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Hallo,

habe Schwierigkeit beim Verstehen des Begriffs "Arbeitspunkt". Die Definition von Wikipedia hilft nicht weiter

thx im voraus
LG

» Hallo,
»
» habe Schwierigkeit beim Verstehen des Begriffs "Arbeitspunkt". Die
» Definition von Wikipedia hilft nicht weiter

Ich versuch's mal ohne allzuviel Fachbegriffe:

Wenn man sich die Diagramme anschaut, die darstellen, wie ein elektronisches Bauteil irgendeine (oft elektrische) Größe in eine (andere) elektrische Größe "übersetzt", dann sind das oft krumme Kurven.

Die Eigenschaft, krumm zu sein, (Nichtlinearität) ist für sehr viele Anwendungsfälle (insbesondere auch für verzerrungsarme Verstärkung) unpraktisch.

Man geht damit oft um, indem man nur mir einem kurzen Abschnitt der Kurve arbeitet, der für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist (z.B. möglichst steil ist (Sensor) oder möglichst nah an Linearität liegt).

Ein Punkt in der Mitte dieses Abschnittes wird dann als Ausgangspunkt hergenommen, und der Rest des Kurvenabschnittes wird dann durch eine Gerade modelliert. (Linearisierung am Arbeitspunkt). Damit vereinfacht man die Berechnung der Anwendung ganz drastisch, weil im Modell dann nur noch eine lineare Funktion vorliegt.

Der gewählte Punkt heißt dann Arbeitspunkt. EIn Verstärker wird so eingestellt, dass er, wenn er in Ruhe ist, genau an diesem Punkt abeitet.


HTH,
m

vielen Dank, hat mir sehr geholfen.

» vielen Dank, hat mir sehr geholfen.

Wobei, 'm' hat Dir mit dem Arbeitspunkt ein interessantes Beispiel mit der Nichtlinearität eines Signales geliefert.

Allgemein betrachtet ist aber der Arbetspunkt nichts anderes als eine Bezugsspannung, eine Referenz, auf die sich eine (variable) Signal-Spannung bezieht.

Ist die analoge Schaltung mit einer symmetrischen Betriebsspannung ±Ub (Dual-Supply) versorgt, dann ist der Arbeitspunkt meist der GND-Pegel, also 0 VDC.

Ist die analoge Schaltung mit einer asymmetrischen Betriebsspannung +Ub (Single-Supply) versorgt, dann ist der Arbeitspunkt meist +Ub/2, also die halbe Betriebsspannung.

Manchmal ist es z.B. weniger als +Ub/2, wenn man Opamps einsetzt, die zwar bis 0 V aber nicht ganz bis +Ub aussteuerbar sind. Mit einer solchen Arbeitspunktverschiebung nach unten erreicht man, dass die Ausgangsspannung symmetrisch begrenzt wird. Die Begrenzung des analogen Ausgangssignales im positiven Bereich des +Ub-Pegel gleich stark wie im Bereich des GND-Pegel.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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» » habe Schwierigkeit beim Verstehen des Begriffs "Arbeitspunkt". Die
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» Ich versuch's mal ohne allzuviel Fachbegriffe:
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» Wenn man sich die Diagramme anschaut, die darstellen, wie ein
» elektronisches Bauteil irgendeine (oft elektrische) Größe in eine (andere)
» elektrische Größe "übersetzt", dann sind das oft krumme Kurven.
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» Die Eigenschaft, krumm zu sein, (Nichtlinearität) ist für sehr viele
» Anwendungsfälle (insbesondere auch für verzerrungsarme Verstärkung)
» unpraktisch.
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» Man geht damit oft um, indem man nur mir einem kurzen Abschnitt der Kurve
» arbeitet, der für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist (z.B.
» möglichst steil ist (Sensor) oder möglichst nah an Linearität liegt).
»
» Ein Punkt in der Mitte dieses Abschnittes wird dann als Ausgangspunkt
» hergenommen, und der Rest des Kurvenabschnittes wird dann durch eine
» Gerade modelliert. (Linearisierung am Arbeitspunkt). Damit vereinfacht man
» die Berechnung der Anwendung ganz drastisch, weil im Modell dann nur noch
» eine lineare Funktion vorliegt.
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» Der gewählte Punkt heißt dann Arbeitspunkt. EIn Verstärker wird so
» eingestellt, dass er, wenn er in Ruhe ist, genau an diesem Punkt abeitet.
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» HTH,
» m

Zum Erklären muss nicht immer ein Bereich der Elektronik gewählt werden.
Nehmen wir eine Druckfeder. Im Normalzustand ist sie entspannt und lässt sich einen gewissen Weg zusammendrücken.

Jetzt nehmen wir einen Anwendungsfall, das Auto.
Dort werden Federn bei den Stoßdämpfern eingebaut.
Dabei wir die Feder so gewählt, dass sie ungefähr mit dem normalen Wagengewicht bis zur Häfte des Arbeitsweges zusammengedrückt ist. Damit kann die Feder Unebenheiten (Erhebungen und Vertiefungen) ausgleichen, weil sie in beide Richtungen agieren kann.
Der Normalzustand, bzw. der Arbeitspunkt liegt in der "Mitte".
Wird der Arbeitspunkt jetzt durch Beladung in eine Richtung verschoben, so ändert sich der verbleibende Arbeitsweg und damit das Verhalten des Systems.

Du kannst als weiteres Beispiel einen Kugelschreiber nehmen, bei dem der Arbeitspunkt in Bezug auf die Feder anders definiert ist. Dabei reicht es, wenn die Feder die Mine sicher zurückdrückt und beim Drücken den Druckweg nicht einschränkt.

--
Gruß
otti
_____________________________________
E-Laie aber vielleicht noch lernfähig

» Zum Erklären muss nicht immer ein Bereich der Elektronik gewählt werden.
» Nehmen wir eine Druckfeder. Im Normalzustand ist sie entspannt und lässt
» sich einen gewissen Weg zusammendrücken.
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» Jetzt nehmen wir einen Anwendungsfall, das Auto.
» Dort werden Federn bei den Stoßdämpfern eingebaut.
» Dabei wir die Feder so gewählt, dass sie ungefähr mit dem normalen
» Wagengewicht bis zur Häfte des Arbeitsweges zusammengedrückt ist. Damit
» kann die Feder Unebenheiten (Erhebungen und Vertiefungen) ausgleichen,
» weil sie in beide Richtungen agieren kann.
» Der Normalzustand, bzw. der Arbeitspunkt liegt in der "Mitte".
» Wird der Arbeitspunkt jetzt durch Beladung in eine Richtung verschoben, so
» ändert sich der verbleibende Arbeitsweg und damit das Verhalten des
» Systems.
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» Du kannst als weiteres Beispiel einen Kugelschreiber nehmen, bei dem der
» Arbeitspunkt in Bezug auf die Feder anders definiert ist. Dabei reicht es,
» wenn die Feder die Mine sicher zurückdrückt und beim Drücken den Druckweg
» nicht einschränkt.

Danke für die anschauliche Antwort.

LG