Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funktion Transistorschaltung unverständlich


von Michael_SS (Gast)


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Hallo zusammen.

Anbei findet Ihr eine Transistorschaltung aus 2 Transistorstufen. Ich 
habe bisher angenommen, dass es sich hier um eine Verstärkerschaltung 
mit dem Verstärkunsgverhältnis von 180k/810R handelt.

Also habe ich die Schaltung mit LTSpice simuliert und habe am Ausgang 
gemessen (C2). Mein Ergebnis erbrachte jedoch nicht das von mir 
erwartete.
Anstatt dass das Ausgangssignal größer wird, wird es kleiner als das 
Eingangssignal (V1 = Sinus 230kHz).

Kann mir jemand diese Schaltung erklären?

Danke an Euch

: Verschoben durch Admin
von Michael_SS (Gast)


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Anbei noch das Ergebnis der Simulation.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Erm, was soll den C3 sein? Ein 100 Farad Kondensator? Falls ja, 
schliesst der den Ausgang wechselstrommässig gegen Masse kurz - Pegel 
weg.
Deine Verstärkungsberechnung ist da auch nicht richtig. Die 180k 
Widerstände liefern nur die Basisvorspannung für die Transistoren. Das 
Verhältnis von Kollektorkreiswiderstand (810R) und 
Emitterkreiswiderstand (0R) ist hier entscheidend. Da im Emitter nur ein 
Draht ist, wird die Verstärkung fast ausschliesslich durch die 
Charakteristik des Transistors und dessen Verstärkung bestimmt.

von Michael_SS (Gast)


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Ich wollte mit C3 einen Tastkopf simulieren.
Ist der 180k Widerstand nicht ein Rückkopplungswidertsand?

von ArnoR (Gast)


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> Anbei findet Ihr eine Transistorschaltung aus 2 Transistorstufen...

Ja, das sind 2 Transistorstufen, aber kein Verstärker. Wegen der 
Parallelgegenkopplung haben diese Stufen einen niedrigen 
Eingangswiderstand, der die vorhergehende Stufe so belastet, dass keine 
Verstärkung stattfindet. Die viel zu kleinen Koppelkondensatoren tun das 
übrige...
Wenn du wirklich 230kHz verstärken willst, dann jedenfalls nicht so, in 
der Schaltung ist alles falsch. Besser du sagst, was eigentlich getan 
werden soll.

von Michael_SS (Gast)


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Ich habe diese Schaltung vorgesetzt bekommen und möchte nun die Funktion 
heraus finden. Ich habe ein 230kHz Sinussginal aus einer Quelle mit 
einer Impedanz von ca. 200 Ohm. Es handelt sich um Piezoschwinger 
(Schallaufnehmer).

Möglicherweise soll hier nur eine Signalverstärung durchegführt werden.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

ArnoR schrieb:
>> Anbei findet Ihr eine Transistorschaltung aus 2 Transistorstufen...
>
> Ja, das sind 2 Transistorstufen, aber kein Verstärker. Wegen der
> Parallelgegenkopplung haben diese Stufen einen niedrigen
> Eingangswiderstand, der die vorhergehende Stufe so belastet, dass keine
> Verstärkung stattfindet. Die viel zu kleinen Koppelkondensatoren tun das
> übrige...

Komisch. Solche Verstärker haben wir schon vor 30 Jahren nicht 
simuliert, sondern aufgebaut. Und die haben verstarkt...

Die Frage, was die 100f am Ausgang sein sollen, ist noch offen, bei mir 
haben praktische Tastköpfe eher 1MOhm parallel 20pF.

Gruß aus Berlin
Michael

von ArnoR (Gast)


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> Komisch. Solche Verstärker haben wir schon vor 30 Jahren nicht
> simuliert, sondern aufgebaut. Und die haben verstarkt...

Natürlich kann man mit so einer Schaltung verstärken, aber dazu müssen 
die Ein- und Ausgangswiderstände entsprechend dimensioniert sein und die 
Kopplekapazitäten angepasst sein.

von Michael_SS (Gast)


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Ich habe die Ausgangskapazität von 100f gegen einen 1MOhm Widerstand 
ausgewechselt und das Ergebnis ist das Gleiche. Die Ausgangsspannung ist 
kleiner als die Eingangsspannung.

Jetzt habe ich von Euch auf einmal 2 unterschiedliche Meinungen gehört. 
Handelt es sich bei dieser Schaltung nun um einen Verstärker oder nicht?

Kann mir jemand die Funktion des 180kOhm Widerstandes erklären?
Ist der 1kOhm Widerstand als Pull Up zu betrachten?

von (prx) A. K. (prx)


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Michael_SS schrieb:

> Es handelt sich um Piezoschwinger (Schallaufnehmer).

Wird das in der Definition der Signalquelle berücksichtigt? Ich habe 
diese Spice-Defs nicht im Kopf.

Immerhin hängt die Signalquelle gleichspannungsmässig direkt an der 
Basis, muss also den Gleichspannungsanteil von Ube tolerieren, der durch 
R4 hergestellt werden muss. Ein Piezo ist in dieser Hinsicht ein 
Isolator, stört also nicht.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael U. schrieb:
> Komisch. Solche Verstärker haben wir schon vor 30 Jahren nicht
> simuliert, sondern aufgebaut. Und die haben verstarkt...

Dito. Das sollte schon funktionieren, wenn
* Die Signalquelle schon kapazitiv am Ausgang entkoppelt ist, sonst 
zieht sie nämlich die Basisvorspannung des ersten Transistors in den 
Keller.
* Der Ausgang statt mit 100f ( was auch immer das sein mag) mit den von 
Michael genannten 1M und z.B. 20p belastet wird. Da die Emitter direkt 
an Masse liegen, wirds bei grösseren Pulsen am Eingang aber zu 
Verzerrungen führen, wenn die Transistoren in die Sättigung laufen.

Hier eine meiner Standardsimpel Schaltungen für Frequenzen bis 2 GHz, 
wenn man z.B. einen BFR91 oder BFW92 nimmt:
               + 5-9 Volt
               |
               -
              | | 1k
              | |
               -
         22k   |     1n
        -|==|--o-----||---->
       |       / C
O>||---o-----|
  1n      B    \ E
               |
|--------------o-----------
GND

Michael_SS schrieb:
> Ist der 1kOhm Widerstand als Pull Up zu betrachten?

Das ist der Arbeitswiderstand der Transistorstufe. Daran fällt eine 
Spannung ab, die proportional zum CE Strom ist.

von Axel R. (Gast)


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100f sind 0.1 pikofarad - ähm, nur mal so eingeworfen... ;)

und den 180k macht man genau soo gros, das am Kollektor die halbe 
Betriebsspannung zu messen ist.

von Bello (Gast)


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Axel R. schrieb:
> 100f sind 0.1 pikofarad - ähm, nur mal so eingeworfen... ;)
Verwechsle Schaltplanelemente nicht mit echten Kondensatoren, bei denen 
man bei fehlendem Exponenten von picofarad ausgeht :-)

von Michael_SS (Gast)


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Ja ok, die 100f waren falsch, habe ich bereits rausgeworfen.
Ich habe aber einen Fehler in der Simulation gemacht. Ich muss die 
Quelle noch kapazitiv vom Eingang der Vertsärkerschaltung trennen.

Und schon ist die Ausgangsspannung wesntlich größer als die 
Eingangsspannung.

von temp (Gast)


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Ich würde mal am Eingang ein Koppel-C einbauen, sonst schließt die 
niederohmige Eingangsspannungsquelle die Basis des ersten Transistors 
kurz.

von Michael_SS (Gast)


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Hier die korrigierte Simulationsschaltung.

von Helmut L. (helmi1)


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Matthias Sch. schrieb:
> Da im Emitter nur ein
> Draht ist, wird die Verstärkung fast ausschliesslich durch die
> Charakteristik des Transistors und dessen Verstärkung bestimmt.

Das ist so nicht richtig. R2 ist der Ausgangswiderstand der ersten Stufe 
und R3 ist der Gegenkopplungswiderstand der 2. Stufe. Du kannst dir den 
R2 in Reihe zum C1 denken. Und schon ergibt das einen invertierenden 
Verstaerker (wie bei der OP Schaltung auch) Und dessen Verstaerkung 
bestimmt sich ueber das Verhaeltnis R3/R2. Da kann aber nur so hoch 
getrieben werden wie es die Leerlaufverstaerkung der Stufe zulaesst. 
Also kann die Verstarkung nicht groesser werden als R1/(Ut/Ic). Bei der 
ersten Stufe muss man noch beruecksichtigen das deren Ausgangswiderstand 
durch ihren Gegenkopplungsfaktor kleiner wird.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Bei der
> ersten Stufe muss man noch beruecksichtigen das deren Ausgangswiderstand
> durch ihren Gegenkopplungsfaktor kleiner wird.

Das ist im Prinzip richtig, wenn allerdings der Quellwiderstand des 
Signalgenrators klein ist (ideal eben), dann kommt das hier nicht zum 
Tragen. Ausserdem haben wir es ja hier mit einem Verhältnis von 180k:1k 
zu tun, da ist dann doch der Transistor das bestimmende Element, da er 
hier mit Sicherheit nicht 180-fach verstärken kann.
Aber das Problem ist ja schon gelöst :-)

von Axel R. (Gast)


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100f "f" ist eben kein fehlender Exponent, sondern sagt eindeutig 
10E-15 (femto)
siehe auch hier:
Beitrag "Re: ltspice: einfache intergration"

von MaWin (Gast)


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> Jetzt habe ich von Euch auf einmal 2 unterschiedliche Meinungen gehört.
> Handelt es sich bei dieser Schaltung nun um einen Verstärker oder nicht?

Doch, natürlich, ArnoR Aussage ist einfach grober Humbug

> Ja, das sind 2 Transistorstufen, aber kein Verstärker. Wegen der
> Parallelgegenkopplung haben diese Stufen einen niedrigen
> Eingangswiderstand, der die vorhergehende Stufe so belastet, dass keine
> Verstärkung stattfindet.

Die Gegenkopplung geht nicht über 2 Stufen.

> Und schon ist die Ausgangsspannung wesntlich größer als die
> Eingangsspannung.

Siehste.

von ArnoR (Gast)


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MaWin schrieb:
> ArnoR Aussage ist einfach grober Humbug
>> Ja, das sind 2 Transistorstufen, aber kein Verstärker....

Ja, da hast du natürlich recht. Ich hab da übertrieben, weil ich 
Verstärker anders bauen würde auch wenn der Aufwand etwas größer wird. 
Die obige Schaltung verliert schon am Eingang 20% Signal, weil der 
Eingangswiderstand für 300Ohm Quellwiderstand zu niedrig ist. Jede der 
obigen Verstärkerstufen hat eine Verstärkung von 40dB, der gesamte 
Verstärker aber nur 70dB. 10dB gehen durch die nicht passenden Ein- 
Ausgangswiderstände verloren.

von Gert (Gast)


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Das sind m.E. zwei Stufen einer spannnungskompensierten 
Emitterschaltung.

Wie so eine Emitterschaltung (ohne Spannungskompensation) funktioniert, 
sieht man auch hier ganz gut:
http://et-tutorials.de/5829/entwurf-eines-transistorverstarkers/

von Michael_ (Gast)


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>Das sind m.E. zwei Stufen einer spannnungskompensierten
>Emitterschaltung.
Besser gesagt, das sind Stufen mit der einfachsten Art einer 
Temperaturkompensation.
Dies Funktion habe ich mir vor Jahrzehnten bei der Verbesserung meines 
Detektors erarbeitet. Erst eine, dann eine zweite Stufe und ich war 
glücklich über die Lautstärke.
Die richtigen Grundlagen und Berechnungen kamen erst später.
Warum also so viel Aufregung und wälzen von Theorie?
Erstaunlich ist die Unkenntnis über die einfachste Verstärkerschaltung 
von ausgebildeten Elektronikern.
Berechnungen sind auch weniger sinnvoll. Die Transistor- und 
Temperaturdaten gehen sehr stark ein. Für eine Serie ist sie nicht zu 
gebrauchen.

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