TCA 530 Ersatzschaltung

      ...auch Stiftsockelleisten kann man an zwei Stellen oder noch mehr anlöten, noch ein Vorteil ist das die Platte dadurch noch fester positioniert ist und genau so dauerhaft bleibt.
      Gruß Jogi
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      Das Wahrheitsministerium gibt bekannt:
      In diesem Forum gibt es keine postfaktischen Fake-News, auch nicht über Elkokuren.
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      Laotse sagt:
      Dinge wahrzunehmen ist der Keim der Intelligenz.
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      W. Reus meint:
      Menschen mit Tiefgang laufen schneller auf Grund | Nichts wird dem Menschen weniger verziehen, als recht gehabt zu haben | Wir müssen auf alle Fälle verhindern, daß Intelligenz wieder strafbar wird.
      Wäre denn jemand bereit, der im Besitz eines 9260 und einem (defekten) Reserve- Abstimm-Sp. Moduls ist, den Nachbau zu testen? Gern gegen Überlassung des Exemplars.
      Der Opamp schafft die Ausgangslast locker, die Frage ist eher, ob der 820er Vorwiderstand passt und ob der Aussteuerbereich bis 33V ausreicht. Rechnen und Simulieren gehen halt nicht über Probieren...

      Viele Grüße
      Christian
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      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)
      Die Frage der Ausgangslast dieser Art OPAMPs ist immer eine relevante. Man muß mit niedrigen zweistelligen Milliampere-Werten kalkulieren an einem Widerstand (möglichst realer) von nicht viel weniger als einige hundert Ohm.
      Faustwert der je nach Hersteller stark abweichen kann ist ca. 15...20mA/300...600 Ohm, wenn es nur um den Realanteil geht. Spitz auf Knopf gilt das herstellerspezifische Datenblatt.
      Gruß Jogi
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      Das Wahrheitsministerium gibt bekannt:
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      Hallo Jogi,

      Hinsichtlich Ausgangslast ist der 9260 der ungünstigste Fall, da 10 Abstimmpotis a 100 kOhm parallel hängen und R517 aus einer Drahtbrücke besteht.
      Wenn man alle Widerstände am Ausgang zusammennimmt (Abstimmpotis + Serienwiderstände, Widerstandskette für die Skalenlinearisierung, Spannungsteiler für Ober- und Unterspannung), komme ich auf 6,4 kOhm. Der bei 33 V max. Ausgangsspannung fließende Strom liegt also bei knapp über 5 mA. Das ist auch so ziemlich der maximale Strom, den ein TCA530 direkt bereitstellen kann. Der Opamp macht da noch nicht schlapp.

      Mir geht es vor allem darum, ob der Vorwiderstand R504 mit 820 Ohm passt. Der wird zusätzlich zum Ausgangsstrom mit dem Eigenstrombedarf des Opamps und des ADR01 belastet und muss dann noch soviel Strom durchlassen, dass etwas über die Zenerdiode abfließen kann.
      Hinsichtlich Ruhestrombedarf des NE5532 widersprechen sich Simulation mit dem Spicemodell (ca. 5 mA) und Datenblatt (typisch 8, max. 16 mA). Ich möchte den Vorwiderstand aber auch nicht unnötig klein machen, da dann die Zenerdiode relativ viel Leistung umsetzen muss und nahe an ihre Lastgrenze kommt.

      By the way: mir ist dein Vorschlag mit den Stiftsockelleisten nicht ganz verständlich. Könntest du das evt. nochmals hinsichtlich des Typs konkretisieren? Die üblichen Stiftsockelleisten passen meines Wissens nicht in die Kontakte eines Präzisionssockels.

      Liebe Grüße,
      Christian
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      Lieber Christian, weiterhin besten Dank!

      Ich übernehme mal für Jogi oder interpretiere, wie ich es verstanden habe.
      Die meisten Stiftleisten sind so Vierkantdinger, höchstens mit Gewalt geeignet.
      Du kennst ja die relativ dünnen runden Beinchen von IC-Präzisionsfassungen.
      Die gibt es auch als Stiftleisten, sind allerdings schwieriger zu bekommen.
      Sie passen in Standard- und auch Präzisionsfassungen, selbst schon ausprobiert.

      Andreas
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Danke Andreas, die beste deutsch-deutsch Übersetzung dessen was ich meinte :)

      Suchen muß man etwas danach, vermute ich.
      /
      Zum Glück brauchte ich beruflich nicht suchen, ich gab die genauen Anforderung weiter und ein... zwei Tage später hatte meine Beschaffungs-Spezialistin (ja damals schon eine Frau, wir waren fortschrittlich) einen runden Tisch mit den Vertretern allen rennomierten Lieferanten und einen Tag später lagen die Muster auf meinem Tisch oder waren bereits durch einen Techniker so in den Prototypen eingelötet wie ich es mir vorgestellt hatte.

      Eckig in rund wäre nicht gut, das käme dem Mist gleich den die Japse zeitweise in ihre Verstärker hinein gewrapt haben, spätestens nach ein paar Jahren Einstaubens und ein paar Tagen hoher Luftfeuchtigkeit war das alles dahin und mußte dann mühselig angelötet werden.
      /

      Der Ruhestrom des OPAMPs richtet sich nach der Grundeinstellung der integrierten Endstufe und kann nur anhand es exakt passenden Hersteller-Datenblatts oder per Messung bestimmt werden.
      Simulationen traue ich nie weiter als ich das Notebook auf dem sie laufen werfen kann. Du müsstest damit sie stimmen erstens die Modelle an das reale Datenblatt des realen Typs anpassen und alle weggelassenen Datenfelder füllen, wobei die Crux ist das niemand weiß wer mit welcher Intention das Model erstellt hat und was er alles aus welchem Datenblatt eingetragen oder weggelassen hat.
      Mittlerweile liegt deshalb wieder ein Steckboard auf meinem Labortisch und das LT-Spice ist bei den Motten in der Kiste. Drei Minuten stecken geht schneller als 3 Stunden Models suchen, passend machen, feststellen das sie immer noch nicht fluppen und nochmal rangehen.

      Der Vorwiderstand der Zenerdiode erfüllt folgende Bedingungen:
      I-Zener + I-Last-konst.
      wobei I-Zener dem Datenblatt zu entnehmen ist und I-Last-konst. der möglichst nicht schwankende Strom ist den die Schaltung nach der ZD zieht. Wenn I-Last ... zu hoch wird wird alles nicht stabil genug und man muß mit der Zenerspannung ein Regelorgan (Längsregler, Regeltransistor) steuern. Zu hoch ist der Laststrom wenn er am Zenerstrom ziehen kann und das kann er definitionsgemäß wenn er größer als 1/10 bis 1/5 des Zenerdiodenstroms groß wird.
      Damit wäre der Vorwiderstand genügend definiert, nur rechnen mußt du noch, mein Rechenschieber ist gerade in Inspektion mit Ölwechsel :)
      Gruß Jogi
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      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „Jogi“ ()

      Lieber Jogi!

      Ganz so sehe ich das nicht mit den Simulationen.
      Einem Lehrling würde ich nicht gerade einen Simulator geben, wenn er Grundlagen lernen soll.
      Für den Profi, der weiß, was herauskommen muss, sind Simulatoren schöne Arbeitserleichterungen.
      Ich habe einen HF-Simulator, bei dem ich mehrere Toleranzen laufen lassen kann.
      Das macht der auch nach dem Zufallsprinzip, als Ergebnis bekommt man Scharen.
      Darüber kann man sich ja eine Schablone legen, was man dort als maximale Abweichung zulässt.
      Ich möchte nicht z.B. 100 Schaltungen mit leicht geänderten Parametern per Hand aufbauen...

      Andreas
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Nun gut, im Zweifel also Datenblattwerte. Da diese bzgl. Ruhestrom eine grosse Spanne umfassen und die drei schon im Einsatz befindlichen NE5532 am unteren Wert dieser Spanne liegen, werde ich nachmessen. Im Ernstfall müssen dann angepasste Vorwiderstände für die verschiedenen Receivertypen verwendet werden. Die Grundig Ersatzschaltung enthielt ja auch den Hinweis bezüglich des Nachmessens der vorstabilisierten Spannung.
      Die Präzisionsstiftleisten lass ich weg, das ist mir zu viel Aufwand für hauptsächlich kosmetische Zwecke. Die vorhandenen sieben Pins halten den Baustein schon so fest in der Präzisionsfassung, dass ich sie immer vorsichtig heraushebeln muss. Mir fehlen halt auch die fleißigen Helferlein von Jogi: Beschaffungsbienen, Messknechte und Lötfuzzi.
      Bleibt die Frage nach der max. Ausgangsspannung. Ein nicht mehr in meinem Besitz befindlicher 9260 brauchte 33,5 V, um auf 108 MHz zu kommen. Wie ist das bei anderen Exemplaren seiner Gattung? Es wäre hilfreich, wenn jemand mal nachmessen und das Ergebnis hier posten würde. Den Schaltplan und die dort angegebenen Werte kenne ich, traue ihnen aber nicht ganz.

      Viele Grüße
      Christian
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      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „chriss_69“ ()

      Hallo Christian,

      die UKW Boxen der 92xx, zumindest die späteren Exemplare, gehen bei 27V Abstimmspannung auf 108 MHz. Der Abstimmspannungsbereich ist

      3V - 27V bei 87,5 - 108 MHz

      und bei den frühen Geräten mit 104 MHz Obergrenze

      3V - 21,5V für 87,5 - 104 MHz

      Wenn eine Box das nicht tut bzw. signifikant von diesen Daten abweicht, muss man sie neu abgleichen. Das lohnt sich ohnehin, da nach 35 Jahren meist keiner der Kreise mehr optimal abgestimmt ist.
      Würde man nur den Oszillatorkreis nachgleichen, laufen im Zweifel Vor- und Zwischenkreise nicht synchron mit.
      Achim

      Dieser Beitrag wurde bereits 4 mal editiert, zuletzt von „nightbear“ ()

      Moin zusammen.

      @Andreas.
      Das hört sich sinnvoll an in deinem Fall.

      Den konkreten Fall hingegen kann man gut vergleichen mit einer Simulation vergleichen die ich - mehr aus Spielerei - für einen Kopfhörerverstärker aus handelsüblichen OPAMPs machte anstatt dreißig Varianten mit entsprechendem Materialverschleiß zusammen zu tackern.

      Das Ergebnis der Simulation war enüchternd, die in Frage kommenden Parameter sind die gleichen wie in diesem Fall, Arbeitspunkt interne Endstufe, Ruhestrombedarf, Belastung am Ausgang usw. usf.
      Um das mal deutlich zu machen kam damals bei realem Testaufbau ein 5532 von ST auf recht gute Werte von ~25...30mA Ausgangsstrom an einem RL > 100Ohm und reichte aus um einen handelsüblichen modernen Ohrenschmalzpopler mit rdb. 95dB Wirkungsgrad zu treiben, während ein anderer 5532 eines anderen Herstellers mit 12mA an > 500 Ohm gerade noch einen 1kOhm Feldhörer müde am Röcheln hielt. Da nutzt einem dann nur bedingt das man den realistischen Wertebereich natürlich aus Erfahrung kennt, es kostet trotzdem Zeit es zu simulieren und das Ergebnis ist meilenweit von der Realittät entfernt.
      Diese Bandbreite ist bei den Simulations-Models überhaupt nicht berücksichtigt gewesen. Es ist eben völlig unbekannt auf welchen Datenblättern die Model sich beziehen und ob sie voll implementiert sind oder nur vereinfachende Grunddaten hergenommen wurden und der Rest unter dem Teppich verschwand.

      @Christian
      Wenn man keinen Hofstaat herumscheuchen kann, kann man sich am 70% worst-case Modell für die Werte orientieren. Man nimmt den worst-case Fall an (alle Lasten so hoch wie die Verhältnisse sie sinnvoll zulassen - also bspw. muß man nicht mit 20A-Lasten rechnen) und reduziert dann den gesuchten Wert - hier also ein Stromwert - auf 70%, rechnet man nach dem ohmschen Gesetz den zugehörigen Widerstandswert dieses Stromes aus, der ja bei gleichbleibender Spannung linear proportional verläuft, dann erhält man einen vermutlich unrunden Wert den man dann an der E-Reihe noch ein nach oben oder unten variiert und fertig ist der endgültige Wert.

      Die Frage nach der U-max hat Achimn zwischenzeitlich so beantwortet wie ich es auch vorhatte, also meinerseits kein Redebedarf mehr diesbezüglich. Auch Festregler für diesen Zweck geben jene 33V heraus.
      Gruß Jogi
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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „Jogi“ ()

      Hallo Achim,

      ich muss nochmals mit der Abstimmspannung am 9260 aufkreuzen:
      Deine Angabe bezieht sich bestimmt auf den Abstimmeingang an der Tunerbox. Mir geht es aber um die Ausgangsspannung am Abstimmspannungsmodul (Pin 4).

      Die UKW-Box meines besagten Tuners benötigte ca. 28 V an ihrem Eingang, um auf 108 Mhz zu kommen. Nicht ganz dem Soll entsprechend, aber halbwegs im Rahmen. Dazu musste aber am Ausgang des Abstimmmoduls die Spannung bei den erwähnten 33,5 V liegen.

      Ich rechne live mal nach:
      Nach Pin 4 vom Abstimmspannungsmodul kommt in Serie der Widerstand R2071 mit 1,2 kOhm, dann folgen 10 x parallel die 100k Abstimmpotis des Programmspeichers, parallel zu 100k Abstimmpoti Skale, parallel zum Linearisierer auf der AM-Platine mit in Summe 84k. Das ergibt eine Reihenschaltung von 1,2 kOhm mit 8,2 kOhm. Bei 33,5 Volt lagen am Kopfpunkt der Abstimmpotis damit nur noch 29,2 V. Die restlichen 1,2 Volt gingen am Schleifer des Abstimmpotis verloren, das nicht bis ganz zum Ende der Bahn gelangte.

      Für die Auslegung des Regelbereiches des Ersatzbausteines möchte ich nun halt gerne wissen, ob mein 9260 ein extremer Ausreißer nach oben war, oder ob diese Ausgangsspannung an der Grenze des TCA530-Möglichen eher Regel ist. Falls ja, bietet sich an, die Ersatzschaltung etwas anzupassen.

      Viele Grüße,
      Christian
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      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)
      Hallo Christian,

      ja klar, die Abstimmspannung an der UKW-Box meinte ich. Mit 28V liegst Du da sicher noch im Bereich der damals üblichen Toleranz plus 35 Jahre Alterung. Genau dafür hat man ja die beiden Potis auf dem Abstimmbaustein, um solche Streuungen auszugleichen.

      Habe leider derzeit keinen 9260 hier und selber besitze ich wegen des im Vergleich zum 924x sehr femininen Designs keinen.
      Achim

      Eckdaten TCA530

      ZITAT Christian:
      Bl eibt die Frage nach der max. Ausgangsspannung. Ein nicht mehr in meinem Besitz befindlicher 9260 brauchte 33,5 V, um auf 108 MHz zu kommen. Wie ist das bei anderen Exemplaren seiner Gattung? Es wäre hilfreich, wenn jemand mal nachmessen und das Ergebnis hier posten würde. Den Schaltplan und die dort angegebenen Werte kenne ich, traue ihnen aber nicht ganz.
      hans :
      Der TCA530 erlaubt am Ausgang, was Du sicher weist = 25-30 Volt +/- 0,75 Volt was heisst: mehr als 24,25 und 30,75Volt, koennen auch die SABA- Entwickler nicht bedacht bzw. umgangen haben.
      Bilder
      • TCA530 Max.JPG

        41,26 kB, 548×435, 7 mal angesehen

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „decoder“ ()

      Hallo an alle,

      vielen Dank für Eure Antworten. Dann belasse ich die Ausgangsspannung in dem Bereich wie sie ist. Die beiden fertiggestellten Muster lassen sich zwischen 26,5 und 32,8 V einstellen.

      Den Eigenstrombedarf der NE5532 in dieser Schaltung habe ich auch heute Abend ermittelt. Er liegt bei ca. 8 mA für die SO08-Variante und bei 7 mA für die Exemplare im DIL-Gehäuse, wobei der Unterschied natürlich nicht von der Gehäuseform herrührt, sondern mit hoher Sicherheit mit verschiedenen Produktionschargen zu tun hat. Ich habe also übliche Vertreter gemäß TI-Datenblatt. Das Datenblatt weist typisch 8, max. 16 mA Stromverbrauch aus. Nach Jogis Empfehlung, der 70%-Regel, sollte ich mit maximal 13,6 mA Eigenstrom kalkulieren, wenn ich das richtig interpretiert habe.

      Für den Vorwiderstand der Z-Diode heißt das unter Zuhilfenahme von Faustformeln:
      Iz_max = 550 mW/36V= 15 mA
      Iz_min = 0,1*Izmax = 1,5 mA

      Fall 1 - 9241
      I_Last 9241: 30V/13,3 kOhm = 2,3 mA
      I_ADR01 = 1 mA
      I_ges = I_last + I_ADR01 + I_5532 + I_zmin = 2,3 mA + 1 mA + 13,6 mA + 1,5 mA = 18,4 mA

      Rv_max = (Ub - Uz)/I_ges = (45 V - 36 V) / 0.0184 A = 490 Ohm, gewählt 470 Ohm

      Iges= (Ub-Uz)/Rv = (45V-36V)/510 Ohm = 19,1 mA
      Iz bei Imin 5532: Iges - I_last - I_ADR01 - I_5532 = 19,1 mA - 2,3 mA - 1 mA - 7 mA = 8,8 mA
      Pv_Z-Diode: Uz*Iz = 36V * 8,8 mA = 316 mW
      Pv_Rv: (Ub-Uz)*Iges = 9V * 19,1 mA = 172 mW

      Fall 2: 9260
      I_Last = 30V / 6.2 kOhm = 4,8 mA
      I_ges = I_last + I_ADR01 + I_5532 + I_zmin = 4,8 mA + 1 mA + 13,6 mA + 1,5 mA = 20,9 mA

      Rv_max = (Ub - Uz)/I_ges_min = (45 V - 36 V) / 0.0209 A = 430 Ohm, gewählt 470 Ohm, zugunsten geringerer Verlustleistung, der Opamp darf immer noch bis zu 11,8 mA ziehen.

      Iges= (Ub-Uz)/Rv = (45V-36V)/470 Ohm = 19,1 mA
      Iz: Iges - I_last - I_ADR01 - I_5532 = 19,1 mA - 4,8 mA - 1 mA - 7 mA = 6,3 mA
      Pv_Z-Diode: Uz*Iz = 36V * 6,3 mA = 226 mW
      Pv_Rv: 9V * 19,1 mA = 172 mW

      Für die Berechnung des Stabilisierungsfaktors ist es mir jetzt zu spät. Und wer Rechenfehler findet: Morgen ist auch noch ein Tag, wo ich den Post ändern kann.

      Viele Grüße,
      Christian
      **************************************************
      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)

      Testergebnisse mit 470 Ohm Vorwiderstand

      Die Stabilisierungswirkung liegt bei:

      Delta_Ue/Delta_Ua = 1+ Rv/rz = 1+ 470Ohm/80Ohm = 6,9

      Klingt wenig, reicht aber aus, da die Betriebsspannungsunterdrückung von Opamp und Referenz ausgezeichnet sind und die 45V-Versorgungsspannung ja auch schon geregelt ist.

      Ein anderer Effekt: Durch den nun höheren Strom durch die Diode erwärmt sie sich, der Temperaturkoeffizient der Zenerspannung ist ist positiv und von beträchtlicher Größe, was dazu führt, dass die Zenerspannung um ca. 1.5 - 2 V zunimmt. Nebeneffekt: Der Strom, den der Vorwiderstand durchlässt, reduziert sich um einige mA.

      Im Datenblatt der Diode steht was von max. 500 K/W thermischem Widerstand. Bei im erwärmten Zustand übriggebliebenen ca. 5mA Zenerstrom ergibt sich eine Verlustleistung von 190 mW. Mit diesem thermischen Widerstand erwärmt sich der PN-Übergang um 95 Kelvin ggü. der Umgebung, d.h. auf später ca. 130 - 140 °C, je nach Innentemperatur des Receivers. Bis zu den zulässigen 175 °C ist noch etwas Abstand.

      Das Datenblatt der Vishay-Z-Diode TZMC36 gibt den TK mit 0,04 - 0,12% an. Bei 95K bedeutet das eine Zunahme der Zenerspannung um 1,4 - 4 V.

      So recht will mir das nicht gefallen, weder die hohe Temperatur beim Einsatz, noch die große Drift der Zenerspannung. Ich werde deshalb den IST-Ruhestrom des NE5532 zugrundelegen und der Diode nur 1,5 -2 mA Zenerstrom gönnen. Die Vorwiderstände betragen dann:

      9241:
      I_ges = I_last + I_ADR01 + I_5532 + I_zmin = 2,3 mA + 1 mA + 8 mA + 1,5 mA = 12,8 mA



      Rv_max = (Ub - Uz)/I_ges = (45 V - 36 V) / 0.0128 A = 703 Ohm, gewählt 680 Ohm

      9260:

      I_ges = I_last + I_ADR01 + I_5532 + I_zmin = 4,8 mA + 1 mA + 8 mA + 1,5 mA = 15,3 mA


      Rv_max = (Ub - Uz)/I_ges = (45 V - 36 V) / 0.0153 A = 588 Ohm, gewählt 560 Ohm

      Das Verfahren heißt damit aber wieder: Nachbauer sollten die stabilisierte Spannung in der Anwendung messen und wenn sie - bei stromhungrigen Opamps - unter 36 V liegt, den Vorwiderstand maßvoll verkleinern.
      Ohne Änderung am Bauteileaufwand ist mit dieser einfachen Vorstabilisierung nicht viel mehr zu machen.

      Gibts Einwände?
      Viele Grüße,
      Christian
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      2 + 2 = 5 (für extrem große Werte von 2)
      Moin.
      Da hast du den Effekt entdeckt der zur temp.-kompensierten Zenerdiode führen würde. Man kommt, wenn man das auch noch vermeiden will, dabei vom Hundetstel ins Tausendstel. Auch dazu gibt es wieder mehrere Verfahren, aber wenn du dir nicht die Haare raufen möchtest und es auch so gut funktioniert...

      Ansonsten ist es völlig ok, wenn man an einer universell verwendbare Schaltung, je nach Einsatz mal ein Bauteil anpassen muß. Das macht die Industrie genauso, als man noch viel Zeit und Marge über hatte, setzte man die erforderlichen Widerstände schon alle in Parallelschaltung ein und knipste sich dann im Objekt mit dem Seitenschneider die richtige Ohmzahl zurecht. Bei Siemens hatten wir in einem Rufverteilverstärker acht solcher Optionswiderstände, es wurde geklotzt und nicht gekleckert, es geht also auch wenn man viele Möglichkeiten vorsieht.
      Gruß Jogi
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