Ideen zu einem Treblebooster für Humbucker – Anhang C

C Untersuchung des dynamischen Verhaltens mit Emitterdioden

Kapitelinhalt:[  Überspringen ]

C1 Mess­schaltung 1 – AC128

Schaltskizze

Abb. C.1: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor AC128 (β ist ausgewiesen mit etwa 90).  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C1.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.1
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 68 mV 24 mV 50 mV 18 mV ≈ 14kΩ
Messung 2136 mV 48 mV104 mV 37 mV ≈ 14kΩ, Schaltung   zerrt leicht 
Messung 3272 mV 96 mV221 mV 79 mVSchaltung  zerrt 
Messung 4682 mV243 mV573 mV212 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,34 V478 mV 1,1 V416 mVSchaltung  zerrt 
Tab. C1.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C1
Oszillogramme
Mess­schaltung C.1 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.1 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 25 mV / Div,
uB (rot): 25 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 25 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 96 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 243 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 478 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 200 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C1.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.1
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 67 mV 23 mV2,3 V0,77 V ≈ 33
Messung 2135 mV 47 mV3,8 V1,35 VSchaltung  zerrt
Messung 3271 mV 96 mV5,6 V2,00 VSchaltung  zerrt
Messung 4682 mV242 mV8,2 V2,93 VSchaltung  zerrt
Messung 51,34 V479 mV8,5 V3,46 VSchaltung  zerrt
Tab. C1.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C1
Oszillogramme
Mess­schaltung C.1 –
ueing. und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.1 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 23 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 47 mV
Oszillogrammueing. (grün): 25 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  25 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 96 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 242 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 479 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 

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C2 Mess­schaltung 2 – AC128 mit Emitterdiode 1N5817

Schaltskizze

Abb. C.2: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor AC128 (β ist ausgewiesen mit etwa 90) mit einer in den Emitterkreis eingeschleiften Schottky-Diode 1N5817.  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C2.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.2
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 69 mV 24 mV 52 mV 18 mV ≈ 24kΩ
Messung 2138 mV 48 mV105 mV 37 mV ≈ 27kΩ
Messung 3276 mV 98 mV217 mV 77 mVSchaltung  zerrt 
Messung 4694 mV245 mV579 mV210 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,37 V484 mV1,31 V420 mVSchaltung  zerrt 
Tab. C2.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C2
Oszillogramme
Mess­schaltung C.2 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.2 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uB (rot): 20 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 20 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 98 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 245 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 484 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 200 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C2.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.2
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 69 mV 24 mV1,4 V0,50 V ≈ 20
Messung 2138 mV 48 mV2,6 V0,93 V ≈ 19, Schaltung  zerrt leicht
Messung 3276 mV 98 mV4,5 V1,60 VSchaltung  zerrt
Messung 4694 mV245 mV7,1 V2,55 VSchaltung  zerrt
Messung 51,37 V486 mV7,2 V2,85 VSchaltung  zerrt
Tab. C2.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C2
Oszillogramme
Mess­schaltung C.2 –
ueing und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.2 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graph ueing (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing (grün): 20 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing (hor.):  20 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 98 mV
Oszillogrammueing (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 245 mV
Oszillogrammueing (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 486 mV
Oszillogrammueing (grün): 200 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graph ueing (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 

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C3 Mess­schaltung 3 – AC128 mit Emitterdiode aus Graetzbrücke B500D

Schaltskizze

Abb. C.3: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor AC128 (β ist ausgewiesen mit etwa 90) mit einer in den Emitterkreis eingeschleiften, vorgespannten Siliziumdiode.  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C3.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.3
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 70 mV 24 mV56,5 mV19,4 mV ≈ 34kΩ
Messung 2139 mV 49 mV 112 mV 39 mV ≈ 31kΩ
Messung 3278 mV 98 mV 227 mV 80 mVSchaltung  zerrt 
Messung 4696 mV246 mV 591 mV 212 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,37 V485 mV 1,15 V 424 mVSchaltung  zerrt 
Messung 64,38 V1,55 V 3,62 V 1,36 VSchaltung  zerrt 
Tab. C3.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C3
Oszillogramme
Mess­schaltung C.3 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.3 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 49 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uB (rot): 20 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 20 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 98 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 246 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 485 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 200 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,55 V
Oszillogrammueing. (grün): 500 mV / Div,
uB (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 500 mV / Div,
uB (vert.): 200 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C3.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.3
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 70 mV 24 mV1,06 mV370 mV ≈ 15
Messung 2139 mV 49 mV2,04 mV720 mV ≈ 15, Schaltung  zerrt leicht
Messung 3278 mV 98 mV 3,6 mV1,3 mVSchaltung  zerrt
Messung 4696 mV246 mV 6,4 mV2,2 mVSchaltung  zerrt
Messung 51,37 V486 mV 6,6 mV2,6 mVSchaltung  zerrt
Messung 64,38 V1,55 V 6,6 mV2,8 mVSchaltung  zerrt
Tab. C3.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C3
Oszillogramme
Mess­schaltung C.3 –
ueing. und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.3 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 49 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  20 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 98 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 246 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 486 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,55 V
Oszillogrammueing. (grün): 500 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  500 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 

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C4 Mess­schaltung 4 – МП21

Schaltskizze

Abb. C.4: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor МП21 (β grob getestet mit etwa 40 bis 50).  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C4.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.4
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 66 mV 23 mV 42 mV 15 mV ≈ 9 kΩ
Messung 2133 mV 47 mV 87 mV 31 mV ≈ 9 kΩ, Schaltung   zerrt leicht 
Messung 3277 mV 95 mV193 mV 69 mVSchaltung  zerrt 
Messung 4678 mV241 mV536 mV198 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,34 V477 mV 1,1 V403 mVSchaltung  zerrt 
Messung 64,31 V1,53 V 3,5 V1,32 VSchaltung  zerrt 
Tab. C4.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C4
Oszillogramme
Mess­schaltung C.4 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.4 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 23 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 47 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uB (rot): 20 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 20 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 95 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 241 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 477 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 200 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,53 V
Oszillogrammueing. (grün): 500 mV / Div,
uB (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 500 mV / Div,
uB (vert.): 200 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C4.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.4
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 67 mV 23 mV2,48 V0,88 V ≈ 38
Messung 2133 mV 47 mV4,23 V1,52 VSchaltung  zerrt
Messung 3268 mV 95 mV 6,6 V 2,4 VSchaltung  zerrt
Messung 4679 mV241 mV 8,5 V 3,3 VSchaltung  zerrt
Messung 51,34 V477 mV 8,5 V 3,6 VSchaltung  zerrt
Messung 64,31 V1,53 V 8,4 V 3,7 VSchaltung  zerrt
Tab. C4.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C4
Oszillogramme
Mess­schaltung C.4 –
ueing. und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.4 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 23 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 47 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  20 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 95 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 241 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 477 mV
Oszillogrammueing. (grün): 200 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,53 V
Oszillogrammueing. (grün): 500 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  500 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 

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C5 Mess­schaltung 5 – МП21 mit Emitterdiode 1N5817

Schaltskizze

Abb. C.5: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor МП21 (β grob getestet mit etwa 40 bis 50) mit einer in den Emitterkreis eingeschleiften Schottky-Diode 1N5817.  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C5.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.5
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 69 mV 24 mV 48 mV 16 mV ≈ 16 kΩ
Messung 2137 mV 48 mV 96 mV 33 mV ≈ 18 kΩ
Messung 3274 mV 97 mV199 mV 70 mVSchaltung  zerrt 
Messung 4690 mV244 mV549 mV199 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,36 V483 mV1,11 V412 mVSchaltung  zerrt 
Messung 64,38 V1,55 V3,59 V1,35 VSchaltung  zerrt 
Tab. C5.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C5
Oszillogramme
Mess­schaltung C.5 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.5 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uB (rot): 20 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 20 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 96 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 243 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 478 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,55 V
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 200 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C5.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.5
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 69 mV 24 mV1,2 V0,41 V ≈ 17
Messung 2137 mV 48 mV2,2 V0,78 V ≈ 16
Messung 3274 mV 97 mV3,9 V1,39 VSchaltung  zerrt
Messung 4690 mV244 mV6,5 V2,30 VSchaltung  zerrt
Messung 51,36 V483 mV7,0 V2,75 VSchaltung  zerrt
Messung 64,38 V1,54 V7,0 V2,94 VSchaltung  zerrt
Tab. C5.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C5
Oszillogramme
Mess­schaltung C.5 –
ueing. und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.5 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  20 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 97 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 244 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 483 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,54 V
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  500 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 

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C6 Mess­schaltung 6 – МП21 mit Emitterdiode aus Graetzbrücke B500D

Schaltskizze

Abb. C.6: Treblebooster-Test­schaltung mit Germanium­transistor МП21 (β grob getestet mit etwa 40 bis 50) mit einer in den Emitterkreis eingeschleiften, vorgespannten Siliziumdiode.  Der Ein­gangs­konden­sator ist vergrößert. 

Eingangskreis – ueing. vs. uB

Tab. C6.1: Signal­spannungen, gemessen am Eingang von Mess­schaltung C.6
Eingangsspannung
ueing.
Basisspannung
uB
Eingangswiderstand
ri
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 70 mV 24 mV 52 mV 18 mV ≈ 24 kΩ
Messung 2138 mV 48 mV103 mV 36 mV ≈ 24 kΩ
Messung 3275 mV 97 mV208 mV 73 mV ≈ 24 kΩ, Schaltung   zerrt leicht 
Messung 4691 mV244 mV557 mV200 mVSchaltung  zerrt 
Messung 51,36 V482 mV1,11 V411 mVSchaltung  zerrt 
Messung 64,38 V1,55 V3,59 V1,35 VSchaltung  zerrt 
Tab. C6.2: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet im Eingangskreis von Mess­schaltung C6
Oszillogramme
Mess­schaltung C.6 –
ueing. und uB
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.6 –
uB vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uB (rot): 10 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 10 mV / Div,
uB (vert.): 5 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uB (rot): 20 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 20 mV / Div,
uB (vert.): 10 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 97 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 50 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 20 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 244 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 482 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uB (rot): 200 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 50 mV / Div,
uB (vert.): 100 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,55 V
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uB (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.): 100 mV / Div,
uB (vert.): 200 mV / Div 

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Verstärkung und Verzerrung – uB vs. uC

Tab. C6.3: Signal­spannungen, gemessen am Ausgang von Mess­schaltung C.6
Eingangsspannung
ueing.
Kollektorspannung
uC
Verstärkung
vu
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
Spitze-Spitze
[ Vpp ]
Effektivwert
[ Veff ]
[ clean ]
Messung 1 69 mV 24 mV0,96 V0,33 V ≈ 14
Messung 2137 mV 48 mV1,85 V0,65 V ≈ 14
Messung 3275 mV 97 mV3,36 V1,19 VSchaltung  zerrt leicht
Messung 4691 mV244 mV6,00 V2,13 VSchaltung  zerrt
Messung 51,36 V483 mV6,61 V2,60 VSchaltung  zerrt
Messung 64,38 V1,55 V6,65 V2,77 VSchaltung  zerrt
Tab. C6.4: Signalverläufe und Lissajous-Figuren, aufgezeichnet am Ausgang von Mess­schaltung C6

Oszillogramme
Mess­schaltung C.6 –
ueing. und uC
X-Y-Graphen
Mess­schaltung C.6 –
uC vs. ueing.
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 24 mV
Oszillogrammueing. (grün): 10 mV / Div,
uC (rot): 100 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  10 mV / Div,
uC (vert.): 50 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 48 mV
Oszillogrammueing. (grün): 20 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  20 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 97 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 500 mV / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 200 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 244 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 483 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  200 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 1,54 V
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  500 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 

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Auswertung

Mit dieser Serie von Mess­schaltungen sollte herausgefunden werden, ob die Idee, durch Einschleifen einer Schottky-Diode (Mess­schaltungen C2 und C5) bzw. einer vorgespannten Siliziumdiode (Mess­schaltungen C3 und C6) in den Emitterkreis eines Trebleboosters dessen Eingangs­widerstand zu erhöhen und die Verstärkung entsprechend zu verringern, funktioniert. 

Dabei war es angestrebt, den Eingangs­wider­stand auf mindestens 25 kΩ zu erhöhen.  Dieser Wert ergibt sich aus der Vorgabe, dass der am Eingang des Trebleboosters entstehende LC-Tiefpass aus Tonabnehmer­induktivität sowie Tonabnehmer­innenwiderstand und Eingangs­widerstand eine –3dB-Frequenz von mindestens 1 kHz haben soll – hier ergibt sich, bei einer Tonabnehmer­induktivität ≥ 4 H und einem Tonabnehmer­widerstand ≥ 8 kΩ, ein differentieller Eingangs­widerstand von mindestens 25 kΩ (ri,min = 1 kHz ⋅ 2π ⋅ 4 H - 8 kΩ).

Bei der Abschätzung der maximalen Verstärkung war von einem Rangemaster Treblebooster ausgegangen worden, der (an einer niederohmigen Signalquelle) eine Verstärkung von maximal 60 haben soll.  Bei einer üblichen Verschaltung (Tonabnehmer­innenwiderstand von mindestens 4 kΩ, Eingangs­wider­stand des Trebleboosters von etwa 10 kΩ) reduziert sich die Verstärkung durch den Spannungsteiler aus Tonabnehmer­innenwiderstand und Eingangs­wider­stand des Trebleboosters allerdings auf etwa 40.  Für einen Treblebooster für Humbucker (etwa doppelte Ausgangsspannung) sollte demnach eine Verstärkung von maximal 20 angestrebt werden. 

Soweit zu den Vorüberlegungen.  Die Untersuchungen dieser Serie begannen mit einer Mess­schaltung ohne eingeschleifte Diode (Mess­schaltungen C1 bzw. C4 ), es folgte eine Schaltung mit einer Schottkydiode im Emitterzweig (Mess­schaltungen C2 bzw. C5 ) und eine Schaltung mit einer vorgespannten Siliziumdiode (Mess­schaltungen C1 bzw. C4 ).  Diese drei Messungen wurden jeweils mit einem Germanium­transistor AC128 (β ausgewiesen mit etwa 90) und einem Germanium­transistor МП21 (β grob getestet mit etwa 40 bis 50) durchgeführt. 

Die qualitativen Ergebnisse der sechs Messungen fasst die folgende Tabelle C.7 zusammen: 

Tab. C7: Eingangs­widerstand und Verstärkung der ver­schie­denen Messschaltungen.
Transistoren Summe eta
Ση
Vorwiderstand
R3
Eingangswiderstand
reing.
Verstärkung
vU
bei Eingangsspannung
ue
maximale Eingangsspannung
ue,max
Messschaltung C1 AC128 (β ≈ 90) 14,7 kΩ14 kΩ33≈ 24 mV47 mV
Messschaltung C4МП21 (β ≈ 40–50) 14,7 kΩ 9 kΩ38≈ 23 mV47 mV
Messschaltung C2 AC128 mit 1N5817 2 8 kΩ24 kΩ20≈ 24 mV98 mV
Messschaltung C5МП21 mit 1N5817 2 8 kΩ 18 kΩ16≈ 48 mV97 mV
Messschaltung C3 AC128 mit B500D 2.7 8 kΩ 34 kΩ15≈ 24 mV98 mV
Messschaltung C6МП21 mit B500D 2.7 8 kΩ24 kΩ14≈ 48 mV97 mV

Zu obiger Tabelle C.7 und ihren Spalten ein paar kurze Anmerkungen: 

Ση:

Der Wert Ση fasst die η-Werte aller pn-Über­gänge im Eingangskreis zusammen. 

R3:

R3 soll den Innen­wider­stand des Ton­ab­nehmers nach­bilden und ist in Serie vor die Basis ge­schaltet. 

reing.:

Der differentielle bzw. signalbezogene Eingangs­widerstand reing. wird aus dem Verhältnis der Signal­spannungen an beiden Seiten des Vor­widerstandes ermittelt:  reing. = R3 ⋅ uB / (ueing. - uB

vu:

Die Spannungs­verstärkung bezieht sich auf die Leerlauf­spannung des Tonabnehmers, d. h. darauf, um wieviel größer die Ausgangs­spannung des Trebleboosters an einem Röhrenverstärkers ist gegenüber der Ausgangs­spannung des Tonabnehmers am gleichen Röhrenverstärker.  Das bedeutet, dass die Spannungs­verstärkung vom Verhältnis des Tonabnehmer­innenwiderstands zum Eingangs­widerstand des Trebleboosters mit bestimmt wird. 

bei ue:

Signal­eingangs­spanng, bei der sich die Schaltung noch (halbwegs) linear verhalten hat für die Eingangs­widerstand und Verstärkung berechnet wurden. 

ue,max:

Hier handelt es sich weniger um eine quantitative Aussage – es wurde aus einer Reihe von Messungen mit jeweils etwa verdoppelter Eingangs­signal­spannung die Messung ausgewählt, bei der in der Lissajous-Figur vielleicht eine geringe Krümmung, aber noch keine waagerechte Linie zu erkennen ist. 

Die in Tabelle C.7 zusammengefassten Ergebnisse zeigen, dass es für einen ausreichend hohen Eingangs­widerstand des Trebleboosters in Verwendung mit einem Humbucker u. U. und je nach verwendetem Transistor nicht ausreicht, lediglich eine Schottky-Diode in den Emitterzweig einzuschleifen – deren differentieller Widerstand ist zu gering, um den angesetzten höheren Eingangs­widerstand von mindestens 25 kΩ zu erreichen – ein re von 24 kΩ bei einer Schottkydiode im Emitterzweig wurde lediglich bei Verwendung eines „amtlichen“ Germanium­transistors (z. B. AC128, Strom­verstärkungs­faktor zwischen 90 und 100) gemessen. 

Der Autor hatte jedoch neben einem Exemplar eines solchen „Markentransistors“ AC128 mit Strom­verstärkungs­faktor von 90 bis 100 eine große Zahl sowjetischer МП21 mit wesentlich geringeren Strom­verstärkungs­faktor, die jedoch auf einen deutlich kleineren Rest­strom (und, wahrscheinlich, auf ein entsprechend geringeres Rauschen) ausgesucht werden konnten.  Für die Verwendung dieser Transistoren ist die Schaltung mit der vorgespannten Siliziumdiode im Emitterzweig durchaus sinnvoll. 

Die obige Tab. C.7 zeigt weiterhin – im Vergleich der gleichartigen Mess­schaltungen mit unterschiedlichen Transistoren (d. h. C.1 mit C.4, C.2 mit C.5 und C.3 mit C.6, ), dass die unterschiedliche Größe der Strom­verstärkungs­faktoren beider Transistoren sich weniger auf die Verstärkung der Stufe als auf den Eingangs­widerstand auswirken, wobei es auch hier keine (umgekehrte) Proportionalität zwischen Strom­verstärkungs­faktor und Eingangs­widerstand gibt, die Änderungen sind kleiner. 

Nun zu den Oszillogrammen und Lissajous-Figuren.  Ziel dieser Serie von Messung war ja auch, „einfach mal zu sehen“, wie so eine Treblebooster-Verstärker­stufe mit Germanium­transistor übersteuert (und ob es ein spezielles „Germaniumverhalten“) gibt und wie das ggfs. aussieht. 

Die in der folgenden Bildertabelle C.8 dargestellten Oszillogramme und Lissajous-Figuren zeigen: 

Über­steuerungs­verhalten

Die Art der Übersteuerung bzw. die Kurvenformen sind in den Mess­schaltungen ähnlich. 

Arbeitspunkt­verschiebungen

Die (wesentlich durch die Umladung des Emitterkondensators im Zusammenhang mit dem asymmetrischen Arbeitspunkt bedingten) Arbeitspunkt­verschiebungen führen dazu, dass der Arbeitspunkt bei großer Aussteuerung in den Cut-Off-Bereich wandert – d. h. bei starker Übersteuerung sperrt der Transistor fast über die gesamte Periodendauer des Eingangssignal und „springt“ nur mit der Spitze von dessen negativer Halbwelle kurz in die Sättigung, wobei die Zeit, während der der Transistor in die Sättigung springt, mit steigender Übersteuerung kleiner wird; d h. mit steigender Übersteuerung wird das Tastverhältnis des Ausgangs­signals immer stärker ungerade. 

Aus­steuerungs­festigkeit

Die in Bildertabelle C.8 zusammengestellten Diagramme zeigen, dass bei Schaltungen mit einer oder mehreren Dioden im Emitterzweig der Arbeitspunkt bei einem wesentlich größeren Pegel des Eingangssignals in den Cut Off wandert.  Man kann also davon ausgehen, dass die bei einem „normalen“ Treblebooster bekannten Effekte einer Arbeitspunkt­verschiebung bei einer entsprechend höheren Eingangs­signal­spannung einsetzen. 

Die Anzahl der Messungen war allerdings zu gering, um für jede Schaltung den speziellen Eingangs­signal­pegel ermitteln zu können, bei der der Arbeitspunkt exakt im Cut Off sitzt. 

Zur Erklärung: Der Arbeitspunkt wandert vollständig in den Cut Off, wenn – im Oszillogramm betrachtet – das Ausgangssignals begrenzt ist und die untere horizontale (Begrenzungs)-Linie von einem Null­durchgängen des Eingangssignals zum anderen reicht.  Beziehungsweise, wenn ein waagerechter Teil der zugehörigen Lissajous-Figur die senkrechte Mittel­achse im Diagramm berührt oder schneidet.  Elektronisch betrachtet befindet sich der Transistor ohne Eingangs­signal im Cut Off

Tab. C8: In den Cut Off verschobener Arbeitspunkt für verschiedene Eingangs­signal­spannungen bei verschiedenen Schaltungen – Signalverläufe und Lissajous-Figuren
Oszillogramme
ueing. und uC
X-Y-Graphen
uC vs. ueing.
Mess­schaltung C.1
AC128
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
ueing. = 96 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Mess­schaltung C.4
МП21
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
ueing. = 95 mV
Oszillogrammueing. (grün): 50 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graph ueing. (hor.):  50 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
 ueing. = 245 mV
Oszillogrammueing (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 2 V  / Div 
X-Y-Graphueing (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 1 V / Div 
Mess­schaltung C.5
МП21 mit Emitterdiode 1N5817
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
ueing. = 244 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Mess­schaltung C.3
AC128 mit Emitterdiode aus B500D
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
ueing. = 246 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 
Mess­schaltung C.6
МП21 mit Emitterdiode aus B500D
Eingangssignal­spannung:
Effektivwert:
ueing. = 244 mV
Oszillogrammueing. (grün): 100 mV / Div,
uC (rot): 1 V  / Div 
X-Y-Graphueing. (hor.):  100 mV / Div,
uC (vert.): 500 mV / Div 

Nachbemerkung: Eine misslicher Lapsus bei den Messungen ausgerechnet des Transistors AC128 ohne Dioden im Emitterzweig (also der Mess­schaltung, die dem originalen Rangemaster Treblebooster am nächsten ist) könnte zu einem auffällig verschiedenen Messergebnis geführt haben – bei dieser Messung wurde möglicherweise mit einer anderen Messfrequenz gearbeitet: 

Bei den Lissajous-Figuren des Ausgangssignals von Mess­schaltung C.1 war der große „Pythonkopf“ aufgefallen – bei der Lissajousfigur liegen steigende und fallene Flanke nicht übereinander.  Das korrespondiert mit der Tatsache, dass im zugehörigen Oszillogramm von Ausgangs- und Eingangs­signal der Sprung des Ausgangssignals zwischen Sperren (geringste Ausgangs­spannung) und Sättigung (höchste Ausgangs­spannung) ein wenig zeitverschoben ist zum Minimum des Eingangssignals.  Das bedeutet, dass das (übersteuerte) Ausgangs­signal gegenüber dem Eingangssignal einen geringen zeitlichen Versatz aufweist.

Weiterhin liegt der Abstand der zeitlichen Skalierung in den verschiedenen Oszillogrammen nahe, dass bei dieser einen Messung mit einer anderen Signalfrequenz (1 kHz gegenüber den in der Oszilloskop-Software voreingestellten 440 Hz) gemessen worden war.