Grundlage fUr die Berechnung einer elektronischen Schaltung ist in der Regel ihr sogenanntes Ersatzschaltbild (kurz: Er satzbild), mit dem die Eigenschaften der Schaltung modellar tig nachgebildet werden. In einfachen Fallen - z. B. beim ohmschen Spannungsteiler - ist bei tie fen Frequenzen das nor male Schaltbild auch als Ersatzschaltbild verwendbar. FUr den Bereich haherer Frequenzen mUssen jedoch auch in diesem ein fachen Fall Kapazitaten und eventuell Induktivitaten hinzuge fUgt werden, urn dann auftretende "parasitare" Effekte zu er fassen. Grundsatzlich stellt ein so erweitertes…mehr
Grundlage fUr die Berechnung einer elektronischen Schaltung ist in der Regel ihr sogenanntes Ersatzschaltbild (kurz: Er satzbild), mit dem die Eigenschaften der Schaltung modellar tig nachgebildet werden. In einfachen Fallen - z. B. beim ohmschen Spannungsteiler - ist bei tie fen Frequenzen das nor male Schaltbild auch als Ersatzschaltbild verwendbar. FUr den Bereich haherer Frequenzen mUssen jedoch auch in diesem ein fachen Fall Kapazitaten und eventuell Induktivitaten hinzuge fUgt werden, urn dann auftretende "parasitare" Effekte zu er fassen. Grundsatzlich stellt ein so erweitertes Ersatzbild nur eine unvollkommene Nachbildung der wirklichen Schaltung dar und hat auch stets nur einen begrenzten GUltigkeitsbe reich. Die auf ihm basierende Rechnung kann also nur eine Na herungsrechnung sein, die natUrlich urnso genauer wird, je bes ser die Nachbildung ist. An dieser Stelle muE allerdings da vor gewarnt werden, stets eine maglichst vollkommene Nachbil dung anzustreben. Der darnitverbundene Aufwand ist normaler weise unvertretbar. Abgesehen davon bereitet die Beschaffung einzelner Parameter Schwierigkeiten. Viel wichtiger ist fUr die Schaltungspraxis die Entwicklung eines einfachen Ersatz bildes im Sinne einer ersten oder zweiten Naherung, aus dem die wesentlichen funktionalen Zusarnrnenhange klar erkennbar werden. Nach diesem Grundsatz wird bei den folgenden Rechenbeispielen verfahren, wobei zur Rechenvereinfachung haufig zwei Wege be schritten werden: 1. Lineare Widerstandsnetzwerke in Verbindung mit Quellen wer den zu einer einfachen Spannungsersatzschaltung oder Strom ersatzschaltung reduziert. 2. Bei Verstarkerschaltungen mit einer Kopplung zwischen Ein gang und Ausgang wird die Kopplung maglichst nach dem Mil ler-Theorem aufgelast.
Prof. Dr.-Ing. Erwin Böhmer lehrt am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik der Universität Gesamthochschule in Siegen.
Inhaltsangabe
Einführung.- I Widerstände und Dioden.- I. 1 Belasteter Spannungsteiler.- I. 2 Schichtwiderstand - Temperaturbeziehungen.- I. 3 Schichtwiderstand - Frequenzgang.- I. 4 Drahtwiderstand.- I. 5 Widerstandsrauschen.- I. 6 Varistor - nichtlinearer Widerstand.- I. 7 Kaltleiter - PTC-Widerstand.- I. 8 Heißleiter - I-U-Kennlinien.- I. 9 Kompensationsheißleiter.- I. 10 Heißleiter - Meßbrücke.- I. 11 Fotowiderstand.- I. 12 Feldplatte.- I. 13 Siliziumdiode - Kennlinien.- I. 14 Reihenschaltung Diode - Widerstand.- I. 15 Fotodiode - Fotoelement.- I. 16 Leuchtdioden - Antiparallelschaltung.- I. 17 Spannungsstabilisierung mit Z-Diode.- I. 18 Begrenzerschaltung mit Z-Diode.- I. 19 Begrenzerschaltungen mit vorgespannten Dioden.- II Kondensatoren und Widerstände.- II. 1 Kondensator an ohmschem Spannungsteiler.- II. 2 Kondensator mit Wechselladung.- II. 3 Impulsübertragung durch RC-Glieder.- II. 4 Einschwingvorgang am RC-Hochpaß.- II. 5 RC - Spannungsteiler.- II. 6 Tastteiler zum Oszilloskop.- II. 7 Dreigliedriger RC-Tiefpaß.- II. 8 Dreigliedriger RC-Hochpaß.- II. 9 Wien - Brückenschaltung.- II. 10 Doppel - T - Filter.- II. 11 Kondensatoraufladung mit rampenförmiger Spannung.- II. 12 Kondensatoraufladung mit Wechsel Spannung.- II. 13 Einweggleichrichter mit Ladekondensator.- II. 14 Lineare und quadratische Gleichrichtung.- II. 15 Parallelgleichrichterschaltungen.- III Spulen, Schwingkreise und Übertrager.- III. 1 NF - Eisendrosselspule.- III. 2 LC - Siebschaltung.- III. 3 Spule mit Ferritschalenkern.- III. 4 Spule mit Gleichstromvormagnetisierung.- III. 5 Spule mit hoher Güte.- III. 6 Parallelschwingkreis.- III. 7 Spannungsteiler mit Parallelschwingkreis.- III. 8 Schaltvorgänge am Parallelschwingkreis.- III. 9 Parallelschwingkreis alsResonanzübertrager.- III. 10 Breitband - Anpassungsübertrager.- III. 11 Impulsübertrager.- IV Feldeffekttransistoren.- IV. 1 JFET - Kennlinien in 2-Parameterdarstellung.- IV. 2 JFET als spannungsgesteuerter Stromsteller.- IV. 3 JFET als spannungsgesteuerter Widerstand.- IV. 4 Wechselspannungsteiler mit JFET.- IV. 5 JFET - Kennlinien in 3-Parameterdarstellung.- IV. 6 Konstantstromschaltung mit JFET.- IV. 7 JFET als Kleinsignalverstärker.- IV. 8 Sourceschaltung - Analyse der Parameterstreuung.- IV. 9 Sourceschaltung - Frequenzganganalyse.- IV. 10 Mehrstufiger Verstärker in Sourceschaltung.- IV. 11 Drainschaltungen (Sourcefolger).- IV. 12 Gateschaltung.- IV. 13 Gegentaktschaltung.- IV. 14 MOSFETs - Kennlinien und Ersatzschaltbild.- IV. 15 MOSFETs als Umkehrverstärker.- IV. 16 MOSFET als Schalter.- V Bipolare Transistoren.- V. 1 Emitterschaltung - Großsignalverhalten.- V. 2 Transistor mit Widerstandssteuerung.- V. 3 Transistor als Schalter.- V. 4 Emitterschaltung als einfacher Kleinsignalverstärker.- V. 5 Emitterschaltung mit Parallelgegenkopplung.- V. 6 Gegenkopplung und Klirrdämpfung.- V. 7 Emitterschaltung mit Emitterwiderstand.- V. 8 Emitterschaltung mit Emitterwiderstand als Stromquelle.- V. 9 Emitterfolger (Kollektorschaltung).- V. 10 Bootstrap - Schaltungen.- V. 11 Emitterschaltung mit überbrücktem Emitterwiderstand.- V. 12 Emitterschaltung mit unterteiltem Emitterwiderstand.- V. 13 NF - Verstärker mit starker Gleichstromgegenkopplung.- V. 14 NF - Verstärker mit Wechselspannungsgegenkopplung I.- V. 15 NF - Verstärker mit Wechselspannungsgegenkopplung II.- V. 16 Dreistufiger Breitbandverstärker.- V. 17 Schmalbandverstärker.- VI Operationsverstärker.- VI. 1 Nichtinvertierender Verstärker.- VI. 2 Invertierender Verstärker.- VI.3 Brückenverstärker.- VI. 4 Aktive Brückenschaltung.- VI. 5 Umschaltbarer Spannungsverstärker.- VI. 6 Frequenzgang und Stabilität.- VI. 7 Wechselspannungsverstärker.- VI. 8 Aktive RC - Filter.- VI. 9 Empfindlicher Strom-Spannungs-Wandler.- VI. 10 Spannungs-Strom-Wandler für erdfreie Last.- VI. 11 Spannungs-Strom-Wandler für geerdete Last.- VI. 12 Spannungs-Strom-Wandler für große Ströme.- Anhang A Milier-Theorem.- Anhang B Blockbild-Darstellung.- Anhang C BASIC-Programme.- Sachwortverzeichnis.
Einführung.- I Widerstände und Dioden.- I. 1 Belasteter Spannungsteiler.- I. 2 Schichtwiderstand - Temperaturbeziehungen.- I. 3 Schichtwiderstand - Frequenzgang.- I. 4 Drahtwiderstand.- I. 5 Widerstandsrauschen.- I. 6 Varistor - nichtlinearer Widerstand.- I. 7 Kaltleiter - PTC-Widerstand.- I. 8 Heißleiter - I-U-Kennlinien.- I. 9 Kompensationsheißleiter.- I. 10 Heißleiter - Meßbrücke.- I. 11 Fotowiderstand.- I. 12 Feldplatte.- I. 13 Siliziumdiode - Kennlinien.- I. 14 Reihenschaltung Diode - Widerstand.- I. 15 Fotodiode - Fotoelement.- I. 16 Leuchtdioden - Antiparallelschaltung.- I. 17 Spannungsstabilisierung mit Z-Diode.- I. 18 Begrenzerschaltung mit Z-Diode.- I. 19 Begrenzerschaltungen mit vorgespannten Dioden.- II Kondensatoren und Widerstände.- II. 1 Kondensator an ohmschem Spannungsteiler.- II. 2 Kondensator mit Wechselladung.- II. 3 Impulsübertragung durch RC-Glieder.- II. 4 Einschwingvorgang am RC-Hochpaß.- II. 5 RC - Spannungsteiler.- II. 6 Tastteiler zum Oszilloskop.- II. 7 Dreigliedriger RC-Tiefpaß.- II. 8 Dreigliedriger RC-Hochpaß.- II. 9 Wien - Brückenschaltung.- II. 10 Doppel - T - Filter.- II. 11 Kondensatoraufladung mit rampenförmiger Spannung.- II. 12 Kondensatoraufladung mit Wechsel Spannung.- II. 13 Einweggleichrichter mit Ladekondensator.- II. 14 Lineare und quadratische Gleichrichtung.- II. 15 Parallelgleichrichterschaltungen.- III Spulen, Schwingkreise und Übertrager.- III. 1 NF - Eisendrosselspule.- III. 2 LC - Siebschaltung.- III. 3 Spule mit Ferritschalenkern.- III. 4 Spule mit Gleichstromvormagnetisierung.- III. 5 Spule mit hoher Güte.- III. 6 Parallelschwingkreis.- III. 7 Spannungsteiler mit Parallelschwingkreis.- III. 8 Schaltvorgänge am Parallelschwingkreis.- III. 9 Parallelschwingkreis alsResonanzübertrager.- III. 10 Breitband - Anpassungsübertrager.- III. 11 Impulsübertrager.- IV Feldeffekttransistoren.- IV. 1 JFET - Kennlinien in 2-Parameterdarstellung.- IV. 2 JFET als spannungsgesteuerter Stromsteller.- IV. 3 JFET als spannungsgesteuerter Widerstand.- IV. 4 Wechselspannungsteiler mit JFET.- IV. 5 JFET - Kennlinien in 3-Parameterdarstellung.- IV. 6 Konstantstromschaltung mit JFET.- IV. 7 JFET als Kleinsignalverstärker.- IV. 8 Sourceschaltung - Analyse der Parameterstreuung.- IV. 9 Sourceschaltung - Frequenzganganalyse.- IV. 10 Mehrstufiger Verstärker in Sourceschaltung.- IV. 11 Drainschaltungen (Sourcefolger).- IV. 12 Gateschaltung.- IV. 13 Gegentaktschaltung.- IV. 14 MOSFETs - Kennlinien und Ersatzschaltbild.- IV. 15 MOSFETs als Umkehrverstärker.- IV. 16 MOSFET als Schalter.- V Bipolare Transistoren.- V. 1 Emitterschaltung - Großsignalverhalten.- V. 2 Transistor mit Widerstandssteuerung.- V. 3 Transistor als Schalter.- V. 4 Emitterschaltung als einfacher Kleinsignalverstärker.- V. 5 Emitterschaltung mit Parallelgegenkopplung.- V. 6 Gegenkopplung und Klirrdämpfung.- V. 7 Emitterschaltung mit Emitterwiderstand.- V. 8 Emitterschaltung mit Emitterwiderstand als Stromquelle.- V. 9 Emitterfolger (Kollektorschaltung).- V. 10 Bootstrap - Schaltungen.- V. 11 Emitterschaltung mit überbrücktem Emitterwiderstand.- V. 12 Emitterschaltung mit unterteiltem Emitterwiderstand.- V. 13 NF - Verstärker mit starker Gleichstromgegenkopplung.- V. 14 NF - Verstärker mit Wechselspannungsgegenkopplung I.- V. 15 NF - Verstärker mit Wechselspannungsgegenkopplung II.- V. 16 Dreistufiger Breitbandverstärker.- V. 17 Schmalbandverstärker.- VI Operationsverstärker.- VI. 1 Nichtinvertierender Verstärker.- VI. 2 Invertierender Verstärker.- VI.3 Brückenverstärker.- VI. 4 Aktive Brückenschaltung.- VI. 5 Umschaltbarer Spannungsverstärker.- VI. 6 Frequenzgang und Stabilität.- VI. 7 Wechselspannungsverstärker.- VI. 8 Aktive RC - Filter.- VI. 9 Empfindlicher Strom-Spannungs-Wandler.- VI. 10 Spannungs-Strom-Wandler für erdfreie Last.- VI. 11 Spannungs-Strom-Wandler für geerdete Last.- VI. 12 Spannungs-Strom-Wandler für große Ströme.- Anhang A Milier-Theorem.- Anhang B Blockbild-Darstellung.- Anhang C BASIC-Programme.- Sachwortverzeichnis.
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