wird der Bausatz auch für Naturfreunde ohne Lötkolben interessant. Die alte Version wird es parallel geben, denn viele wollen mehr selbst bauen.
Wie immer hatte ich gehofft, dass beim ersten Prototyp schon alles stimmt. Es funktioniert auch schon. Aber wie das so geht, einige kleine Fehler sind doch noch drin. Die Potis und zwei Stecker müssen umgepolt werden, damit am Ende alles so funktioniert wie gewohnt.
Die ersten Prototyp-Platinen für einen veränderten Franzis-Fledermausdetektor sind angekommen. Das Ziel der Neukonstruktion ist eine Version, die man ohne Löten zusammenbauen kann. Alles ist nun SMD, die Potis sind dann schon eingelötet, und alle externen Anschlüsse haben Stecker. Damit wird der Bausatz auch für Naturfreunde ohne Lötkolben interessant. Die alte Version wird es parallel geben, denn viele wollen mehr selbst bauen.
Wie immer hatte ich gehofft, dass beim ersten Prototyp schon alles stimmt. Es funktioniert auch schon. Aber wie das so geht, einige kleine Fehler sind doch noch drin. Die Potis und zwei Stecker müssen umgepolt werden, damit am Ende alles so funktioniert wie gewohnt.
Oft brauche
ich sechspolige Pinheader, z.B. für einen ISP-Anschluss. Meist liegt irgendwo
eine längere Leiste herum von der ich die passende Länge abschneiden kann. Wenn
ich das aber auf die Schnelle mit der Zange versuche, gibt es meistens Bruch.
Deshalb verwende ich gern eine andere Methode: Eine Cutter-Klinge wird mit
dem Lötkolben erwärmt und schneidet dann den Pinheader weich und sauber ab.
Die Edelstahlklinge muss an einer Stelle abgekratzt und verzinnt werden, damit von da aus genügend Wärme übertragen werden kann. Edelstahl bildet an der Oberfläche eine Chrom-Oxidschicht, die das Rosten verhindert, aber auch das Löten. Aber frisch abgekratzt bekommt man eine Lötverbindung. An der Stelle bildet sich kein neues Oxid mehr. So hat man den richtigen Ansatzpunkt für die Erwärmung der Klinge. Es dauert dann nur ein paar Sekunden, bis ein Pinheader durchtrennt ist.
Ein Tipp von Dieter Drewanz
Für solche Trennarbeiten geht auch eine Laubsäge mit einem dünnen Sägeblatt, sofern vorhanden. Von allen Seiten angesägt, lassen sich die Pins meistens auch gut trennen.
Die Edelstahlklinge muss an einer Stelle abgekratzt und verzinnt werden, damit von da aus genügend Wärme übertragen werden kann. Edelstahl bildet an der Oberfläche eine Chrom-Oxidschicht, die das Rosten verhindert, aber auch das Löten. Aber frisch abgekratzt bekommt man eine Lötverbindung. An der Stelle bildet sich kein neues Oxid mehr. So hat man den richtigen Ansatzpunkt für die Erwärmung der Klinge. Es dauert dann nur ein paar Sekunden, bis ein Pinheader durchtrennt ist.
Ein Tipp von Dieter Drewanz
Für solche Trennarbeiten geht auch eine Laubsäge mit einem dünnen Sägeblatt, sofern vorhanden. Von allen Seiten angesägt, lassen sich die Pins meistens auch gut trennen.
9.10.17: Ein Pulsmessgerät intern
Ein defektes Pulsmessgerät durfte seziert werden. Ich wollte immer schon mal sehen, wie diese kleinen Pumpen aussehen. Da ist sie, eine Membranpumpe mit Einlassfilter und Absperrventil. Es gibt zwei Ausgangsstutzen. Einer führt zu einem Magnetventil, das im aktiven Zustand schließt und im Ruhezustand Druck ablässt. Der Motor läuft im Normalfall mit 3 V bei etwa 300 mA, arbeitet aber schon ab 1 V. Wenn man den Auslass der Pumpe zuhält, bleibt der Motor bei einer Strombegrenzung auf 500 mA stehen. Interessant ist auch die Elektronik mit einem Silizium-Drucksensor.
Ein defektes Pulsmessgerät durfte seziert werden. Ich wollte immer schon mal sehen, wie diese kleinen Pumpen aussehen. Da ist sie, eine Membranpumpe mit Einlassfilter und Absperrventil. Es gibt zwei Ausgangsstutzen. Einer führt zu einem Magnetventil, das im aktiven Zustand schließt und im Ruhezustand Druck ablässt. Der Motor läuft im Normalfall mit 3 V bei etwa 300 mA, arbeitet aber schon ab 1 V. Wenn man den Auslass der Pumpe zuhält, bleibt der Motor bei einer Strombegrenzung auf 500 mA stehen. Interessant ist auch die Elektronik mit einem Silizium-Drucksensor.