Forum: HF, Funk und Felder Warum Spulen im HF-Verstärker?


von Werner F. (Gast)


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Hallo,
mal angenommen ich baue einen NF-Verstärker in Emiterschaltung, dann 
benötige ich doch ein Widerstand am Kollektor als Strombremse. Dieser 
genannte Verstärker ist somit ein Breitbandverstärker.
Wenn ich einen HF-Verstärker ca. 50MHz. in Emiterschaltung baue, wird 
der Kollektorwiderstand durch eine Spule ersetzt. Die Spule als 
frequenzabhängiger Widerstand hat doch dann die gleiche Funktion wie bei 
einem NF-Verstärker der Widerstand, oder? Der Verstärker ist dann aber 
ein Schmalbandverstärker.
Aber was passiert, wenn an der Basis nur eine Gleichspannung anliegt, 
dann geht doch der Transistor in Rauch auf, weil dann nur der 
Gleichstromwiderstand der Spule am Kollektor hängt, oder? Um das zu 
verhindern, könnte man quasi noch einen Widerstand als Strombremse in 
Reihe zur Spule schalten. Das wird aber in den meisten Fällen nicht 
gemacht, weil man da offenbar Leistungseinbußen hätte.

MfG. Zeinerling

von ArnoR (Gast)


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Werner F. schrieb:
> mal angenommen ich baue einen NF-Verstärker in Emiterschaltung, dann
> benötige ich doch ein Widerstand am Kollektor als Strombremse.

Hää?
Der (Kollektor-) Strom durch den Transistor wird im Basis-Emitter-Kreis 
bestimmt. Am Kollektorwiderstand wird das Signal abgenommen, aber kein 
Strom gebremst.

Werner F. schrieb:
> Wenn ich einen HF-Verstärker ca. 50MHz. in Emiterschaltung baue, wird
> der Kollektorwiderstand durch eine Spule ersetzt. Die Spule als
> frequenzabhängiger Widerstand hat doch dann die gleiche Funktion wie bei
> einem NF-Verstärker der Widerstand, oder?

Ja möglich, aber eben anders als du denkst (siehe oben). Man baut auch 
50MHz-Verstärker mit Kollektorwiderstand.

> Der Verstärker ist dann aber ein Schmalbandverstärker.

Wenn man einen Schwingkreis mit (mehr als sehr geringer) Güte in den 
Kollektorkreis baut, ja.

Werner F. schrieb:
> Aber was passiert, wenn an der Basis nur eine Gleichspannung anliegt,
> dann geht doch der Transistor in Rauch auf, weil dann nur der
> Gleichstromwiderstand der Spule am Kollektor hängt, oder?

Kommt auf die Höhe der Spannung an und ob man eine stabilisierende 
Gleichstromgegenkopplung im Emitter hat.

Werner F. schrieb:
> Um das zu
> verhindern, könnte man quasi noch einen Widerstand als Strombremse in
> Reihe zur Spule schalten.

Nein, die Festlegung des Kollektorstroms geschieht im B-E-Kreis. Wenn 
der Strom im Kollektorkreis begrenzt wird, ist der Transistor gesättigt 
und kann nicht verstärken.

von Possetitjel (Gast)


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Werner F. schrieb:

> mal angenommen ich baue einen NF-Verstärker in
> Emiterschaltung, dann benötige ich doch ein
> Widerstand am Kollektor als Strombremse.

Hmm.

> Dieser genannte Verstärker ist somit ein Breitbandverstärker.

Ja, i.d.R. schon.

> Wenn ich einen HF-Verstärker ca. 50MHz. in Emiterschaltung
> baue, wird der Kollektorwiderstand durch eine Spule ersetzt.

Muss nicht - aber kann.

> Die Spule als frequenzabhängiger Widerstand hat doch dann
> die gleiche Funktion wie bei einem NF-Verstärker der
> Widerstand, oder?

Weitgehend, ja.

> Der Verstärker ist dann aber ein Schmalbandverstärker.

Nein.
Der Verstärker ist dann i.d.R. immer noch ein Breitband-
verstärker. Anzumerken ist, dass diese Begriffe nicht
scharf definiert sind.

> Aber was passiert, wenn an der Basis nur eine Gleichspannung
> anliegt, dann geht doch der Transistor in Rauch auf, weil
> dann nur der Gleichstromwiderstand der Spule am Kollektor
> hängt, oder?

Ja.

> Um das zu verhindern, könnte man quasi noch einen Widerstand
> als Strombremse in Reihe zur Spule schalten.

Ja - aber wozu?

Der Eingang von HF-Verstärkern ist meistens AC-gekoppelt, und
über diesen Koppelkondensator kommt sowieso keine Gleichspannung.
Problem gelöst.

> Das wird aber in den meisten Fällen nicht gemacht, weil man
> da offenbar Leistungseinbußen hätte.

Kommt darauf an. Bei reinen HF-Verstärkern ist es meistens
nicht notwendig bzw. nicht sinnvoll.
Bei DC-gekoppelten (Mess-)Verstärkern kann man durchaus
Widerstände und Induktivitäen im Kollektorkreis kombinieren.
Nennt sich dann "L-Kompensation".

von Werner F. (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Am Kollektorwiderstand wird das Signal abgenommen, aber kein
> Strom gebremst.

Ich hätte wohl besser Strombegrenzung schreiben sollen.

MfG. Zeinerling

von Werner F. (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Der Eingang von HF-Verstärkern ist meistens AC-gekoppelt, und
> über diesen Koppelkondensator kommt sowieso keine Gleichspannung.

Hallo,
es soll auch Kondensatoren geben, die einen Feinschluss bekommen.
Dann ist das Problem wieder da.

MfG. Zeinerling

von Erwin D. (Gast)


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Werner F. schrieb:
> Possetitjel schrieb:
>> Der Eingang von HF-Verstärkern ist meistens AC-gekoppelt, und
>> über diesen Koppelkondensator kommt sowieso keine Gleichspannung.
>
> Hallo,
> es soll auch Kondensatoren geben, die einen Feinschluss bekommen.
> Dann ist das Problem wieder da.
>
> MfG. Zeinerling

Wollen wir jetzt tatsächlich jedes einzelne Bauelement darauf 
untersuchen, was passiert, wenn es im Fehlerfalle
- eine Unterbrechung hat
- einen Kurzschluß hat
- seine Parameter verändert

Man kann auch ein Problem kontruieren, wenn man das unbedingt will...

von Werner F. (Gast)


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Erwin D. schrieb:
> Wollen wir jetzt tatsächlich jedes einzelne Bauelement darauf
> untersuchen, was passiert, wenn es im Fehlerfalle
> - eine Unterbrechung hat
> - einen Kurzschluß hat
> - seine Parameter verändert
>
> Man kann auch ein Problem kontruieren, wenn man das unbedingt will...

Ich hatte mal einen NF-Verstärker in Reparatur. Der war von der 
Treiberstufe bis zur Endstufe gleichstromgekoppelt. Dann ist die 
Endstufe gestorben. Anschließend sind alle Transistoren von der Endstufe 
rückwärts bis zum nächsten Koppelkondensator abgefackelt. Das passierte 
so schnell, dass die Sicherung keine Zeit mehr zum Auslösen hatte.

MfG. Zeinerling

von Erwin D. (Gast)


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Werner F. schrieb:
>
> Ich hatte mal einen NF-Verstärker in Reparatur. Der war von der
> Treiberstufe bis zur Endstufe gleichstromgekoppelt. Dann ist die
> Endstufe gestorben. Anschließend sind alle Transistoren von der Endstufe
> rückwärts bis zum nächsten Koppelkondensator abgefackelt. Das passierte
> so schnell, dass die Sicherung keine Zeit mehr zum Auslösen hatte.
>
> MfG. Zeinerling

Klar kann das passieren, das habe ich ja gar nicht bestritten. Aber wie 
schon gesagt, will man wirklich jedes einzelne Bauelement danach 
untersuchen, was eventuell passieren könnte?

von ArnoR (Gast)


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Werner F. schrieb:
>> Am Kollektorwiderstand wird das Signal abgenommen, aber kein
>> Strom gebremst.
>
> Ich hätte wohl besser Strombegrenzung schreiben sollen.

Wäre genauso falsch. Der Strom durch den (verstärkenden) Transistor wird 
im Basis-Emitter-Kreis bestimmt, nicht in der Kollektorleitung. Wenn man 
den Strom (durch Widerstände oder was auch immer) in der 
Kollektorleitung begrenzt, ist der Transistor gesättigt und verstärkt 
nicht.

von Possetitjel (Gast)


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Werner F. schrieb:

> Ich hatte mal einen NF-Verstärker in Reparatur. Der war
> von der Treiberstufe bis zur Endstufe gleichstromgekoppelt.
> Dann ist die Endstufe gestorben. Anschließend sind alle
> Transistoren von der Endstufe rückwärts bis zum nächsten
> Koppelkondensator abgefackelt.

Ich denke, Du vermengst mehrere Dinge.

Es stimmt natürlich, dass Fehlersuche in DC-gekoppelten
Verstärkern aufwendiger ist als bei AC-Kopplung. Trotzdem
bevorzugt man überall dort, wo es möglich ist, DC-Kopplung.
Die Vorteile in der Schaltungstechnik überwiegen die
Nachteile, und die Zuverlässigkeit muss man durch passende
Dimensionierung absichern.

Bei diskret aufgebauten HF-Verstärkern ist DC-Kopplung
i.d.R. sowieso unmöglich. Das wird nicht stabil.

Wenn man sowieso AC-koppeln muss, ist es auch kein echter
Nachteil, wenn die Verstärkerstufe DC-Ansteuerung nicht
aushält - sie kann ja im Regelbetrieb nicht auftreten.

Die Zuverlässigkeit kommt durch Verwenden zuverlässiger
Bauteile und gute Dimensionierung.

von Possetitjel (Gast)


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ArnoR schrieb:

> Werner F. schrieb:
>>> Am Kollektorwiderstand wird das Signal abgenommen,
>>> aber kein Strom gebremst.
>>
>> Ich hätte wohl besser Strombegrenzung schreiben sollen.
>
> Wäre genauso falsch.

Man kann seinen Gesprächspartner auch absichtlich
missverstehen.

Natürlich begrenzt ein Widerstand von 5Ohm den maximalen
Kollektorgleichstrom auf einen niedrigeren Wert als eine
Drossel mit 0.1Ohm.

Ob das nützlich ist, ist eine ganz andere Frage.

von ArnoR (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Man kann seinen Gesprächspartner auch absichtlich
> missverstehen.

Das ist nicht meine Absicht. Ich bezog mich immer noch auf das:

Werner F. schrieb:
> mal angenommen ich baue einen NF-Verstärker in Emiterschaltung, dann
> benötige ich doch ein Widerstand am Kollektor als Strombremse.

> Ich hätte wohl besser Strombegrenzung schreiben sollen.

Keine Ahnung, wieso du mir da absichtliches Missverstehen unterstellst. 
Welchen Sinn sollte denn bei einer Emitterschaltung eine Strombegrenzung 
im Kollektorkreis haben? Man könnte den Kollektorwiderstand auf 0 
setzten (kurzschließen), ohne dass sich der Strom nennenswert ändert.

von Possetitjel (Gast)


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ArnoR schrieb:

> Werner F. schrieb:
>> mal angenommen ich baue einen NF-Verstärker in
>> Emiterschaltung, dann benötige ich doch ein Widerstand
>> am Kollektor als Strombremse.
>
>> Ich hätte wohl besser Strombegrenzung schreiben sollen.
>
> Keine Ahnung, wieso du mir da absichtliches Missverstehen
> unterstellst.

Ich war der -- offenbar falschen - Meinung, man könne Werners
Beispiel mit dem DC-gekoppelten NF-Verstärker gar nicht
missverstehen.

> Welchen Sinn sollte denn bei einer Emitterschaltung eine
> Strombegrenzung im Kollektorkreis haben?

Ein Durchbrennen des Transistor bei falscher Ansteuerung an
der Basis zu verhindern - das ist zumindest meine Vermutung
darüber, was Werner meinen könnte.

> Man könnte den Kollektorwiderstand auf 0 setzten
> (kurzschließen), ohne dass sich der Strom nennenswert ändert.

Für den regulären Arbeitspunkt (bzw. -bereich) des Transistors
stimmt das.

Wenn der Transistor jedoch - etwa aufgrund eines Defektes in
der Schaltung vorher - dauerhaft basisseitig übersteuert wird,
dann kann die Sache anders aussehen: Eine Drossel im Kollektor
ist für Gleichstrom wirkungslos; ein Widerstand begrenzt jedoch
den Kollektorstrom.

von ArnoR (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Ich war der -- offenbar falschen - Meinung, man könne Werners
> Beispiel mit dem DC-gekoppelten NF-Verstärker gar nicht
> missverstehen.

Nur habe ich mich überhaupt nicht auf das Beispiel bezogen, also nichts 
davon zitiert (weil Werner mir da zu viele Dinge durcheinander wirft; 
scheinbar ist Werner ja noch nichtmal die normale Funktion der 
Emitterschaltung klar) sondern nur auf die zitierte Frage nach der 
Emitterschaltung mit Kollektorwiderstand bzw. Spule als 
Kollektorwiderstand.

Possetitjel schrieb:
> Ein Durchbrennen des Transistor bei falscher Ansteuerung an
> der Basis zu verhindern - das ist zumindest meine Vermutung
> darüber, was Werner meinen könnte.

Possetitjel schrieb:
> Wenn der Transistor jedoch - etwa aufgrund eines Defektes in
> der Schaltung vorher - dauerhaft basisseitig übersteuert wird,
> dann kann die Sache anders aussehen: Eine Drossel im Kollektor
> ist für Gleichstrom wirkungslos; ein Widerstand begrenzt jedoch
> den Kollektorstrom.

Aber wenn man das tatsächlich so machen würde, wäre auch die normale 
Funktion beeinträchtigt. Daher macht man das so nicht, sondern versucht, 
z.B. den Emitterstrom zu messen und damit die Basisspannung/strom zu 
begrenzen. Dazu hätte man später noch kommen können.

von ft (Gast)


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1
Ich hatte mal einen NF-Verstärker in Reparatur. Der war von der 
2
Treiberstufe bis zur Endstufe gleichstromgekoppelt. Dann ist die 
3
Endstufe gestorben. Anschließend sind alle Transistoren von der Endstufe 
4
rückwärts bis zum nächsten Koppelkondensator abgefackelt. Das passierte 
5
so schnell, dass die Sicherung keine Zeit mehr zum Auslösen hatte.

Ja, das ist die Schutzschaltung für die Sicherung.

Sie hatten das nur einmal ? Besser isses- Wenn ICH in die ewigen 
Stromkreise eingehe, und die Geister der toten Transistoren aus den 
Sicherungsschutzschaltungen mich entdecken... das gibt eine Stampede...
:-)

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