NF-Breitbandverstärker < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | [Dateianhang nicht öffentlich]
C1=28uF, R1=47kOhm, R2=5,6kOhm, Rc=1kOhm, RE1=20kOhm, RE2=56kOhm, C2=33nF, Chp=470pF, Rhp= 20kOhm
Fragen:
a) Woraus ergeben sich diese Spannungsteiler ?
b) Ermitteln Sie jeweils die Verstärkung in dB und das Pegelmaß der Eingangs- und Ausgangsspannung in dBv und dBmv für die Fälle mit Gegenkopplung, Teilgegenkopplung und ohne Gegenkopplung. Interpretieren Sie die Ergebnisse. Stimmen die Ergebnisse mit Ihren Erwartungen überein? Stichworte dazu:
- Spannungsteiler
- Gleichstromverstärkung
- Ausgangskennlinienfeld
- Kleinsignal-Ersatzschaltbild
c) Wodurch wird die Bandbreite begrenzt? |
Hallo,
ich habe eine Schaltung wie diese im Bild oben und habe daran die Spannungsabfälle gemessen an R2, RE und RC.
Anschließend habe ich ein Simnussignal mit 5kHz angelegt und die Amplitude so groß gemacht, dass ich auf dem Oszi ein kaum verzerrtes Ausgangssignal erhalten habe und habe mir dann die Werte der Ausgangs und Eingangsspannungen mit Teilgegenkopplung, Gegenkopplung und OHNE gegenkopllung notiert. Zudem habe ich die Grenzfrequenzen bestimmt und die Phasenverschiebung bei Teilgegenkopplung.
Allerdings macht mir das Beantworten der Fragen zu schaffen.
a) Spannungsabfall R2 ist ja noch verständlich, dort wird mein Eingangssignal angehoben, damit die evtl. sehr kleine Einggangsspannung überhaupt vom Transistor "wahrgenommen" wird, bzw. überhaupt etwas verstärkt werden kann.
Nun ist die Frage, Gegenkopplung und Teilgegenkopplung. Nehme ich nun CE weg, habe ich ja einen Gegenkopplung, was bewirkt das ?!?
verbinde ich CE mit RE2, habe ich eine teilgegenkopllung, was bewirkt das ?!? verbinde ich CE mit beiden widerständen (brücke reinmachen), habe ich KEINE gegekopllung...aber dazu müsste ich erstmal verstehen was das alles genau bezweckt ?!?
b) das berechnen der dBv und dBmv ist vorerst noch einfach, bis ich die Ergebnisse interpretieren soll...was soll ich mit den stichworten anfangen ?
c) Wodurch wird die Bandbreite denn begrenzt ?!? durch einen Kondensator ?!? die Bandbreite wird ja durch die obere und untere grenzfrequenz begrenzt, allerdings wird das ja nicht die lösung zu der frage sein ?
Ich google schon den ganzen nachmittag, kann die Fragen aber einfach nicht beantworten. Ich würde mich sehr über Hilfe freuen.
Grüße Rudi
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 10:03 Sa 18.06.2016 | | Autor: | Infinit |
Hallo Rudi,
vom Aussehen her würde ich sagen, dass es sich hier um eine Emitterschaltung mit einer gewissen Spannungsverstärkung handelt und an dieser Schaltung hast Du wohl einige Messungen durchgeführt, die uns hier aber nicht bekannt sind. Insofern kann ich nur was Generelles erst mal hier loswerden. Augenscheinlich liegt zwischen Basis und Emitter ein gleichspannungsfreies Sinussignal, das vom Transistor verstärkt werden soll. Hierzu muss dieses Wechselsignal auf einen bestimmten Gleichspannungswert gehoben werden, damit das Signal auch sauber verstärkt werden kann. Das Verhältnis von R1 zu R2 gibt diesen Gleichspannungswert vor. Das führt zu einer Änderung des Kollektorstroms im Rhythmus des Eingangssignals und und zu einem Spannungabfall an den beiden Emitterwiderständen. Wie groß diese Werte nun sind, hängt vom Arbeitspunkt der Schaltung ab (sprich, wo liegt der Gleichspannungspunkt, der durch den Spannungsteiler von R1 und R2 erzeugt wird) und natürlich auch davon, in welchem Bereich der Ausgangskennlinie man sich bewegt. Im horizontalen Bereich der Ausgangskennlinien hängt der Kollektorstrom nur von der Basis-Emitter-Spannung ab und nicht von der Kollektor-Emitter-Spannung. Die Spannungsverstärkung selbst hängt von der Steilheit der Eingangskennlinie ab. Es gibt hier also eine ganze Menge Parameter, die das Verhalten des Ausgangssignals beeinflussen. Die Berechnung ist wiederum abhängig vom gewählten Ersatzschaltbild des Transistors. Hierzu muss es irgendetwas an Infos gegeben haben, wie könnte man sonst in b) das Pegelmaß bestimmen. Sollte es sich "nur" um eine reine Berechnung aus Messwerten handeln, so kommen wir an dieser Stelle sowieso nicht weiter. Tja, und welche Erwartungen Du zu dieser Schaltung hast, das wissen wir überhaupt nicht.
Jetzt höre ich hier aber mal auf mit der Falleinteilung, die Sache wird sonst sehr unübersichtlich und ich habe so das Gefühl, dass dies mehr eine Praktikumsaufgabe als eine Rechenaufgabe ist.
Viele Grüße,
Infinit
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hallo,
vielen dank erstmal. ja das war ein laborversuch, welchen ich nun ausarbeiten will.
ich verstehe das grundprinzip der schaltung, aber was mir am meisten unklarheiten verursacht ist die gegenkopllung. was genau bewirkt diese ?
ohne zugeschalteten kondensator CE haben wir ja einen spannungsteiler und je nachdem WO ich C2 "einbauen" würde bei Rc Re1 oder sonst wo, wäre die spannungsverstärkung unterschiedlich groß.
schalte ich nun CE zwischen den beiden widerständen RE2 und RE1....fallen hochfrequente signale nicht mehr über RE2 ab, sondern über den kondensator, sprich für diese ist der widerstand kleiner als für niederfrequente, da diese den weg über RE2 nehmen...aber was genau bewirkt das ?!?
gruß rudi
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zu schwer die fragen ?!? keiner da der mir helfen kann ?!? :-/
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:02 So 19.06.2016 | | Autor: | Infinit |
Hallo Rudi,
siehe meine Antwort etwas weiter unten im Thead.
Viele Grüße,
Infinit
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 15:01 So 19.06.2016 | | Autor: | Infinit |
Hallo Rudi,
ich kome jetzt erst dazu, hier noch mal reinzuschauen. Der Grund für diese Gegenkopplung liegt in der extremen Nichtlinearität der Übertragungskennlinie . Kleine Änderungen an der BE-Spannung führen bereits zu großen Schwankungen des Kollektorstroms und damit treten bauteilebedingt Verzerrungen auf. Die Amplitude des Eingangssignals müsste verschwindend klein sein, damit solche Verzerrungen nicht auftreten. Was macht man? Man koppelt einen Teil der an den Emitterwiderständen abfallenden Spannung wieder auf den Eingang zurück, wodurch sich zwar die Verstärkung etwas reduziert, die Verstärkung selbst jedoch vom Verhältnis der Widerstände Rc zu (RE1+RE2) bestimmt wird. Damit geht in diese Verstärkung kein stromabhängiger Transistorparameter ein. Das Reinbringen von CE bewirkt, wie Du es ja selbst schon beschrieben hast, eine frequenzabhängige Gegenkopplung, man hat hier de facto einen Tiefpaß, der dazu beiträgt, den Arbeitspunkt möglichst stabil einzustellen Der Kondenstaor C2 bewirkt das Auskoppeln der Wechselspannung am Transistorausgang, der Gleichanteil wird wieder geblockt, die Rolle des Kondensators ist es, die mitverstärkte Gleichspannung wieder herauszufiltern. Das ganze Thema ist recht gut wie ich meine immer noch im Tietze-Schenk "Halbleiterschaltungstechnik" beschrieben. In meiner alten fünften Auflage von 1980 steht hierzu einiges zwischen den Seiten 38 und 48. Eine auch durchaus gute Beschreibung, nicht ganz so mathematisch, findest Du im Internet im Elektronik-Kompendium. Suche dort mal nach "Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung".
Viele Grüße,
Infinit
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