Verstärkerschaltung berechnen (mit Schaltplan ;-)

Erstellt 10 Antworten11 Beiträge
Startbeitrag#1
Hallo zusammen,
der große Moment steht bevor, die erste Verstärkerschaltung ist zu berechnen. Zwar nicht ganz freiwillig (Praktikumsvorbereitung...) aber deshalb nicht mit weniger Interesse. Nur leider stoße ich ziemlich schnell an meine Grenzen.
Oben seht ihr die Schaltung, die berechnet werden soll - also im Prinzip eine einfache Standardschaltung. Die Vorgabe ist, das Eingangssignal um Faktor zwei zu Verstärken, und die Schaltung so zu bauen, dass Verzerrungen möglichst spät auftreten. (hFE = 500, R_B >= 1kOhm, R_Last = 50 Ohm)
Also frisch ans Werk: U_C sollte dann ja wohl 2,5 Volt sein (halbe Betriebsspannung). Entsprechend finden sich dann an der Basis 1,25 Volt (2,5 Volt geteilt durch den Verstärkungsfaktor 2), plus 0,7 Volt um U_BE zu kompensieren - macht summa sumarum rund zwei Volt U_B. Mit einem Spannungsteiler im Verhältnis R_1 : R_2 = 3 : 2 ist auch das noch machbar. (In realen Bauteilen dann R_1 = 15 kOhm, R_2 = 5,6 kOhm). Zum Schutz der Basis vor "Überstrom" wird R_B noch zu einem kOhm.
Jetzt die Frage: sind die Gedankengänge soweit richtig? Wenn ja: rechnerisch liegen an dem Emitter nun ja 1,95V - 0,7V = 1,25 Volt an. - Stimmt das?
Weiter im Text: R_C + R_E dürfen bei den 5 Volt, die an Ihnen abfallen max. 40 mA durchlassen (sonst keine ideale Spannungsversorgung mehr), also R_E + R_C > 125 Ohm. Und hier fangen jetzt die Probleme an: lt. Praktikumsanleitung sind nämlich nur noch Widerstände mit den Werten 56 Ohm und 2x 12 Ohm übrig, die ich überhaupt verwenden darf...
An diesem Punkt stehe ich jetzt seit gestern abend, und komme nicht weiter. Vielleicht kann jemand meine Wirren Gedankengänge verstehen, und mir sagen, wo der Denkfehler sitzt? (Tipp für Kritiker: irgendwie hab ich das Gefühl, dass der "Verstärkungsfaktor" 2 noch in der Schaltung fehlt - ich hab aber keine Ahnung, wie ich den reinbringen soll?)
Grüße,
tobi
PS: Ja, ich treffe mich mit meinem Praktikumsleiter um das zu diskutieren, ich würde nur gerne vorbereitet in das Gespräch ziehen ;-)
PPS: Kann sein, dass im obigen Schaltbild die Elkos verpolt sind, nicht davon irritieren lassen, im echten Schaltbild sind die schon richtig (hab das xcircuit-Symbol nicht auf die Schnelle gefunden).
PPPS: In der Versuchsanleitung steht auch, dass die Schaltung eine Gegenkopplung besitzt - ich sehe aber keine. Ist da eine? :-)
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Antwort#2
Hallo Tobi,

Bei so kleiner Verstärkung von 2 (entspr. + 6dB) kann das Verhältnis RE zu (RC||RLast) auch ca. 1:2 betragen. Bei hohen Verstärkungen geht das nicht mehr so einfach festzulegen.
Die Gegenkopplung wird gebildet aus dem RE! Dieser wirkt als Stromgegenkopplung.
Ansonsten: Formelbuch bemühen. Auswendig weiß ich die Formeln auch nicht.

MfG
Rainer
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Antwort#3
Hi,
vielleicht tuts in deinem Browser nur als Gif. Noch ein kleiner Fehler: die gewählten Werte für R1 und R2 spiegeln natürlich nicht das Verhältnis 3:2 wieder, sondern leider nur 3:1. Aber andere haben wir "halt nicht zur Verfügung"...
Grüße,
tobi
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Antwort#4
Hi Rainer,
R_C ist aber doch (in meinem Schaltbild) nicht parallel zu R_Last...? Ich würde R_C so klein als möglich wählen, um den Ausgangswiderstand der Schaltung gering zu halten. Und außerdem R_E groß, damit an R_Last eine hohe Spannung abfällt. Oder ist dieser Gedanke falsch?
Grüße,
tobi
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Antwort#5
Ergänzungsfrage: Wo kommt denn ein Lastwiderstand von 50 Ohm vor?
Besonders in Anbetracht der sonst im Prinzip einfachen Standardschaltung.
Da braucht man schon einen "dicken" Transistor.
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Antwort#6
Lastwiderstand (wie könnte es anders sein): so ein Mini-Lautsprecher ;-)
Grüße,
tobi
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Antwort#7
5 Volt und 40 mA sind 0,2 Watt = 200 mW und dann ein Lautsprecher-Lastwiderstand von 50 Ohm. Grübel.
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Antwort#8
Die Frage ist mir im Nachhinein auch schon in den Kopf gekommen. Außer Anwendungen in der HF-Technik fällt mir da nichts ein. Du hast recht: Da braucht man schon einen etwas dicken Transistor.

MfG
Rainer
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Antwort#9
Hallo Tobi,
Du mußt Dir für die Betrachtung die WECHSELSTROM-Ersatzschaltung aufzeichnen. Und dabei liegt der Lastwiderstand immer parallel zum Kollektorwiderstand. Denn der Gegenpol des Kollektorwiderstandes ist die der Pluspol der Gleichspannungsquelle. Deren Innenwiderstand soll aber sowohl für Gleich- als auch für Wechselspannungen sehr klein sein (Ri
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Antwort#10
Hallo Tobi,
wenn Du als Re 12R und als Rc 56R nimmst, kommst Du bei einem Lautsprecherwiderstand von 50R genau auf zweifache Verstärkung. Gegenkopplung hat die Schaltung auch: Re ist nicht kapazitiv überbrückt, somit wird bei Aussteuerung der Emitter mit angehoben, über Re fällt also eine Spannung ab, die der aussteuernden Spannung (ube) fehlt.
MfG
DB
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Antwort#11
Hi Rainer!
Stimmt die Ersatzschaltung so, wie ich sie mir oben aufgezeichnet habe? Das Stichwort war jedenfalls schonmal gut, ich bin inzwischen in drei Büchern dazu fündig geworden, wo ich bisher dachte "brauch ich eh nicht" ;-)
Grüße,
tobi
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