Transistor - Signale verstärken

[Pitt1986]

hi,

ich kapier des mit den transistoren irgendwie net so ganz. ich hab es zwar schon geschafft signale zu verstärken, aber ich komm da net so richtig dahinter.

des problem is halt des feintuning, damit alles richtig funktioniert bei allen temperaturen, streuung, gegenkopplung und und und. ich nimm manche sachen einfach net auf die leichte schulter und mach net halbe sachen. deswegen bin ich da ein bisschen penibel.

am emitter soll man ja nen widerstand einsetzen um eine gegenkopplung zu erhalten, aber wie groß soll der widerstand sein, damit die gegenkopplung net zu groß wird und damit, die verstärkung zu klein wird? und ich geb mich auch net damit zufrieden wenn mir jemand sagt, ach ja nimm einfach nen widerstand der so gross is dass an dem 1 V abfällt, weil da weiss ich immer noch nicht warum des so is und ob des so gut is, ansonsten könnt ich ja irgend ne verstärkerstufe ausm internet nehmen, aber des will ich nicht weil ich bis jetzt immer alles selber gemacht hab.

und dann des mit den kondensatoren zum entkoppeln, da brauch ich ja den eingangswiderstand vom transistor. da blick ich auch net so richtig durch. und des mit der schei.. grenzfrequenz.

es ist ja net so dass ich mich 3 oder 5 tage mit dem thema jetzt beschäftige, des sind jetzt fast 4 wochen und ich bin immer noch nicht so richtig weiter und es ist halt ziemlich frustrierend und ich hab ja auch nicht alle zeit der welt ich hab ja auch noch andere sachen zum tun.

könnt mir da vielleicht jemand weiterhelfen, der aber vielleicht doch schon weiter ist als ich und net jemand der davon wahrscheinlich weniger versteht wie ich und einfach nur seinen senf dazu gibt.

und des mit den elektronik-hilfe-seiten. des is auch son super witz. also entweder wird da absolut net auf des thema richtig eingegangen und nix erklärt oder es sind solche seiten dass man da erst ein diplom ingeneur in elektrotechnik mit 10 jahren erfahrung sein muss damit man da was versteht.



wäre sehr dankbar für leute die sich bereit erklären mir zu helfen und es mir richtig erklären.
ich wäre auch gerne bereit nach absprache und wenn es per email und intensiver als hier so im forum geht auch dafür zu bezahlen. würde es dann auch von mir aus hier ins forum stellen, damit sich net andere neulinge in der elektronik net so rumschlagen müssen wie ich, wenn se was mit transistoren machen wollen, und es vielleicht hier richtig umfassend nachlesen können.

mfg
pitt

[Babbage]

Könntest Du die Frage etwas präziser stellen und Dich dann weiter nach vorne diskutieren. Was Du hier willst is ne Schulung.

Ich hab mich auch mit T's beschäftigt und mich entschlossen die Dingen zu meiden. (außer zum Schalten)

Wie wärs mit nem OP?

Babbage

[shaun]

@babbage: Die Erkenntnis passt, die Lösung ist leider keine. Transistoren und ihr Verständnis haben durchaus ihre Berechtigung.

@pitt: Was Babbage bzgl Schulung sagt stimmt leider. Auf welcher Ebene möchtest Du denn mit Transistoren arbeiten? Klassisch mit Kennlinienfeld, oder analytisch mit Vierpolparametern? Ein gewisses Grundverständnis der vier Widerstände und ihrer Aufgaben in der Emitterstufe könnte da schon helfen. Nur mal als Denkanstoß: wozu ist denn Re da? 1. Temperaturstabilisierung 2. Verstärkungseinstellung zusammen mit Rc und dem Lastwiderstand. Die Werte beider bedingen sich gegenseitig und Du musst die Impedanz Deiner Last, die Versorgungsspannung, den gewünschten Kollektorstrom und den Temperaturbereich, in dem Deine Schaltung arbeiten soll mit einbeziehen.

[Pitt1986]

hi,

ne des mit den op's da hab ich wieder schlechte erfahrungen, aber da hab ich auch so nix gelesen drüber, ich glaub des würd ich mit dene schon hinkriegen, wenn ich was über die lese würd.
aber die schaltung muss auf kleinstem raum sein und so ein op im 8dip gehäuse verbraucht schon zuviel platz.
und wenn ich mir was in kopf setz dann will ich des auch so machen und ich bin froh drum dass ich so bin ansonsten wüsst ich wahrscheinlich bis heut noch net mal, was ein microcontroller genau ist.

aber jetzt zu den fragen die ich präziser stellen soll.

1. der widerstand am emitter der zu gegenkopplung da ist. wie groß soll der sein und warum hat er dann die bestimmte größe. ich muss halt wissen in wie fern sich des auswirkt wenn ich den widerstand am emitter um 10% oder so vergrößer oder verkleiner.

ja und dann is des auch noch alles so ungenau.
ich mess am emitter einen konstanten strom von 0,006mA und am kollektor einen strom vom 3,85mA der aber immer weiter ansteigt. des kommt aber von der erwärmung. also hab ich nen verstärkungsfaktor vom ca. 641, aber kann den auch net richtig bestimmen da sich ja der kollektorstrom immer ändert. ich hab bis jetzt noch keinen emitterwiderstand dran, also müsste der widerstand am kollektor sein: 5/0,00385 = 1298, aber der widerstand ist nur 1190 gross. ich glaub des liegt halt daran dass der transistor an der CE-Strecke auch nen widerstand hat. des müsste ich halt alles wissen um eine recht genaue berechnung zu machen und es damit richtig einzustellen.

ich hab da auch noch sowas gesehen: x = y || z was heissen die beiden striche? kann es vielleicht sein dass es die teil menge von y und z ist?

mfg
pitt

[dennisstrehl]

"x = y || z"

|| kenn ich aus Java als logisches Oder.
Bei boolschen Variablen sollte klar sein was das macht.
Beim Rechnen mit binären Zahlen sind im Ergebnis alle Bits gesetzt, die in einem oder in beiden Ausgangsregistern gesetzt sind.

Da es hier aber gerade um Transistoren ging, denke ich mal dass das ne andere Bedeutung hat.

MfG

[Pitt1986]

Klassisch mit Kennlinienfeld, oder analytisch mit Vierpolparametern?
keine ahnung. wie is des mit den vierpolparametern?


Ein gewisses Grundverständnis der vier Widerstände und ihrer Aufgaben in der Emitterstufe könnte da schon helfen. Nur mal als Denkanstoß: wozu ist denn Re da? 1. Temperaturstabilisierung 2. Verstärkungseinstellung zusammen mit Rc und dem Lastwiderstand.
ja des mit dem denkanstoss könnt schon stimmen. es ist ja nicht so dass ich des net selber machen will oder sowas nicht ohne hilfe machen will, aber manachmal sieht man den wald vor lauter bäumen nicht mehr und is vielleicht irgendwie voll verwirrt, vorallem wenn man halt mit elektronik bis vor nem monat net viel am hut gehabt hat und schon gar net mit irgendwelchen berechnungen.

bei meinem voringen post hab ich geschrieben dass ich da ein anderen wert vom widerstand am kollektor rauskrieg. des wäre vielleicht die antwort darauf: der lastwiderstand, wie gesagt vielleicht
aber wie berechne ich den lastwiderstand?


Die Werte beider bedingen sich gegenseitig und Du musst die Impedanz Deiner Last, die Versorgungsspannung, den gewünschten Kollektorstrom und den Temperaturbereich, in dem Deine Schaltung arbeiten soll mit einbeziehen.
die impendanz meiner last, was is des dann jetzt?

mfg[/quote]

[Pitt1986]

@dennisstrehl: ja des kenn ich auch von c und perl, aber wie du schon gesagt hab ich des auch nicht so geglaubt das es die gleich bedeutung hätte.

hab jetzt aber rausgefunden dass es heisst: || ist parallel zu
aber irgendwas ausrechnen kann ich immer noch nicht wenn des zeichen da ist.

[Babbage]

x = y || z ???

Ich glaube ich habe diese Notation mal im Zusammenhang mit der Wechselstromtechnik gesehen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Blindwiderstand


Allerdings sieht die Formel ehr so aus: Z= R||X

Wobei Z dem Schein-, R dem Ohmschen und X dem Blindwiderstand entspricht.
Mit Blindwiderstand kann ein idealer Kondensator oder eine Spule gemeint sein.

Berechnung: Z= Wurzel( R*R + X*X )

Das geht dann aber heftig in die Tiefe mit Komplexer Rechnung und so


Babbage

[Babbage]

Könntest Du mal eine Schaltung angeben von der du sprichst.
Ohne Schaltung müssen wir nämlich raten über was Du sprichst.

z.B. so was:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Common_Emitter_amplifier.png

Kollektorstrom: 0,006mA Emitterstrom:3,85mA ??
"Normalerweise" sind Kollektor und Emitterstrom fast identisch (abzüglich des Basisstroms der fast immer viel kleiner ist).
Oder misst Du mit Wechselstromeinstellung (der sollte man sowieso nicht trauen, ist mehr ein Schuß ins Blaue)

verstärkungsfaktor ca. 641: Wir sind hier in der Wechselstromtechnik, da kann man den Verstärkungsfaktor meist nicht ganz so leicht errechnen.

[Pitt1986]

ja des is ein schreibfehler.
an der basis: 0,006mA
am kollektor 3,85mA

also meine schaltung sieht so aus:
bis jetzt sind noch keine kondensatoren eingebaut, weil ich noch nicht soweit mit dem berechnen bin.

[Babbage]

OK als erstes: was Du da gemessen hast ist warscheinlich die Gleichstromverstärkung.
Die hat erst mal nicht so viel mit der Signalverstärkung zu tun.

Ich nehme mal an, Du hast den Spannungsteiler am Eingang so ausgelegt, das der T im Arbeitspunkt liegt.
D.h. wenn der T schon voll ausgesteuert ist, weil z.B. schon mehr Strom in die Basis fließen als benötigt, dann nützt Dir dein Eingangssignal wenig. Wenn dieses um 0,2 V schwangt dann isser eben schon voll durchgesteuert und nix ändert sich am Ausgang. In diesem Fall wird der Kollektorstom nur von R3 begrenzt.

Weiterhin, das Eingangssignal liegt an einer ungünstigen Stelle. Denn der Spannungsteiler R1/R2 dämpft dies.
Deshalb wird normalerweise der Kondensator verwendet. (siehe mein Link auf Wikipedia)

Also was für ein Signal willst Du verstärken? (Spannung , Frequenz)Ist das am Ende eine Gleichspannung?
Was hast Du als Last, ein Ossi oder ein Lautsprecher..?

Babbage

[Pitt1986]

OK als erstes: was Du da gemessen hast ist warscheinlich die Gleichstromverstärkung.
ja also ich hab des halt in der ruhestellung gemessen, also dann schätz ich mal dass es die gleichstromverstärkung ist.


Die hat erst mal nicht so viel mit der Signalverstärkung zu tun. Warum hat die Gleichstromverstärkung nichts mit der Signalverstärkung zu tun. wenn ich an der basis 0,006mA hab und wenn kein signal da ist dann mess ich 3,85mA am kollektor. somit hab ich eine verstärkung von ca. 640. wenn jetzt doch das signal an der basis um 0,001mA schwankt also auf 0,005mA und 0,007mA hab ich doch am kollektor einen strom von 3,2mA und 4,48mA bei einer versträkung von 640.
Also wieso hat die geichstromverstärkung nichts mit der signalversträkung zu tun?



Weiterhin, das Eingangssignal liegt an einer ungünstigen Stelle. Denn der Spannungsteiler R1/R2 dämpft dies.
Deshalb wird normalerweise der Kondensator verwendet. (siehe mein Link auf Wikipedia)
ja ich weiss aber mein mikro hat einen innenwiderstand von ca 600 ohm und wenn ich da kein widerstand davor tu würde das mikro 2mA strom durchlassen. das ist natürlich zuviel stromverbrauch, deswegen is der hinterm dem spannungsteiler angebracht.
kann ich des problem dann lösen indem ich so kein kondensator zwischen mikro und basis häng damit??


Also was für ein Signal willst Du verstärken? (Spannung , Frequenz)Ist das am Ende eine Gleichspannung?
also es soll einfach aus einem mikrofonsignal ein tll-pegel gemacht werden.


Was hast Du als Last, ein Ossi oder ein Lautsprecher..?
also bis jetzt hab ich ein oszilloskop als last.

mfg
pitt

[shaun]

Die Wechelspannungsverstärkung, die letztlich interessiert, wird durch den Transistor und seine Beschaltung festgelegt. Du hast die Gleichstromverstärkung gemessen, das ist eine charakteristische Größe des Transistors, die nur begrenzt (u.a. durch Ic) beeinflussbar ist. Die Wechselspannungsverstärkung kannst Du abschätzen, indem Du mal anhand der Eingangskennlinie (Ib=f(Ube)) und der Stromsteuerkennlinie (Ic=f(Ib)) ermittelst, wie stark sich Dein Kollektorstrom um den Arbeitspunkt ändert(!) wenn sich die Basisspannung um die Eingangswechselspannung (Spitze-Spitze) ändert(!) - hier zählen nur die Änderungen. Die Ausgangsspannung ist dann Kollektorstromänderung mal Lastwiderstand, und der ist für Wechselstrom durch die Parallelschaltung der Lastimpedanz mit dem Kollektorwiderstand definiert. Unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm
findest Du übrigens die Kennlinienfelder haarklein vorgekaut.
Dass Du einen Kondensator am Eingang benötigst ist selbstverständlich und hat nichts mit Transistoren zu tun. Du hast eine Schaltung, an deren Eingang eine Gleichspannung anliegt, die den Arbeitspunkt bestimmt und daher nicht verändert werden soll, also musst Du die Quelle an den Eingang derartig ankoppeln, dass kein Gleichstrom fliessen kann, und dazu nimmt man Kondensatoren. Nun wirst Du fragen, wie groß der denn sein muss. Nun ja - so groß, dass bei gegebener Eingangsimpedanz Deiner Schaltung die tiefste zu übertragende Frequenz nur so stark abgeschwächt wird, wie Du es zulassen willst. Die Eingangsimpedanz ist dabei die (wechselstrommäßige) Parallelschaltung der beiden Widerstand des Basisspannungsteilers und dem differenziellen Eingangswiderstand der Transistorstufe (den kennst Du schon: dUbe/dIb im Aussteuerbereich!), wobei letzterem wenn vorhanden noch der Emitterwiderstand in Reihe geschaltet ist, also hinzuaddiert werden muss. Ist der Emitterwiderstand mit einem C überbrückt, dient er also nur der Arbeitspunktstabilisierung und bewirkt keine Wechselstrom-Gegenkopplung, darfst Du ihn nicht in Reihe schalten. Da bei Deiner Anwendung die absolute Verstärkung eigentlich egal ist und sie nur hoch sein muss, kannst Du auf eine Wechselstromgegenkopplung wohl verzichten. Wenn am Ausgang wirklich ansatzweise ein TTL-Signal herauskommen soll, solltest Du aber noch einen Schmitt-Trigger nachschalten, der besteht auch nur aus zwei Transistoren und vielleicht erklärt ihn ja jemand, ich habe auf jeden Fall im Moment keine Lust dazu, weil Dein Problem supereinfach mit einem hochverstärkenden OP zu lösen wäre; Deine schlechten Erfahrungen haben sicher nicht persönlich mit dem OP zu tun. Und gewöhn' Dir bitte mal eine Sprache an, die aus Elementen der deutschen besteht. Die ständige Verwendung halbfertig geschriebener Wörter mit häufig falscher Vokalwahl nervt beim Lesen kolossal.

[PeterPan]

Hallo,
da dies mein erstes Posting in diesem Forum ist möchte ich mich kurz vorstellen damit Ihr wißt mit wem Ihr es zu tun habt. Mein erlernter Beruf ist Kommunikationselektroniker und meine derzeitige berufliche Aufgabe ist die Vorbereitung von Elektrofachkräften auf ihre Meisterprüfung.
Daher weiß ich das viele Leute wesentlich läger als vier Wochen benötigen um Transistoren und ihre Funktion zu verstehen.

@Pitt1986
Eine sinnvolle Antwort kann ich Dir nur geben wenn ich etwas über Deine Vorkenntnisse weiß.
Kennst Du die folgenden Gesetze?

Ohmsches Gesetz : U=R*I
1. Kirchhoff'sches Gesetz : Summe I=0
2. Kirchhoff'sches Gesetz : Summe U=0

Verstehst Du die folgenden Begriffe?
Quellenstrom
Quellenspannung
Innenwiderstand

Diese grundlegenden Begriffe sind unverzichtbar wen Du die Funktion von Transistoren verstehen willst.
Und wenn ich Deine Frage richtig verstehe möchtest Du die Schaltung nicht nur funktionierend aufbauen, sondern auch verstehen wie die einzelnen Teile zusammenwirken.

Also bis bald,
Peter Pan

[Pitt1986]

hi,

also die formeln und gesetze kenn ich und kann auch mit dene soweit umgehen und den begriff innenwiderstand kenn ich auch. aber des mit quellenspannung und -strom hab ich noch net gehört. aber wenn sich diese begriffe einfach auf die spannung und den strom beziehen weiss ich was gemeint ist.


Und wenn ich Deine Frage richtig verstehe möchtest Du die Schaltung nicht nur funktionierend aufbauen, sondern auch verstehen wie die einzelnen Teile zusammenwirken.
ja genau ich will auch wissen was die widerstände, kondensatoren usw. bewirken, obwohl ich des mittlerweile solangsam fast alles verstehe.

aber ich kann den kondensator (c1) für das eingangssignal noch nicht berechnen.

soweit ich weiss ergibt der kondensator c1 mit der eingangsimpendanz einen hochpass und somit kommen nur die signale durch die ÜBER der grenzfrequenz liegen.
und da gibts ja die formel: c1=1/(2*pi*f*r)
ja und jetzt häng ich bei der berechnung des widerstands den ich in der formel einsetzen muss.
ich weiss halt nicht ob des richtig ist wie ich den berechne.
also ich nehm die zwei widerstände für den spannungsteiler und dann den eingangswiderstand des transistors (rbe=ube/ib). einen emitterwiderstand gibts bei meiner schaltung nicht, weil ich mich entschieden hab es ohne stromgegenkopplung zu machen, weil ich schon eine spannungsgegenkopplung hab. aber den emitterwiderstand mach ich später vielleicht auch noch rein.

hab da jetzt halt noch so ne formel gefunden um die eingangsimpendanz zu berechnen, weiss halt aber net ob die formel richtig ist.
r=r1||r2||(rbe + ß * re)
weiter ausgeschrieben:
r=1/((1/r1)+(1/r2)+(1/rbe + ß * re))

r1=43000
r2=7700
ib=0,013mA
ube=0,68V
ß=500
re=nicht vorhanden

also kommt bei mir die eingangsimpendanz von: 5811 ohm
bei einer grenzfrequenz vom 2kHz müsste der kondensator einen wert von: 0,0000000136 F -> 13,69 nF haben.

stimmt meine berechnung vom c1 oder ist die formel falsch oder mach ich was falsch?

mfg
pitt

[shaun]

Bei hinreichend niedrigen Frequenzen sieht das ganz richtig aus, bei höheren dürftest Du allerdings nicht mehr davon ausgehen, dass Re um die Leerlaufverstärkung erhöht eingeht, aber hier liegen ja nun weder hohe Frequenzen noch ein Re vor, also stimmt das so. Warum Du R1 und R2 parallel geschaltet betrachten musst hast Du soweit verstanden?
Aus Deiner Beschreibung klingt so eine ideale Sichtweise dieses Hochpasses, dem ist natürlich nicht so. Du hast mit Deinen omega=1/RC die 3dB-Grenzfrequenz berechnet, also den Punkt, wo das Signal gerade um 3dB gedämpft wird. Darunter fällt das Signal dann mit 6dB/Oktave bzw 20dB/Dekade, heisst: wenn Du bei 2kHz -3dB hast, hat es sich bei 1kHz halbiert (-9dB) usw. Wenn Du besser abtrennen willst oder musst, brauchst Du mehrere Filterstufen, idealerweise also ein aktives Filter.

[PeterPan]

Hallo

also die Gleichungen stimmen, allerdings fehlt hier eine Klammer:
r=1/((1/r1)+(1/r2)+(1/(rbe + ß * re)))
Diese Gleichung gilt für eine Emitterschaltung mit nicht überbrückter Stromgegenkopplung.

Du schreibst von einer Spannungsgegenkopplung. Dann müßte deine Schaltung etwa so aussehen:
http://www.bild-hoster.de/images/peterpan/spggegenkopplung.jpg
Wenn das der Fall ist gilt die oben genannte Gleichung nicht.

Bis bald
Peter Pan

[Pitt1986]

hi,

ja genauso ist meine schaltung aufgebaut und jetzt fehlen halt noch die kondensatoren c1 und c2.
wo finden man diese ganzen gleichungen. da hab ich schon ziemlich viel gesucht aber nichts gefunden und um selber so eine gleichung zam zustellen versteh ich noch nicht so ganz wie des so mit den kondensatoren und widerständen zusammenhängt.

mfg pitt

[shaun]

Das war ja meine Frage: verstehst Du, warum R1//R2? Dazu wäre es hilfreich, sich mal mit Kleinsignal-Ersatzschaltbildern (ESB) zu beschäftigen, dort nimmt man nämlicht an, dass der statische Arbeitspunkt eingestellt ist und nur noch kleine Signaländerungen beinahe linear verarbeitet werden. Und für Wechselspannungen sollte die Versorgung ein Kurzschluss sein, daher werden die Widerstände des Basisspannungsteilers parallel betrachtet. Das ist bewusst keine umfassende Erklärung, sondern nur mal ein kleines Mosaiksteinchen. Desweiteren taucht im ESB dann der differenzielle Basis-Emitter-Widerstand rBE auf; der durch ihn fliessende Strom steuert dann eine Stromquelle, die den Kollektorstrom bereit stellt. Das alles hier in Worte zu fassen ist etwas zu aufwändig, dazu gibt es Lehrbücher, Skripte von Halbleiterschaltungstechnik-Vorlesungen diverser Unis/FHs, im Tietze/Schenk wird es auch grob abgegrast. Zum Verständnis des Wechselstrom-Eingangswiderstandes Deiner Schaltung kann man Kunstgriffe im Kennlinienfeld anstellen, oder man kann in die Halbleiterphysik abgleiten und sagen, rBE ist der Quotient aus Temperaturspannung mal statischer Stromverstärkung und dem Kollektorstrom. Für letzteren wird der statische Fall angenommen, da er sich im Kleinsignalfall ja nur wenig ändern darf. Temperaturspannung ist Boltzmann-Konstante mal Temperatur durch Elementarladung - das kannst Du dann einsetzen, aber ob es zum Verständnis beiträgt - ???
Die Temperaturspannung ist bei "Raumtemperatur" ca 25mV, bei einem typischen beta von 250 und einem Kollektorstrom von 3mA wären das also 2083 Ohm.
Zu Deiner Berechnung sei noch gesagt: die erste Formel stimmt, der zweiten fehlt wie PeterPan schon schrieb ein Klammernpaar. Aber Deine eingesetzten Werte stimmen nicht - was Du eingesetzt hast ist UBE, nicht uBE - also die anliegende B-E-Spannung, nicht die Änderung, die das Signal verursacht. Wo Du den Strom her hast, weiss ich nicht, aber vermutlich ist das der Strom, den Dein Basisspannungsteiler fliessen lässt, also wieder IB und nicht iB. Grosse Buchstaben stehen idR für Gleichgrößen, kleine für Wechselgrößen.

[PeterPan]

Hallo

ich habe Deine Schaltung mal in eine Ersatzschaltung für Wechselspannung umgesetzt. Der Teil im gestrichelten Kasten ist das vereinfachte ESB des Transistors von dem shaun gesprochen hat.
Die Widerstände R2 und rbe liegen paralell, ebenso die Widerstände Rc und rce die über R1 paralell zu R2 und rbe liegen. Deine Gleichung müßte also lauten:

Re = R2 ll rbe ll (R1 + (Rc ll rce))

Die Werte für rbe und rce sind einem Datenblatt zu entnehmen.

Bis bald,
Peter

[shaun]

Schönes Bild :) Ich hatte die Grafik von Pitt noch gar nicht gesehen, da ist ja jetzt ne Spannungs-GK drin. Naja egal. rBE kann man auch berechnen ;) Im Datenblatt wird aber kaum direkt der rBE stehen, eher noch die Vierpolparameter, dort käme h11 dem dann am nächsten. rBE ist IMHO mit ausgangsseitigem Leerlauf, h11 mit Kurzschluss definiert, da müsste ich aber selbst langsam die Bücher rauskramen, weil der tägliche Bedarf an derartigen Schaltungen einfach nicht mehr gegeben ist.
Speziell @Pitt: so langsam dürfte dieser Thread zeigen, dass es sehr, sehr viel zu verstehen gibt, wenn man so eine Schaltung vollständig durchblicken will. Dein Wille ehrt Dich und vieles vom Gesagten ist auch notwendig, wenn man nicht allzu blind herumexperimentieren möchte, andere Dinge sind aber eher akademischer Natur. Bei vielen Schaltungen reicht es meistens, ein Grundverständnis zu haben und mit den Formeln aus der Literatur umgehen zu können. Dazu zählt natürlich schon, die richtigen Widerstände parallel zu schalten, wenn man auf den Eingangswiderstand kommen will und nicht bloß die bequemsten zu nehmen ;)

[Babbage]

Super gemacht PeterPan, jetzt hab ich wieder wochenlang Alpträume.
Ein Wechselspannungsersatzschaltbild hab ich seit Jahren nicht mehr angesehen.

[Millenniumpilot]

Hallo,

mir geht es sogar noch schlimmer. Ich merke, was ich den vielen Jahren Nichtbeschäftigung mit dem Thema alles wieder vergessen habe. Oft kann ich noch wenigstens sagen: "kommt mir bekannt vor. Da war mal was". Oft muß ich aber auch zugeben und sagen: "was denn, das hatte Ich mal gewust?!

Gruß Dirk

[donny]

http://www.nano.physik.uni-muenchen.de/elektronik/nav/komplett.html


Stromgegenkopplung ist am besten denke ich...
wenn du wechsespannung verstärken
willst einfach UCE halbe Arbeitsspannung einstellen die basisspannung muss um 0.6 v höher sein
wegen der basis emitter
diode der rest ist ohmsches gesetzt.

[PeterPan]

Hallo,

@Babbage
Wieso Alpträume?
Ein ESB ist eine sehr feine Sache. Der Blindwiderstand der Kondensatoren ist klein gegenüber den ohmschen Widerständen, kann also vernachlässigt werden. Der Innenwiderstand der Stromquelle ist unendlich groß. Also bleiben nur noch die fünf Widerstände.

Bis bald,
Peter

[Babbage]

Aaaahhhhhhhh nicht noch mehr

[shaun]

Doch, mehr bitte :)

[Pitt1986]

also kappiert hab ich des zwar immer noch nicht so ganz, aber ich werde mich heut und morgen nochmal durch tausende internetseiten durchlesen und dann meld ich mich wieder wenn noch was offen stehen sollte, was sicherlich der fall sein wird.

mfg pitt

[Pitt1986]

hi,

ich hab jetzt so ein bisschen rumgelesen und bin eigentlich net so weiter, aber ich hab da jetzt noch ne frage. und zwar, kann mir einer sagen warum die widerstände r1 und r2 als parallel angesehen werden.
welche widerstände brauch ich in so einer gleichung damit ich den c1 berechnen kann und warum brauch ich diese widerstände.

ich mein wenn ich z.B. nen kollektorstrom von 2,5mA und ne spannung von 3V haben will weiss ich mittlerweile wie ich alle widerstände berechnen muss weil ich mir des halt jetzt alles im kopf vorstellen kann, ja weil ich halt jetzt weiss wie des funktioniert.
und jetzt müsst ich halt wissen welche widerstände für die gleichung benötigt werden, damit ich mir im kopf die gleichung zamstellen kann.
wenn ich nur die gleichung für den kondensator hab der das signal einkoppelt, ja gut dann kann ich des berechnen, aber ich muss des halt kapiern damit ich dann auch berechnen kann welche widerstände zur berechnung nötig sind für den kondensator der den emitterwiderstand überbrückt wenn ich da einen einbaue.


mfg pitt

[PeterPan]

Moin Pitt,

da hast Du ja eine heftige Nachtschicht hinter Dir.
Du erinnerst Dich das ich am Anfang gefragt habe ob Dir die Begriffe Innenwiderstand und Quellenspannung bekannt sind? Da liegt nämlich die Lösung auf Deine Frage. In der Spannungsquelle.
Jede Spannungsquelle (Batterie, Akku, Netzgerät, Funktionsgenerator) besteht aus zwei Teilen. Einer ideale Spannungsquelle und einem Innenwiderstand. Die ideale Spannungsquelle liefert die Quellenspannung. Diese ist nur von der Art der Quelle abhängig. (Bleiakku 2V, Zink-Kohle Batterie 1,5V) Sie verändert sich auch nicht. Bei Akku und Batterie verändert sich der Innenwiderstand. Er wird mit der Zeit immer größer. Daher wird der innere Spannungsabfall größer und an den Klemmen wird die Klemmenspannung immer kleiner. Bei Netzgeräten und Funktionsgeneratoren bleibt auch der Innenwiderstand nahezu konstant.
Der Wert des Innenwiderstandes einer Spannungsversorgung liegt zwischen wenigen Milliohm bis zu einigen Ohm. Ist also in jedem Fall wesentlich geringer als die Werte der Widerstände in Deiner Schaltung.
Die Wechselspannung am Eingang der Vertärkerstufe interessiert sich nicht für den Wert der Versorgungsspannung. Das einzige was sie "sieht" ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle. Und da dieser Widerstand viel kleiner ist als alle anderen Widerstände sieht es für die Wechselspannung so aus als seien das obere Ende von R1 und das untere Ende von R2 mit einem Stück Draht verbunden (Bild 2).
Gleiches gilt für Rc.
Re ist mit einem Kondensator überbrückt dessen Blindwiderstand wesentlich kleiner ist als der Widerstand von Re. Für die Wechselspannung ist Re also kurzgeschlossen und taucht im ESB nicht auf.
Diese zulässigen Vereinfachungen führen zum Wechselspannungsersatzschaltbild (Bild 3). Hier bilden R1, R2 und rbe zusammen mit C1 einen Hochpass der die untere Grenze für deine Wechselspannung festlegt.

Bis bald,
Peter

[PeterPan]

Hi,

Fehler in Bild 1. Der Pfeil für Ui muß natürlich nach oben zeigen.

Sorry,
Peter

[Babbage]

Hi PeterPan

Du kannst das echt klasse rüberbringen. Ich hätte das auf Anhieb nicht mehr hinbekommen.

Fehlt nur noch ne kleine Beispielrechnung für die Verstärkung. :mrgreen:

[PeterPan]

Aber gerne doch. :D

Bis bald,
Peter

[Babbage]

Die Ausanbeitung haste heut Nacht so nebenbei gemacht ?
Echt klasse.

[Pitt1986]

hi,

bin erst gestern wieder dazu gekommen an meiner schaltung weiter zu machen und hab hier reingeschaut und das pdf gesehen. also ist echt alles schön erklärt hat mir auch wieder ein paar fragen beantwortet. danke

was für eine grenzfrequenz soll ich bei den kondensatoren einstellen? wenn ich z.B. ein mikro an die schaltung dran hänge dann ändert sich die frequenz von den signalen beim reinsprechen.

mfg pitt

[PeterPan]

Hallo

die Grenzfrequenz hängt von der Anwendung ab. Bei reiner Sprachwiedergabe reicht ein Frequenzbereich von 300Hz bis 3500Hz. Das klingt dann zwar wie Telefon, ist aber verständlich. Der HiFi Norm entspricht ein Bereich von 20Hz bis 20kHz.
Gute Verstärker liefern 15Hz bis 50kHz und sehr gute Verstärker sind Gleichspannungsgekoppelt. Da liegt die untere Frequenz die übertragen wird also bei 0Hz.
Das bedeute nun aber nicht das unterhalb der Grenzfrequenz nichts mehr übertragen wird. Ober- und unterhalb der Grenzfrequenz sinkt die Verstärkung immer mehr ab. Die Grenzfrequenz ist die Frequenz bei der die Verstärkung um 3dB, also auf 70,7% des Maximalwertes abgefallen ist.
Wenn Du also mit deinem Micro nur Sprache aufnehmen willst dann sollten 100Hz als untere Grenzfrequenz reichen. Das hat den Vorteil daß das eingestreute Netzbrummen nicht so kräftig verstärkt wird.

Bis bald,
Peter Pan

[shaun]

Super Deine Erklärungen, ich möchte dem nur noch hinzufügen, dass im vorigen Posting die Spannungsverstärkung gemeint ist - nicht dass hier jemand gelernt oder gelesen hat, dass die Grenzfrequenz da ist, wo die Verstärkung nur noch die Hälfte beträgt - das wäre dann nämlich die Leistungsverstärkung.

[Pitt1986]

hi,

wollt mich noch für eure hilfe bedanken. hat mich weitergebracht.

eins wollt ich aber noch wissen. und zwar hab ich auch noch nen operationsverstärker-ic lm358 mit zwei verstärkern.
der op läuft im differential-betrieb. Wenn ich dass signal an die + - eingänge hänge dann hab ich am ausgang 0V. so soll es auch sein.
häng ich aber das signal an den zweiten + - eingang hab ich am ausgang ca. 3,5V. warum sind da jetzt nicht auch 0V am ausgang.

mfg
pitt

[shaun]

Deine Schaltungsbeschreibung ist leider mehr als dürftig. Was meinst Du mit Differentialbetrieb? Wie sieht Deine Schaltung aus und wie das Signal? Meine Glaskugel meint ein Offset-Problem zu sehen, aber dazu mehr, wenn die Schaltung hier zu sehen ist. Lass Dich nicht entmutigen, einen OPV zu benutzen, das ist häufig der bessere Weg verglichen mit einer einfachen Transistorstufe (sagt einer, der gerade einen Röhrenverstärker dimensioniert ;) )

[Pitt1986]

hi,

also mit differentialbetrieb meint ich dass der operationsverstärker als differenzverstärker arbeitet.

im anhang ist eine zeichnung von meiner schaltung.
wie gesagt, häng ich die signale an die eingänge vom ersten verstärker der in dem ic integriert ist dann ist der ausgang auf low. häng ich des signal an die anderen zwei eingänge vom opamp dann hab ich da keinen lowpegel mehr am ausgang. wie kann des sein.

mfg pitt

[PeterPan]

Hallo,

ich vermute mal das Deine Versorgungsspannung bei 5V liegt. Mit den beiden Widerständen zwischen Versorgungsspannung und nicht invertierendem Eingang wird dieser auf halbe Betriebsspannung gelegt. Das ist das richtige Verfahren bei einfacher Versorgung.
Dann führst Du deine Signalspannung direkt an die Eingänge. Damit ist der untere Widerstand nahezu kurzgeschlossen (Innenwiderstand der Spannungsquelle). Weiterhin gibt es bei Deiner Schaltung keinen Gegenkoppelwiderstand. Damit wird die volle Verstärkung des OP wirksam. Laut Datenblatt sind das 100dB. Da bedeutet, bei einer Eingangsspannung von 1mV liegen am Ausgang 100V an (Theoretisch!).
Beides führt dazu das man nicht genau sagen kann was passieren wird. Der OP geht vielleicht in die obere oder untere Begrenzung (Sieht in Deinem Fall so aus).
Im Anhang ist eine einfache invertierende Verstärkerschaltung mit einfacher Stromversorgung dargestellt. Die Widerstände R1 und R2 setzen den (+)-Eingang auf halbe Betriebsspannung. Da in einen OP-Eingang kein Strom hineinfließt (<100nA), kann der Wert bei 100kOhm liegen. Als Eingangswiderstand würde ich 10kOhm vorschlagen. Das ist aber von der Signalquelle abhängig. Mit der angegebenen Gleichung kann man dann bei gegebener Verstärkung den Gegenkoppelwiderstand R4 berechnen.
Lade Dir doch mal das Datenblatt von National Semiconductor herunter. Außer den elektrischen Daten findest Du dort auch einige Schaltungsvorschläge.

Bis bald,
Peter Pan

[shaun]

Nun ist PeterPan mir zuvor gekommen :) Wenn Du Deine Schaltung wie gezeichnet ohne Eingangsspannung betreibst, hast Du am ninv Eingang die durch den Spannungsteiler festgelegte Spannung und was der OP am invertierenden Eingang sieht legt alleine seine Eingangsoffsetspannung fest, und die ist bei Deinem IC für einen Verstärker offenbar positiv, beim anderen negativ. Du musst immer für gesicherte Verhältnisse sorgen, 0V Spannungsdifferenz an den zugänglichen Anschlüssen eines OPV ist nie ein klar definierter Zustand. Es stimmt zwar, dass ein OPV für sich schon ein Differenzverstärker ist, aber es gibt auch eine OP-Schaltung mit diesem Namen, die die Differenz der an zwei Eingängen anliegenden Spannungen verstärkt, dazu braucht man aber auch die von PeterPan angesprochenen Widerstände. Was für eine Schaltung soll's denn genau werden? Gestern las es sich noch wie ein Differentiator, nun eher ein Differenzverstärker, was kommt als nächstes?

[Pitt1986]

hi,

des datenblatt hab ich schon, aber des bringt mich auch nicht richtig weiter. ich hab jetzt rumprobiert aber am ausgang kommen immer ca 3,6 V raus.
also wenn die signale am ersten verstärker hängen, egal wo da jetzt der spannungsteiler, ob am invertierten oder nicht inventierten eingang ist, auf jeden fall sind am ausgang 0V. an beiden eingängen ist eine spannung von 2,45 V, wegen spannungsteiler.

beim zweiten verstärker sind am ausgang immer 3,6 V egal an welchem eingang jetzt der spannungsteiler ist. aber die 3,6V am ausgang stimmen glaub ich, weil an dem einen eingang durch spannungsteiler 2,45 V sind aber am anderen eingang ist eine spannung von 0 V. aber wieso ist da jetzt ne spannung von 0V wenn ich da einen spannungsteiler hab.

und ich kann mir nicht vorstellen das der lm258 kaputt ist weil ich schon zwei getest hab.

mfg
pitt

[PeterPan]

Hallo,

entschuldige die Frage, aber hast Du die Versorgungsspannung angeschlossen? (+5V an Pin 8, 0V an Pin 4)

Ich sehe diesen Fehler oft bei meinen Schülern. Die Versorgungsspannung wird bei OP's in Schaltplänen immer etwas abseits eingezeichnet und bei Prinzipschaltungen wie oben oft gar nicht.
Besonders gemein ist es dann das diese Teile trotzdem "irgendwie" funktionieren.

Bis bald,
Peter Pan

[Pitt1986]

hi,

ne also des mit der vorsorgungsspannung war mir schon klar.
aber ich hab jetzt vor so 10 min geschafft. und zwar hab ich mal den ic gegen nen neuen ausgetauscht, dann hab ich am ausgang nicht mehr 3,6 V sondern nur noch 1,1 V gehabt und dann hab ich noch die signale an den eingängen vertauscht und jetzt sind am ausgang auch 0V also jetzt funktioniert des mit beiden verstärkern in dem neuen ic.
ok also jetzt steht so nichts mehr aus, ausser noch ein bisschen mit der feineinstellung.
also danke für eure hilfe hat mich immer wieder weitergebracht.

mfg
pitt