Kleinsignalverstärker

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Kleinsignalverstärker

Neuer Beitragvon RalleRH am Mittwoch 22. Juni 2005, 13:27

Hi,
Hab folgendes Problem , für eine Ausarbeitung über einen Kleinsignalverstärker fehlt mir noch der Zusammenhang zwischen Bandbreite und Phasenverschiebung (am Ausgang)in abhängigkeit der Frequenz.
Würde mich freuen wenn mir jemand eine allgemeine Erläuterung zu diesem Thema geben könnte da ich schon in verschiedenen Fachbücher nachgeschaut habe und nicht fündig wurde. Internet Seiten zu diesem Thema sind auch OK.
Vielen Dank im voraus
RalleRH
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Neuer Beitragvon Stromus am Mittwoch 22. Juni 2005, 18:01

Hallo Ralle,

einen ziemlichen Stein hast Du da ans Land gezogen! Was ist das eigentlich für eine Ausarbeit? Es ist schon schwierig brauchbare Literatur darüber zu finden. Wie auch immer hier ein Paar Punkte:

1. Stichwörter: "Bode Diagramm", "Frequenzgang-Korrektur"

2. Per Definition wird ein Verstärker zum Kleinsignalverstärker getauft, wenn er eine Ausgangsleistung unter 1mW bietet.
Der Verstärker kann nicht beliebige Frequenzen mit der selben Amplitude übertragen, sondern entweder z.B. von f1 = 0Hz bis f2 = x kHz und darüber hinaus mit immer kleiner werdender Amplitude und zusätzlicher Phaseverschiebung = Gleichspannungsverstärker, oder er kann nur von einer Frequenz f1>0Hz bis f2 = xkHz Frequenzen übertragen = Wechselspannungsverstärker (mit dem Namen auch Schmalbandverstärker, wenn f2-f1 klein ist). In diesem Fall überträgt der Verstärker unterhalb von f1 Frequenzen mit immer größer werdender Amplitude, ab f1 bis f2 alle dazwischen gelegenen Frequenzen mit der selben Amplitude (abhängig vom gegebenen Verstärkungsfaktor) und oberhalb von f2 nimmt die Amplitude der übertragenen Frequenzen immer mehr ab bis zu Null. f2-f1 gilt als sogenannte Bandbreite. All diese Frequenzen (f1 bei Gleichspannungsverstärker oder f1 und f2 bei Wechselspannungsverstärker), wo diese Änderungen in der Amplitude stattfinden werden auch Transitfrequenzen oder Grenzfrequenzen oder auch Eckfrequenzen genannt.

Als Vorgeschmak zum Bode-Diagramm:

Oberhalb der Grenzfrequenz nimmt beim Tiefpassfilter die Verstärkung ab (die Amplituden der übertragenen Frequenzen werden immer kleiner) und es gibt zusätzlich eine Phasenverschiebung, die bei der Grenzfrequenz bereits 45° beträgt und oberhalb dieser Frequenz immer mehr ansteigt bis auf 90°. Logische Folgerung:
2 Tiefpässe hintereinander werden bei der Grenzfrequenz des ersten Tiefpasses eine Phasenverschiebung von 45° aufweisen, die dann weiter anwächst, so dass bei der Grenzfrequenz des zweiten Tiefpasses bereits 90°+ 45° =135° beträgt (90° vom ersten und weitere 45° vom zweiten Tiefpass) und um weitere 90° bis zum Ende des Frequenzbereiches auf 135°+90° anwächst.

Was das mit Deinem Verstärker zu tun hat? Der Verstärker besteht aus einer Reihe von Bauteilen wie Widerstände (eventuell auch Spulen) und Kondensatoren die Tiefpäße, bzw. Hochpäße bilden mit dem oben beschriebenen Verhalten (Vorsicht beim Hochpaß ist es mit dem Phasengang umgekehrt!!!!)
Die Transitfrequenz des Verstärker hängt auch von dessen Ruhestrom ab, so dass die Grenzfrequenz kleiner wird je kleiner der Ruhestrom. Klar auch ein Transistor hat parasitäre Kapazitäten, die im Bereich kleiner Ruheströme größere Werte aufweisen.

Und jetzt viel Spaß beim Suchen (Punkt 1 + googeln).
Stromus
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Kleinsignalverstärker

Neuer Beitragvon RalleRH am Mittwoch 22. Juni 2005, 19:03

Hi Stromus,
Danke für deine Antwort. Bei der Ausarbeitung handelt es sich um eine Arbeit die ich für meine Technickerausbildung benötige.
Habe mich weiter schlau gemacht und herausgefunden das ich zwei Grenzfrequenzen habe eine untere und eine obere Grenzfrequenz. Die Phasenverschiebung zwischen unterer und oberer Grenzfrequenz müsste 90° betragen wenn ich richtig liege. Habe ich aber nicht allgemein eine Phasenverschiebung von 180° von Eingangs- zu Ausgansspg.?
RalleRH
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Neuer Beitragvon Bannes am Mittwoch 22. Juni 2005, 22:02

Hallo,
die obere und untere Grenzfrequenz und die dazugehörigen Phasenverschiebungen hat Stromus ja schon erläutert.
Ob Deine Berechnungen wirklich Berechnungen oder nur Vermutungen waren, kannst Du eigentlich nur durch eine Messung herausfinden
Ob an einer Transistorschaltung eine Phasenverschiebung von 180° oder 0° auftritt, ist von der Schaltungsart abhängig.
Beim bipolaren Transistor bedeutet das:
Emitterschaltung 180°
Kollektorschaltung 0°
Basisschaltung 0°
Die in den Halbleitern intern auftretenden Phasenverschiebungen sind bei Nf vernachlässigbar.
Bannes
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Messung

Neuer Beitragvon RalleRH am Donnerstag 23. Juni 2005, 13:52

Hallo,
habe heute Messungen an meiner Schaltung vorgenommen (Emitterschaltung).
Das Ergebnis ist folgendes:
ich habe die untere und obere Grenzfrequenz ermittelt (habe Ausgangspg. durch Eingangsspg. geteilt= Verstärkung
und diese dan durch Wurzel zwei geteilt. Hoffe das stimmt auch so)
untere etwa 110Hz und obere etwa 190KHz
folglich liegt dazwischen meine Bandbreite.
Was die Phasenverschiebung angeht habe ich folgendes festgestellt, von 250Hz bis etwa 40KHz habe ich ziemlich genau 180° Phasenverschiebung von Eingangsspg. zu Ausgangsspg..
zwischen den beiden Grenzfrequenzen habe ich eine Phasenverschiebung von etwa 90° festellen können. Hätte noch folgende fragen an euch,
was genau gibt mir diese Bandbreite an? da die Phasenverschiebung nur in einem bestimmten Bereich konstant ist 250Hz bis 40KHz.
Und was passiert mit meinem Transistor das er dieses Verhalten aufweist?
Danke nochmal für verausgegangene Antworten

MFG Ralf
RalleRH
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Neuer Beitragvon Stromus am Donnerstag 23. Juni 2005, 15:38

Ralle...wie soll ich es Dir schonend beibringen? Ich habe zwar keine Ahnung, was man alles als Techniker wissen sollte, aber ich schlage vor Du fängst an, alles schleunigst nachzuhollen. Damit meine ich beginend mit der 6.Klasse und das ist kein Witz. Wenn Du die Grundlagen nachgeholt hast, wofür ich ca. 4...6 Monate rechne, dann macht es Sinn über Frequenz, komplexe Rechnung (wo auch die Berechnung der Phasenverschiebung angesiedelt ist) usw. zu spekulieren.
In der zweiten Variante tust Du das alles nicht in der Hoffnung es wird schon werden und damit stehen die Chancen schlecht, dass Du die immer komplizierter werdende Themen packst. Ich hatte eigentlich den Vorsatz, mit Dir über die Berechnung des Frequenzganges zu diskutieren, aber daraus wird leider bei Deinem Stand nichts. Hole nach!
Stromus
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Neuer Beitragvon RalleRH am Donnerstag 23. Juni 2005, 15:46

Hallo
verstehe nicht ganz was du damit meinst! würde mich freuen wenn du es etwas genauer erklären könntest.
MFG Ralf
RalleRH
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Neuer Beitragvon Bannes am Donnerstag 23. Juni 2005, 16:32

Hallo,
wie wäre es denn mit einem Schaltbild Deines Wunderwerks??
Arno
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Neuer Beitragvon RalleRH am Donnerstag 23. Juni 2005, 20:23

Hi Bannes
hatte ich versucht einzustellen aber bekomme es nicht hin. Wäre dankbar wenn mir jemand sagt wie das funktioniert
RalleRH
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