Hallo,

ich möchte eine Sprechanlage bauen, die mindestens unidirektional evtl. auch bidirektional funktioniert.
Dazu habe ich mir aus dem Netz einen Schaltplan rausgesucht und die Schaltung nachgebaut. Scheint nach ersten Tests erstmal zu funktionieren. Ich würde die Schaltung aber gern verstehen, was mir momentan nicht so richtig gelingt.

Es geht um folgende Schaltung: practical intercom

In meinem Anwednungsfall ist S1 immer nach unten geschaltet (linke Seite sendet) und S2 immer nach oben (rechte Seite empfängt).
Offenbar kann ich in diesem Fall alle Bauteile der rechten Seite (bis auf Lautsprecher) entfallen lassen.

Meine Fragen:
1. Der 1000µF Elko dient doch offensichtlich nur der Spannungsstabilisierung. Weglassen hat aber keine Nachteile gebracht. Vermutung: bein Batteriebetrieb nicht nötig, bei Schaltnetzteilbetrieb wird Rauschen unterdrückt, Richtig?
2. Wofür ist R2? Weglassen hat keine merkliche Veränderung gebracht.
3. Kann ich irgendwie die Lautstärke regulieren?
4. Ich würde mich auch freuen, wenn jemand die Funktionsweise der Schaltung erklären könnte. Allgmein ist mir die Verschaltung der Transistoren unklar.

Danke schnomal im Voraus!
Stefan.

Zitat :

Offenbar kann ich in diesem Fall alle Bauteile der rechten Seite (bis auf Lautsprecher) entfallen lassen.

Nicht ganz.
In diesem Zustand liefert die rechte Batterie den Betriebsstrom und den rechten Elko solltest du auch drin lassen, denn er sorgt für eine niedrige NF-Impedanz dieser Batterie.
Auf der linken Seite kannst du die Batterie und den Elko durch einen Kurzschluß ersetzen.

Zitat :

1. Der 1000µF Elko dient doch offensichtlich nur der Spannungsstabilisierung. Weglassen hat aber keine Nachteile gebracht.

Das stimmt solange die Batterie frisch ist.
Gegen Ende der Lebensdauer steigt aber ihr innerer Widerstand und der liegt in Reihe mit dem Lautsprecher, verzehrt also einen Teil der Signalspannung.
Für Sprache (Frequenzen > 300Hz ) ist aber sicherlich ein kleinerer Elko ausreichend.

Zitat :

2. Wofür ist R2? Weglassen hat keine merkliche Veränderung gebracht.

Der soll dafür sorgen, dass Q2 mit einem Mindeststrom von 0,65mA betrieben wird und der ganze Verstärker sowohl am Eingang wie am Ausgang niederohmiger wird.
Durch den höheren Basisstrom von Q2 wandert ja der Arbeitspunkt auf der Kennlinie der B-E-Diode in einen Bereich geringeren dynamischen Widerstands und als Folge erhält man eine größere Kollektorstromänderung pro mV Eingangsspannung.

Zitat :

3. Kann ich irgendwie die Lautstärke regulieren?

Das ist nicht vorgesehen, aber am einfachsten schaltest du zu diesem Zweck ein logarithmisches 1k-Poti parallel zu dem als Mikrofon verwendeten linken Lautsprecher.

Zitat :

4. Ich würde mich auch freuen, wenn jemand die Funktionsweise der Schaltung erklären könnte. Allgmein ist mir die Verschaltung der Transistoren unklar.

Die gesamte Spannungsverstärkung wird von Q2 gemacht.
Q1 ist als Emitterfolger geschaltet, und multipliziert die Lautsprecherimpedanz von z.B. 50 Ohm mit seiner Stromverstärkung von vielleicht 300, so dass der Q2 einen Lastwiderstand von 15kOhm sieht.

Idealer Weise fällt etwa die halbe Speisespannung am rechten Lautsprecher ab, aber das ist wegen der Exemplarstreuungen der Transistorverstärkungen meist nur sehr grob realisiert.
Wenn wir im Beispiel mit einem 50 Ohm Lautsprecher bleiben, dann fliesst durch diesen ein Strom von ca 4,5V/50 Ohm = 90mA.
Dieser sollte sich einstellen, wenn an R5 etwa 4,5V -2*0,65V also 3,2V abfallen.
Da R5 1MOhm hat, fliessen dort 3,2µA. Insgesamt wird dieser Strom also um das 28.000-fache verstärkt.
Wenn man annimmt, dass Q1 und Q2 die gleiche Stromverstärkung haben, müsste jeder also ein beta von etwa 170 aufweisen.
Solch ein Wert wird von den verwendeten Transistoren leicht erreicht, so dass der Spannungsabfall am Lautsprecher eher größer als die idealen 4,5V ist, und entsprechend die Stromaufnahme auch höher.

OK, Elko und rechte Seite ist klar.

Zitat :

Der soll dafür sorgen, dass Q2 mit einem Mindeststrom von 0,65mA betrieben wird und der ganze Verstärker sowohl am Eingang wie am Ausgang niederohmiger wird.

Das verstehe ich nicht. Wie kommst du auf 0,65mA? Wo sollen die an Q2 fließen? Von B nach E?

Zitat :

Q1 ist als Emitterfolger geschaltet, und multipliziert die Lautsprecherimpedanz von z.B. 50 Ohm mit seiner Stromverstärkung von vielleicht 300, so dass der Q2 einen Lastwiderstand von 15kOhm sieht. Idealer Weise fällt etwa die halbe Speisespannung am rechten Lautsprecher ab, aber das ist wegen der Exemplarstreuungen der Transistorverstärkungen meist nur sehr grob realisiert. Wenn wir im Beispiel mit einem 50 Ohm Lautsprecher bleiben, dann fliesst durch diesen ein Strom von ca 4,5V/50 Ohm = 90mA. Dieser sollte sich einstellen, wenn an R5 etwa 4,5V -2*0,65V also 3,2V abfallen. Da R5 1MOhm hat, fliessen dort 3,2µA. Insgesamt wird dieser Strom also um das 28.000-fache verstärkt. Wenn man annimmt, dass Q1 und Q2 die gleiche Stromverstärkung haben, müsste jeder also ein beta von etwa 170 aufweisen. Solch ein Wert wird von den verwendeten Transistoren leicht erreicht, so dass der Spannungsabfall am Lautsprecher eher größer als die idealen 4,5V ist, und entsprechend die Stromaufnahme auch höher.

Hier hängst du mich leider ab. Ich habe mal versucht, das ganze Schritt für Schritt von einer einfachen Schaltung zur gesamten Schaltung aufzubauen. Zunächst könnte man ja erstmal nur einen npn-Tranistor nehmen, den Mikrofon-Lautsprecher zwischen Basis und Emitter schalten und den Wiedergabe-Lautsprecher in Reihe mit der Spannungsquelle zwischen Kollektor und Emitter (siehe angehängtes Bild). Das Problem hierbei ist aber, dass der Transistor eine Ube>0.7V braucht. Das schafft das Mikrofon vermutlich nicht.

Also müsste ich die Spannung zwischen B und E auf knapp unter 0.7V anheben (z.B. per Spannungsteiler: 1k Widerstand zwischen B und +9V sowie 13kOhm zwischen B und 0V). Dann würde aber das Mikrofon durch den 13kOhm Widerstand "kurzgeschlossen". Also müsste ich mit einer Induktivität in Reihe zum 13kOhm-R schalten, um die vom Mikro erzeugten Wechselspannungen nicht durchzulassen. Das sieht dann schon komplett anders aus als die vorgegebene Schaltung, also verworfen.

Funktioniert die Spannungsanhebung durch R2 und R5? Zwischen B und E sollte der Widerstand aber recht gering sein wenn die Spannung >0.7V ist. Dann widerum würde B auf 0V gezogen. Ich vermute, dass sich das ganze bei etwa 0.7V zwischen B und E stabilisiert. Dann müssten doch auch kleine Mikrofon-Signale durch Q2 verstärkt werden.
Das wäre dann Schaltung2 im Anhang.

Wenn man CrocodileClips (Simulation auf Mittestufenniveau) vertrauen kann, funktionert das aber immer noch nicht.

Wie wäre es wenn du dir mal die Grundlagen zum Transistor in Kollektorschaltung anschaust!
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm. und folgende Seiten
Dein Lastwiderstand setzt sich dann aus dem R in Reihe zum Lautsprecher zusammen.
Q1 und Q2 kannst du dir vereinfacht als PNP Darlingtontransistor vorstellen!

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 24 Aug 2014 19:47 ]

Zitat :

(siehe angehängtes Bild).

Ist falsch.
Das wesentliche Bauteil C2 fehlt.

Zitat :

Das Problem hierbei ist aber, dass der Transistor eine Ube>0.7V braucht. Das schafft das Mikrofon vermutlich nicht.

Das braucht es auch nicht, denn es ist gleichspannungsmäßig ohnehin durch C2 entkoppelt.

Zitat :

Also müsste ich die Spannung zwischen B und E auf knapp unter 0.7V anheben

Genau dafür ist der R5 da.

Zitat :

Funktioniert die Spannungsanhebung durch R2 und R5?

R2 ist, wie du selbst schon ausprobiert hast, vom Prinzip her nicht nötig.
Er verbessert aber die Eigenschaften der Schaltung.
Vor allem reduziert er den Eingangswiderstand der Schaltung, was eine bessere Leistungsapassung an die sehr niedrige Impedanz des Mikrofons zur Folge hat.

Zitat :

Ich vermute, dass sich das ganze bei etwa 0.7V zwischen B und E stabilisiert. Dann müssten doch auch kleine Mikrofon-Signale durch Q2 verstärkt werden.

Das tut es, aber eben ohne den Spannungsteiler.
Der Gleichstrom durch R5 -und damit die Ansteuerung dieses Transistors- sinkt automatisch, wenn sich die Spannung am Lautsprecher erniedrigt.

OK, danke für die Hilfe. Ich werde micht noch in die Grundlagen weiter einarbeiten.
Allerdings nicht mehr in Hinblick auf diese Schaltung, denn sie funktioniert einfach nicht. Was am anderen Ende rauskommt, ist extrem leise. Ich hatte das erst so nicht ganz wahrgenommen, weil ich beide Lautsprecher immer direkt nebeneinander auf dem Tisch liegen hatte.
Also an alle die das hier noch lesen: Diese Schaltung nicht nachbauen.

Wer weiß wie man den Output lauter bekommt (Operationsverstärker..?)
kann das aber gerne dazuposten.

Viele Grüße
Stefan

Den Unterschied zwischen einer Wechselsprechanlage o. einer Gegensprechanlage kennst aber schon?

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Es gibt nichts praktischeres, als eine gute Theorie.