Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

Link zu dieser Vergleichsansicht

Beide Seiten der vorigen Revision Vorhergehende Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		 Vorhergehende Überarbeitung
elektronische_schaltungstechnik:1_grundlagen_zu_verstaerkern [2021/09/23 01:35] – tfischerelektronische_schaltungstechnik:1_grundlagen_zu_verstaerkern [2023/09/19 23:08] (aktuell) – mexleadmin
Zeile 1: Zeile 1:
-====== 1. Grundlagen zu Verstärkern ======+====== 1 Grundlagen zu Verstärkern ======
  
 <WRAP right><panel type="default">  <WRAP right><panel type="default"> 
Zeile 75: Zeile 75:
  
 <WRAP onlyprint> <WRAP onlyprint>
-Das Schaltsymbol des Verstärkers wurde ist ein Rechteck mit eingefügtem Dreieck. Die Eingangsklemmen auf der linken Seite sind als $IN+$ und $IN-$ gekennzeichnet. Die Ausgangsklemmen auf der rechten Seite entsprechend mit $OUT+$ und $OUT-$. Die Eingangsspannung $U_E$, bzw. $U_{IN}$ liegt zwischen den Eingangsklemmen und die Ausgangsspannung $U_A$, bzw. $U_{OUT}$ zwischen den Ausgangsklemmen an. \\ \\+Das Schaltsymbol des Verstärkers ist ein Rechteck mit eingefügtem Dreieck. Die Eingangsklemmen auf der linken Seite sind als $IN+$ und $IN-$ gekennzeichnet. Die Ausgangsklemmen auf der rechten Seite entsprechend mit $OUT+$ und $OUT-$. Die Eingangsspannung $U_E$, bzw. $U_{IN}$ liegt zwischen den Eingangsklemmen und die Ausgangsspannung $U_A$, bzw. $U_{OUT}$ zwischen den Ausgangsklemmen an. \\ \\
 Das zu verstärkende Signal kommt auf der linken Seite von einer beliebigen Quelle. Häufig lässt sich diese als ideale (Spannungs)quelle - d.h. mit Innenwiderstand - auffassen. Das verstärkte Signal wird auf der rechten Seite einer Last zugeführt. Im einfachsten Fall ist diese Last ein ohmscher Widerstand. \\ \\ Das zu verstärkende Signal kommt auf der linken Seite von einer beliebigen Quelle. Häufig lässt sich diese als ideale (Spannungs)quelle - d.h. mit Innenwiderstand - auffassen. Das verstärkte Signal wird auf der rechten Seite einer Last zugeführt. Im einfachsten Fall ist diese Last ein ohmscher Widerstand. \\ \\
 </WRAP> </WRAP>
Zeile 98: Zeile 98:
  
  
-Bei den meisten Anwendungen wird ein Spannungsverstärker benötigt. Entsprechend wird dieser für die folgende Erklärung zu Grunde gelegt. Die ermittelten Größen gelten aber entsprechend für andere Verstärker. In <imgref pic1> ist ein Spannungsverstärker als Blackbox abgebildet. Der Spannungsverstärker versucht stets ein vorgegebenes Vielfaches der Eingangsspannung $U_E$ am Ausgang als Eingangsspannung $U_A$ auszugeben. Dieses "Vielfache" kann als Verhältnis ermittelt werden. \\ \\+Bei den meisten Anwendungen wird ein Spannungsverstärker benötigt. Entsprechend wird dieser für die folgende Erklärung zu Grunde gelegt. Die ermittelten Größen gelten aber entsprechend für andere Verstärker. In <imgref pic1> ist ein Spannungsverstärker als Blackbox abgebildet. Der Spannungsverstärker versucht stets ein vorgegebenes Vielfaches der Eingangsspannung $U_E$ am Ausgang als Ausgangsspannung $U_A$ auszugeben. Dieses "Vielfache" kann als Verhältnis ermittelt werden. \\ \\
  
 Rechts ist eine **Simulation eines idealen Verstärkers** zu sehen. Die eingangsseitige Quelle gibt die zu verstärkende Spannung vor. Der Verstärker mit Verstärkungsfaktor 100 hat die Anschlüsse für Ein- und Ausgangsspannung eingezeichnet. Auf der rechten Seite ist als Last ein Widerstand vorgesehen; dieser kann über einen Schalter variiert werden.  Rechts ist eine **Simulation eines idealen Verstärkers** zu sehen. Die eingangsseitige Quelle gibt die zu verstärkende Spannung vor. Der Verstärker mit Verstärkungsfaktor 100 hat die Anschlüsse für Ein- und Ausgangsspannung eingezeichnet. Auf der rechten Seite ist als Last ein Widerstand vorgesehen; dieser kann über einen Schalter variiert werden. 
Zeile 142: Zeile 142:
 </panel></WRAP> </panel></WRAP>
  
-Nach den Kenngrößen soll der erste Versuch unternommen werden den inneren Aufbau des Verstärkers zu verstehen. Im vorherigen Abschnitt wurden Strom-Spannungs-Verhältnisse aus der Außenansicht ermittelt. Dort wurde auf der Eingangsseite des Verstärkers ein Eingangswiderstand $R_E$ beschrieben. Dieser wird nun im Ersatzschaltbild berücksichtigt (siehe <imgref pic2>). Auch auf der Ausgangsseite wurde ein Widerstand durch die Betrachtung als Blackbox ermittelt. Hier ist aber zusätzlich zu beachten, dass der Verstärker - dem Namen nach - das Eingangssignal verstärken soll. Hier muss also neben dem Ausgangswiderstand $R_A$ auch noch ein Element genutzt werden, welches die verstärkte Spannung ausgibt. Dies ist die eingezeichnete Spannungsquelle [(Note1>Die im Verstärker vewendete Spannungsquelle ist eine [[https://de.wikipedia.org/wiki/Gesteuerte_Quelle|gesteuerte Quelle]], auf diesen Terminus soll in diesem Kurs nicht weiter eingegangen werden)]. Die Spannung der Spannungsquelle richtet sich nach der am Eingangswiderstand $R_E$ anliegenden Spannung. Sie ist genauer um den Faktor der Spannungsverstärkung $A_V$ größer.+Nach den Kenngrößen soll der erste Versuch unternommen werden den inneren Aufbau des Verstärkers zu verstehen. Im vorherigen Abschnitt wurden Strom-Spannungs-Verhältnisse aus der Außenansicht ermittelt. Dort wurde auf der Eingangsseite des Verstärkers ein Eingangswiderstand $R_E$ beschrieben. Dieser wird nun im Ersatzschaltbild berücksichtigt (siehe <imgref pic2>). Auch auf der Ausgangsseite wurde ein Widerstand durch die Betrachtung als Blackbox ermittelt. Hier ist aber zusätzlich zu beachten, dass der Verstärker - dem Namen nach - das Eingangssignal verstärken soll. Hier muss also neben dem Ausgangswiderstand $R_A$ auch noch ein Element genutzt werden, welches die verstärkte Spannung ausgibt. Dies ist die eingezeichnete Spannungsquelle [(Note1>Die im Verstärker verwendete Spannungsquelle ist eine [[https://de.wikipedia.org/wiki/Gesteuerte_Quelle|gesteuerte Quelle]], auf diesen Terminus soll in diesem Kurs nicht weiter eingegangen werden)]. Die Spannung der Spannungsquelle richtet sich nach der am Eingangswiderstand $R_E$ anliegenden Spannung. Sie ist genauer um den Faktor der Spannungsverstärkung $A_V$ größer.
  
 ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~
  
-<WRAP right>{{url>https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?running=false&ctz=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-1ktlisu8S9hgAHM-3UX9gXENASwvBg4gkT0uw9A8R3AOAv1dBD4N-dtvn-RtB3Aps1DAetINA58AOA-8sO7E921glNhyQBiQMvf56yomhmIAgA3OMMBrX8uNdKQ6FdGBIDoTRxIQOhL2vHC4ynJtGIZCD62Ywd4y9PsJHvL00FNbSYIkQyCIMntqKeBgwhMwIA3MliGQAM14MJC2dRCyNsrydM8wc0D0wdsJ0M9d2IA8wtpbxwAYBTDxo29dJbIiGBUcUVPSrzoqdPiMubIznS4wT8oAlQrTPANyqylL+z5BDTKwjs+X8wygoYAAjbsQxbX80EazrIX4kNk1dPqMG9Tryz0VN9wcchvSAA 730,400 noborder}}+<WRAP right>{{url>https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?running=false&ctz=CQAgjCAMB0l5Amc0AsBmAnGLA2SGBWMFDADgzRBVJAKsoIFMBaMMAKGhAEsATRgIYAbAIIBbAA5gakEJRQgcIAJIA5ADoSqUEEjXMQAdjm6QAeQCqAFU20dlS1YM1KlAGoB9AMq224HZ5eBmBIEBAASowAztxRAC4A9gBOAKJCYupRYJkI6kmRMfHJaRlRuVFoeQWxianpmZVRKFXRNcX1UYaZpC2FtSWZYJCDeWYS4hKRwgNZ3YPDWdlZuUljEzONXWW9bXWlBPNQ6vPwmcMn8KdR51mXcGfHt-fXj0NX2WfQOI8o0GiGKAIkGwBEMCBQYCIhhYIVeNwWPUGB0yrGRT0uj1I0DALERUSxOOYeLeV3h0AQ7Ahsmo4AwoTwujB-j4glEkmkR3RsgWJLunN5cH58CFwqWMG+UVYhlgOHQ5DppFBkEMpEaQzOIB6WQOkshF1JsHg4IwAMMhgICAQYIIKEgzReXO5nwpAHddLbaUg0HbPVB2AAPXR0zUuf4gLDacEgAAyAniAZArBwSlIxmYJvD1PdIAAigBXRhCISMdhuhCQGgIUg0MCGJRVmSl3QV321pTYJCQJs0htyJC9rtumkd8Dt4NdwMEFPGMA4OgYLNRtyMJLxAAnSQA1iv2OFwCFwCgFGxQgfuVRZJCdNzoARd-uvWh2wenzIdB7UdeoLem+XK9X3VkAd2AAc0A3QAPBWQ0HLa92CSOQfV7b1j3HcA4F-D1kKQgCu3+ICWxHKDWx0Dg3RgiC32AsCgNwvtzy7BD0zHJBmPAm9gSbWiaDY4CADdEwwesAN4j0FDoD0YEgOhmCkhA6BvO98MTWdWxY-xoKbNiRyTX1BzkJ9fTQC09PguQTOI4z+zot52CiczQmDKz2P8AAzYQohLcicJcCzcKbFCjMMkc8MMS8D2IY8IoZCBL3YZST3oh8DPbUj2C0KV1MyyiNN0LShN9bKQvy4SeLbHKuy0W1L2Daqcti8Bu0FZC-MbIdBRHZzioAIz7cN2wAtB-N61gCozZgPSGjA-V6qtjAzI9XHIP0gA 730,400 noborder}}
 </WRAP> </WRAP>