Stromverstärker varierender Signale

[Pukki (Gast)]

Hallo,

ich hätte zur Abwechslung einmal eine eher allgemeine Frage. Und zwar 
würde mich interessieren, was allgemein gängige Methoden sind, um den 
Strom eines sich ändernden Signals zu verstärken. Beispiel: Über einen 
DAC wird ein Rechteck oder Sägezahnsignal erzeugt. Allerdings kann der 
DAC maximal ein paar mA Strom treiben, jedoch werden am Ausgang mehrere 
Ampere benötigt. Wie sehen hier mögliche Realisierungen aus?

Von dem, was ich bisher gelesen habe, wäre eine Möglichkeit ein 
passender Power-OpAmp (OPA5xx o.ä.). Allerdings gibt es doch sicher noch 
weitere Möglichkeiten? Ich wäre für ein paar Lösungsansätze dankbar, da 
ich bei meiner Suche nicht wirklich auf einen grünen Zweig komme 
(vielleicht ist der Begriff "Stromverstärker" auch einfach nur falsch?)

[miko l. (miko-la)]

Dazu braucht es keinen OP, da reicht ein ausreichend kräftiger und für 
die Frequenz geeigneter Transistor.

Mit den Stichworten "Treiber" und "Transistor" wirst du sicher genaug 
Infos dazu finden.

[Plunki (Gast)]

Dann gleich eine Verständnisfrage hinterher. Angenommen ich habe eine 
Sägezahnspannung und ein N-Kanal-Mosfet. Die Sägezahnspannung wäre am 
Gate, Source auf Masse und Drain am Verbraucher. Sobald die Ugs (in 
diesem Fall die Sägezahnspannung) unter den MOSFET-Schwellschwert fällt, 
schaltet dieser doch nicht mehr? Was bedeuten würde, dass das 
Rechtecksignal nur im Bereich oberhalb von Uth des MOSFET am Verbraucher 
ankommt. Oder habe ich da einen Denkfehler?

[Plunki (Gast)]

Ok, ich glaub das war totaler Quatsch. Neuer Versuch: Sägespannung am 
Source, am Gate eine Versorgungsspannung die höher als 
max(Sägespannung)+Schwellspannung ist und dann Drain an den Verbraucher. 
Richtig?

[Plunki (Gast)]

So, im Anhang dann meine finale Lösung **grins**. Manchmal sollte man 
vor dem Posten einfach einmal ein paar Minuten in sich gehen.

Wobei sich mir jetzt dann allerdings doch die Frage stellt, welchen Sinn 
und Zweck teuere Power-OpAmps haben, wenn man mit einem günstigeren 
normalen OpAmp + Transistor das gleiche Ergebnis erreichen kann?

[Christian L. (cyan)]

Plunki schrieb:
> So, im Anhang dann meine finale Lösung **grins**.

Deine Schaltung macht rein garnichts. OK, außer Bauteile verschwenden. 
Der Transistor ist immer durchgesteuert. Er hat also keinerlei Wirkung 
auf dein Signal. Der Strom, den deine Last zieht, muss trotzdem von 
deinem DAC kommen.

Was suchst du eigentlich genau? Geht es darum eine Spannung, welche nur 
gering belastbar ist so zu puffern, dass du eine Last anhängen kannst, 
welche einen höheren Ausgangsstrom benötigt? Oder suchst du eine 
Schaltung für einen DAC mit Stromausgang, bei dem du das Signal 
verstärkst?
Für ersteres kannst du nach Impedanzwandler oder Puffer/Buffer suchen. 
Für den zweiten Fall wird es wohl ein bißchen aufwendiger aber ich 
glaube du suchst ersteres.

Damit man dir hier besser helfen kann sind aber noch einige Infos 
erforderlich, wie z.B. welche Amplitude besitzt das Signal, welche 
Signalform, welche Frequenz, wie hoch soll der Ausgangsstrom sein? Soll 
die Amplitude des Ausgangssignals auch verstärkt werden?

LG Christian

[Harald W. (wilhelms)]

Pukki schrieb:
> Hallo,
>
> ich hätte zur Abwechslung einmal eine eher allgemeine Frage. Und zwar
> würde mich interessieren, was allgemein gängige Methoden sind, um den
> Strom eines sich ändernden Signals zu verstärken. Beispiel: Über einen
> DAC wird ein Rechteck oder Sägezahnsignal erzeugt. Allerdings kann der
> DAC maximal ein paar mA Strom treiben, jedoch werden am Ausgang mehrere
> Ampere benötigt. Wie sehen hier mögliche Realisierungen aus?
>
> Von dem, was ich bisher gelesen habe, wäre eine Möglichkeit ein
> passender Power-OpAmp.

...oder ein NF-Verstärker.
Gruss
Harald

[Plunki (Gast)]

@Christian:

wenn ich mir die Schaltung jetzt noch einmal ansehe, erscheint mir deine 
Erklärung logisch. Die erste Antwort von "miko l", dass für mein 
Vorhaben ein einziger Transistor genügt, hat mich irgendwie auf einen 
Holzweg geführt.

Es geht exakt um den von dir beschriebenen ersten Fall. Eine nicht stark 
belastbare Spannung (z.B. von einem DAC) soll so gepuffert werden, dass 
man eine Last daran betreiben kann, welche einen höheren Ausgangsstrom 
benötigt. Eine Spannungsverstärkung ist erst einmal nicht von Interesse.

Wie ich schon geschrieben habe geht es mir eher um prinzipielle 
Lösungsansätze. Als konkretes Beispiel könnte ich mir z.B. ein 
Sinus-Signal für einen Lautsprecher, oder ein PWM-Signal für einen 
PC-Lüfter vorstellen. (Das PWM-Signal könnte man über einen MOSFET 
realisieren, aber darum geht es mir hier nicht). Der DAC würde in diesen 
Fällen nicht genügend Leistung bringen. Ein normaler 
Operationsverstärker als Impedanzwandler ebenfalls nicht.

Jetzt war eben die Frage ob es neben den Power-OpAmps noch weiter 
Lösungsansätze gibt. Um noch einmal auf den Vorschlag von "miko l" 
zurückzukommen: Ein einzelner Transistor reicht hierfür nicht aus, oder? 
Man könnte höchstens über periodisches Ein-Auschalten des Transistors im 
Stromversogungszweig ein PWM-Signal erzeugen, aber darauf wollte ich 
hier nicht hinaus. Oder übersehe ich hier wieder etwas?

Vielen Dank schon einmal für die vielen ausführlichen Antworten!