Mich interessiert folgende theoretische Problematik. Eine Antenne ist an einen Verstäker (z.B. Common Source-Verstärker) angeschlossen. Macht es Sinn zur Optimierung des SNRs den Eingang des Verstärkers mit dem Wellenwiderstand abzuschließen? Reflexionen werden so natürlich vermieden, jedoch ist die am Vertsärker anliegende Spannung so halbiert. Meines Wissens nach arbeitet der Verstärker doch als Spannungsverstärker. Das Rauschen, welches der Verstärker hinzufügt, sollte doch unabhängig von der anliegenden Spannung sein. So würde ich eigentlich annehmen, dass ohne ABschluß mit Wellenwiderstand der SNR am größten sein sollte. Bei Abschluß mit Wellenwiderstand (ohmsch) wird die abgegebene Leistung zwar maximiert, aber doch nur im Abschlußwiderstand verheizt. Ist das richtig? Ist der Eingangswiderstand (vermutlich hauptsächlich kapazitiv) des Vertsärkers zu berücksichtigen? Macht es Sinn möglicherweise den Abschluß mit Wellenwiderstand durch ein L in Reihe oder ähnlich zu realisieren? Danke schon mal für die Antworten. Grüße Cubus
Cubus schrieb: > Macht es > Sinn zur Optimierung des SNRs den Eingang des Verstärkers mit dem > Wellenwiderstand abzuschließen? Nein. Schließlich verheizt du ja einen Teil der Leistung im Widerstand, die steht dir also nicht zum weiteren Verstärken zur Verfügung.
Statt künstlich einen ohmschen R zur Anpassung an den Eingang zu schalten, was Verluste mit sich bringt, sollte man lieber den Wellenwiderstand des Kabels über eine Anpassung an den Verstärkereingangs anpassen (induktiv, kapazitiv, mit filtern, oder sonstige "verlustleistungslose" Varianten), so daß bis zum verstärkenden Element Leistungsanpassung herrscht
Wenn es auf minimales Rauschen ankommt, ist immer eine Leistungsanpassung notwendig, damit das Maximum des Nutzsignals übergeben wird. Das muss mit verlustfreien Anordnungen ( Trafo, LC-Transformation,Leitungstransformation) ausgeführt sein, sonst entsteht durch deren Verlustwiderstände zusätzliches Rauschen. Man muss zum Beispiel einen Antennenverstärker direkt am Anfang einer Leitung an die Antenne angepasst anschließen. Wenn das Signal erst einmal verstärkt ist, kann man den Ausgang eines Verteiler-Verstärkers als Spannungausgang gestalten und nach Bedarf einen oder mehrere Verbraucher anschließen ohne das SNR wesentlich zu verschlechtern.
Im verstärkenden Element (angenommen Common Source-Verstärker am EIngang) kann doch aber keine Wirkleistung umgesetzt werden(Annahme einer Eingangskapazität Gate/Source). Ist das richtig? Die Antenne würde die maximale Leistung in einem engen Frequenzband abgeben, wenn ich ein L in Reihe zum Eingang schalte. Das L muß dann so gewählt werden, dass es zur Resonanz in dem ausgewählten Frequenzband kommt. Paßt das?
Natürlich hat der FET in der common-source-Schaltung bei höherer Frequenz zwei Komponenten des Eingangswiderstands: kapazitiv (einige pF) und ohm'sch ( einige hundert Ohm bis einige kOhm bei hohen f) durch die internen Verluste des FET. Es wird also Wirkleistung umgesetzt. Bei schlechter Anpassung geht also ein Teil des Nutzsignals im ohmschen Eingangswiderstand verloren. Kompensation der kapazitiven Komponente beseitigt den Blindstrom, der zu zusätzlichen Verlusten führt. Ist Rant kleiner als Rein, ist die Spannung aus der Antenne relativ klein. Aufwärtstransformieren bringt mehr Spannung, maximal U0. Ist Rant größer als Rein, ist der Strom aus der Antenne relativ klein. Abwärtstransformierung bringt mehr Strom, maximal Ik. Die beiden Verläufe "begegnen" sich bei U = 1/2 U0 und bei I = 1/2 Ik, also bei Rant = Rein
Der parasiäre Eingangswidersdtand liegt dann in Reihe zur Kapazität? Verstehe ich dass richtig, dass es hinsichtlich SNR am günstigsten ist, wenn also die maximal von der Antenne abgegebene Wirkleistung 1/2 U0 * 1/2 Ik an diesem parasitären ohmschen Eingangswiderstand verbraten wird?
>wie ist der Wirkwiderstand geschaltet: Meist ist sowohl Verlust in reihe als auch parallel vorhanden, das Ersatzschaltbild in jeder der beiden Formen ist möglich, nur hat dann R jeweils einen anderen Wert. >Hoher Leistungsverlust Ja, das ist leider so. Die Leistungsanpassung Ri = RL, die für optimale Übergabe schwacher Signale benutzt werden muss, ist von der Energiebilanz schlecht. Sie stellt eben den Zustand dar, in dem die maximale Leistung übergeben wird. Und das ist eben entscheidend, wenn die Signalleistung in die Größenordnung der Rauschleistung kommt. An der Steckdose nimmt man die Spannungsanpassung Ri<<RL. Da ist die Energiebilanz besser, am kleinen Ri geht wenig Leistung verloren. Man ist aber auch nicht darauf angewiesen, aus der Steckdose die maximal mögliche Leistung zu lutschen. So etwas macht man höchstens beim Autoakku, während des Anlassens.
Hallo Cubus, für eine optimale Lösung müßtest Du den äquivalenten Rauschwiderstand Rä und den äquivalenten Rauschleitwert Gä des Verstärkers bestimmen und den Generatorwiderstand RG anschließend (z. B. mit einem Transformator oder einer schmalbandigeren LC-Lösung) auf den Wert RG_optimum = sqrt{Rä/Gä} transformieren. Dann liegt sogenannte "Rauschanpassung" vor, vgl. http://books.google.de/books?id=DH92neILjVAC&pg=PA240&dq=Rauschanpassung&hl=de&ei=2WqmTKvkEIqRjAeqt8m-DA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDgQ6AEwAw#v=onepage&q=Rauschanpassung&f=false Gruß, Michael
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