67Elektor 7-8/99

Entwurf von Wolfgang HeynModellbahner kennen das Problem: Bei längerer Betriebszeit oxy-dieren oft die Schienen und Räder der Wagen, so daß beim Über-fahren der Kontaktgleise des Bahnüberganges kein ordentlichesSchließen der Schranken gewährleistet ist. Bei gutem Kontaktdagegen schließen die Schranken unrealistisch schnell. Die Schal-tung in Bild 1 behebt diese Makel. Sie ist ”Märklin-HO-prooved”und sicher auf andere Modellbahnen übertragbar.Bei offenem Schienenkontakt wird über den Gleichrichter(D1...D4) und C1 die Betriebsspannung für T1 erzeugt. T1 sperrt,es fließt kein Strom, die Schranken sind offen. Schließt der fah-rende Zug über die Kontaktgleise S1, so wird C2 über D1 langsamaufgeladen. Dadurch steigt die Spannung über R1/R2 an der Basisvon T1 von 0 V auf 0,8 V an. T1 wird langsam leitend, so daß einsteigender Strom durch L1 über den Gleichrichter fließt. DieSchranken schließen langsam.Bei kurzen Kontaktunterbrechungen (S1 offen) leitet T1 noch solange, wie C2 geladen ist. Die Schranken bleiben bei kurzenUnterbrechungen geschlossen. Mit R2 kann die Verzögerung ein-gestellt werden. Wenn der Zug die Kontaktstrecke verlassen hat(S1 offen), wird C2 über R1, R2 und R3 entladen. T1 sperrt, C1wird geladen, die Schranken gehen auf. Bei Gleichspannungsan-lagen entfallen D2 und D4.

(994022)rg

L1 L2

D4

D2

D1

D3 C1

220µ 63V

C2

470µ 63VR2

1k

5k

P1

T1

BD

R1

1k

237

D5

S1

994062 - 11

5x1N4001

SCHRANKENSPULEN

KONTAKTGLEIS

051Schrankenwärter

Applikation Analog DevicesDer OP284 von Analog Devices ist ein Dual-Opamp mit einerBandbreite von 4 MHz und Rail-to-rail-Ein- und -Ausgängen. Die“Spezialität” des Opamps ist allerdings sein Versorgungsspan-nungsbereich, den der Hersteller mit +3...+36 V angibt, aber inder Praxis locker bis hinunter zu +1,5 V (asymmetrisch!) erwei-tert werden kann. So eignet sich der OP284 hervorragend für denEinsatz in batteriebetriebenem Equipment.

Der mit den beiden Opamps des OP284 aufgebaute (nicht inver-tierende) Low-noise-Instrumentenverstärker arbeitet mit einer 3-V-Versorgung. Der Verstärkungsfaktor läßt sich an vier Wider-ständen gemäßA = 1 + (R1+P1)/R3einstellen. Um eine gute Gleichtaktunterdrückung (CommonMode Rejection CMR) zu erzielen, sollten R2 und R3 möglichstgleich sein (zum Beispiel zwei Exemplare eines Widerstandsnetz-werk für einen gleichen Temperaturkoeffizienten). Ähnliches giltfür R1/P1 und R4. Mit P1 läßt sich die Gleichspannungsgleich-taktunterdrückung, mit C1 die Wechselspannungsgleichtaktun-terdrückung optimieren.In einem Veruchsaufbau konnten wir ohne weiteres eine Gleich-taktunterdrückung von 80 dB (im Audiobereich 20 Hz bis 20 kHz)erzielen. Nur bei Amplituden über etwa 580 mV sank die CMR,wahrscheinlich aufgrund parasitärer Kapazitäten. Das Eingangs-rauschen blieb im Bereich 0,1...10 Hz unter vorbildlichen 0,45µVSS.R5 und R6 schützen die Einänge der Opamps vor zu hohen Span-nungen, C2 begrenzt die Bandbreite und kann nachC2 = 1 / (2⋅π⋅R4⋅f–3dB)berechnet werden. Mit den hier gewählten 12 pF läßt sich eineBandbreite von ungefähr 500 kHz erzielen. Die Gesamtstromauf-nahme des Versuchsaufbaus lag bei 2 mA, der Hersteller garan-tiert Werte bis 2,7 mA.

(994064)rg

2

3

1IC1a

6

5

7IC1b

R6

1k

R5

1k

R2

1k1

R3

1k1

R4

10kR1

9k

76

P1500Ω

C1

5...40p

IC1

8

4

C2

12p

C3

100nIC1 = OP284

3V

UIN UOUT

994064 - 11

0523-V-Instrumentenverstärker