Berechnungen zur Astibile Kippstufe für Durchgangsprüfer

[Tobias (600ohm)]

Hallo,

ELV vertreibt einen Durchgangsprüfer(bausatz) DP 100:
https://media.elv.com/file/2000_04_07_dp100.pdf

Kern des Durchgangsprüfers ist eine astabile Kippstufe. Screenshot vom 
Schaltplan aus dem PDF des Durchgangsprüfer habe ich mal angehangen.

Leider hat ELV es versäumt, den Frequenzbereich, bzw. den 
Widerstandsmessbereich anzugegeben. Zumindest finde ich die Angabe 
nirgendwo in dem Dokument oder auf elv.de
Nachtrag: Auf der Artikelseite ist lediglich der Satz zu finden: "Der 
Dynamikbereich erstreckt sich bis zu einigen Megaohm."

Jetzt habe ich versucht ihn selber zu errechnen nach den Formeln von 
Wikipedia:

https://de.wikipedia.org/wiki/Astabile_Kippstufe#Berechnung_der_Zeitdauern

R2 und R3 aus wikipedia entsprechen R3 und R5 im Elv-Schaltplan. Ich 
errechne damit jeweils tau1,tau2 und T1 (Puls) und T2 (Pause). Ich nehme 
den Kehrwert der gesamten Periode 1/T=1/(T1+T2) und erhalte als 
Frequenz. 981Hz. Wohlgemerkt an 0Ohm Messwiderstand (=Durchgang). Die 
(nur akustisch) gemessene Frequenz liegt aber mehr als doppel so hoch 
(2300-2400Hz). Jetzt ist vor dem beiden Wiederständen R3 und R5 noch ein 
3K PTC (R1). Wie rechne ich den mit ein? Rechne ich die 3K jeweils zu R3 
und R5 dazu? Ändert am Ergebnis auch kaum was (966Hz). Muss man 
irgendwie ein Ersatzwiderstand errechnen? Der eigentlich Messwiderstand 
kommt später ja auch noch, genau wie der R1=3K, davor in Reihe hinzu.

Wie errechnet man die Frequenz richtig? Ich möchte gerne den Messbereich 
anpassen (auf 0-100 Ohm), dazu möchte ich die Rechnung aber erst mal 
verstehen.


Danke im Voraus,

Tobias

[Josef C. (josefc)]

Die Frequenz mit ca. 1kHz sollte passen.

Evtl. haben die Kondensatoren nur noch ca. 2nF.
Sind ja schon etwas älter.

[Tobias (600ohm)]

Danke für die Antwort.
In Zwischenzeit habe ich die Software LtspiceIV von 2014 mit wine zum 
Laufen bekommen (leider keine Chance mit der aktuellen 64bit für Win10) 
und konnte damit simulieren. Das Ergebnis weicht doch deutlich ab. Mit 
meinem leicht angepassten Hühnerfutter (R1=3,3K R statt 3K PTC) komme 
ich auf 791Hz. Trotzdem passt die Simulation nicht zur akustischen 
Messung. Mit viel Phantasie könnte man sagen, dass es die 3.Oberwelle 
ist, die heraussticht. Smartphone-Mic und der Kleinlautsprecher sind 
sicher nicht besonders linear. Da kann eine Oberwelle schon Resonanz 
haben. Aber kommt dadurch das komplette Spektrum durcheinander?
Ich müsste wohl mal direkt ein DSO an den Ausgang anschließen, statt 
akustisch zu messen. Ich habe aber gerade keines zur Hand.

Ja, die Kerkos sind in der Tat schon sehr alt und haben sicher keine 
exakten 3n9. Auch die eingesetzen billigen Kohelschichtwiderstände haben 
sicherlich gewisse Toleranzen (5-10%). Das könnte die Abweichungen 
erklären. Trotzdem ist es noch mein bester/meistgenutzer 
Durchgangsprüfer. Da ich nie an Netzspannung messe, habe ich auf den 
(schwierig zu beschaffenden) PTC verzichtet.

Jetzt ist die Frage, wie ich so ein Durchgangsprüfer auf einen kleinen 
Messbereich anspassen kann. Dachte so an 0-100Ohm oder besser an 0-50Ohm 
oder gar 0-10Ohm. Vermute mit Tausch einiger Widerstände ist es nicht 
getan und es bedarf einer komplett anderen Schaltung (eventuell mit 
Opamp?).

[Arno R. (arnor)]

Tobias schrieb:
> Jetzt ist die Frage, wie ich so ein Durchgangsprüfer auf einen kleinen
> Messbereich anspassen kann. Dachte so an 0-100Ohm oder besser an 0-50Ohm
> oder gar 0-10Ohm. Vermute mit Tausch einiger Widerstände ist es nicht
> getan und es bedarf einer komplett anderen Schaltung (eventuell mit
> Opamp?).

Ja, man braucht eine andere Schaltung. Natürlich kann man was mit OPVs 
bauen, aber auch andere Lösungen sind möglich. Du hast übrigens nicht 
gesagt wie sich die Frequenz zum gemessenen Widerstand verhalten soll.

Im Anhang eine Schaltung, die mit abnehmendem Meßwiderstand (R7) auch 
die Frequenz reduziert. Bei R7=0 ist auch die Frequenz=0. Das kann man 
aber auch umgekehrt machen. T1/T2 und T3/T4 müssen gut gekoppelt sein 
und gleiche Daten haben, wie z.B. BCV61/62. Notfalls gehen aber auch 
diskrete Transistoren.

[Tobias (600ohm)]

Arno R. schrieb:

> Im Anhang eine Schaltung, die mit abnehmendem Meßwiderstand (R7) auch
> die Frequenz reduziert. Bei R7=0 ist auch die Frequenz=0. Das kann man
> aber auch umgekehrt machen. T1/T2 und T3/T4 müssen gut gekoppelt sein
> und gleiche Daten haben, wie z.B. BCV61/62. Notfalls gehen aber auch
> diskrete Transistoren.

Danke für die Schaltung. Der TLC555 ist wohl ein moderner NE555. Der 
Rest sieht irgendwie nach einer Art Messbrücke aus?
Ja, es soll leider genau umgekehrt sein. Bei 0 Ohm Durchgang soll es ja 
gerade Piepen (irgendein fester Piepton 1-2kHz). Dann wäre es schön, 
dass man quasi jedes Ohm schon hören könnte im Frequenzniedergang, um 
schlechte Kontakte ausfindig zu machen und auch Übergangswiderstände zu 
bemerken. Noch besser wäre für so etwas natürlich eine 4-Leiter Messung 
(mit jeweils 2pol. Sonden oder Kelvin-Klemmen), damit 
Übergangswiderstände keine Rolle mehr spielen. So eine Schaltung wäre 
aber vermutlich sehr schwierig. Solche Messgeräte sind schließlich 
relativ teuer.

[Arno R. (arnor)]

> Ja, es soll leider genau umgekehrt sein. Bei 0 Ohm Durchgang soll es ja
> gerade Piepen (irgendein fester Piepton 1-2kHz). Dann wäre es schön,
> dass man quasi jedes Ohm schon hören könnte im Frequenzniedergang, um
> schlechte Kontakte ausfindig zu machen und auch Übergangswiderstände zu
> bemerken.

Bitte sehr. Bei R7=100Ohm ist die Frequenz=0, bei R7=0Ohm ist die 
Frequenz etwas über 1kHz.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Tobias schrieb:
> In Zwischenzeit

.. hätte ich das zusammengelötet, wenn ich wirklich Interesse daran 
hätte.