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Artarex(R)

07.09.2014,
13:33
(editiert von Artarex
am 30.09.2014 um 20:28)
 

~Gelöst~ (Schaltungstechnik)

Erledigt. Danke nochmal, kann man schließen :)

olit(R)

E-Mail

Berlin,
07.09.2014,
14:10
(editiert von olit
am 07.09.2014 um 16:46)


@ Artarex

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» Ich suche nun nach einer korrekten Erklärung bzw erklärung für das
» Messergebnis, warum beim kleiner werden der Kapazität, die grenzfrequenz
» steigt.




Xc = Wechselstromwiderstand.



Wie man leicht erkennen kann, haben die Elkos 2,2µF bis 4,7µF eine größere Kapazität als es der Aufdruck aussagt. Das ist bei Elkos normal.

edit.:

Also mit deinen Elkos 4,7µF , 3,2µF und 2,2µF stimmt etwas nicht.
Ich kann rechnen wie ich will, es kommen 4µF 2,75µF und 2µF heraus.
Die Kapazitäten sind kleiner als ihr Aufdruck. Das ist sehr Merkwürdig! :surprised:
Die widerstandswerte 542 Ohm 547 Ohm und 579 stimmen also nicht. Es sind immer 637 Ohm.

Oder es liegt an Ungenauigkeiten deiner Messreihe.

Xc
(542) 637 Ohm 4µF
(547) 637 Ohm 2,75 µF
(579) 637 Ohm 2µF
637 Ohm
637 Ohm
637 Ohm

Bei den angegebenen Kapazitäten müsste fu kleiner sein.
4,7µF = 53Hz
3,2µF = 78Hz
2,2µF = 113hZ

Kendiman(R)

07.09.2014,
18:10
(editiert von Kendiman
am 07.09.2014 um 20:17)


@ Artarex

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» Hallo.
» Im Rahmen einer Art Projektarbeit die bereits weit fortgeschritten ist,
» habe ich eine technische Messung durchgeführt unter dem Punkt: Abhängigkeit
» der unteren Grenzfrequenz von der Kapazität des EingangsKondensators
» (nur Schulisch, kein Studium)
» Verwendet wurde ein Transistor in Emitterstufe sowie ein Basis
» Spannungsteiler.
» Die Gleichspannung betrug 12 V und der Arbeitspunkt liegt bei 6V
» Die Wechselspannung die vor dem Kondensator anliegt, beträgt konstant 35
» mV.
» Bzw hier ist die Tabelle mit meinen Ergebnissen:
»
»
» Ich suche nun nach einer korrekten Erklärung bzw erklärung für das
» Messergebnis, warum beim kleiner werden der Kapazität, die grenzfrequenz
» steigt.
» Auffällig ist natürlich das die Periodendauer bei einem kleineren
» Kondensator sinkt, was logischerweiße eine Größere Frequenz zur Folge hat.
»
Die Periodendauer ist doch nur vom einspeisenden Generator abhängig.
Die Emitterschaltung kann so etwas nicht verursachen.
»
» Nur suche ich noch nach einer erklärung, weshalb dies so ist.
» Ich frage hier, da ich das ganze gerne korrekt haben möchte, da so ein
» Thema für mich durchaus komplex ist und manchmal auch etwas schwer
» verständlich, da wir dies in Technik nur ein Kurshalbjahr behandelt haben.
» (Komplett Verstärkertechnik und man leider nach einiger Zeit auch vieles
» wieder vergisst^^).
» Sollte ich irgendetwas vergessen haben zu posten was nötig ist, bzw
» irgendwas verwechselt haben, bitte ich dies zu entschuldigen und bedanke
» mich bei jeder Antwort :).

leider sind die Informationen sehr dürftig. Ein Schaltbild mit Werten hätte zur Klärung
viel beigetragen.

Die Grenzfrequenz ist erreicht, wenn die Wechselspannungsamplitude um 3 dB = abgesunken ist.
3 db = 0,707. Das ist eine Definition der Grenzfrequenz.
Die Grenzfrequenz ist auch erreicht, wenn bei einem sinusförmigen Signal
die Phasenverschiebung 45 Grad erreicht ist.

Leider keine Angaben ob es sich um Effektiv- oder Spitzenwerte handelt.
Eine Emitterschaltung ohne Emitterwiderstand ist kaum in einen stabilen Arbeitspunkt zu bringen.
Bei 6,8 V Ausgangswechselspannug ist eine Verzerrung des Eingangssignals vorhanden.
Eine Zeitkonstante T ist absolut nicht sinnvoll.
Die Grenzfrequenz ist von den Eingangshochpass allein abhängig

Ein Hochpass besteht aus einem Widerstand R und einem Kondensator C
In der Emitterschaltung ist das der Eingangskondensator C und die
Parallelschaltung der Widerstände des Basisspannungsteilers und des Basis-Bahn-Widerstand des
Im Bild sind das C1a = 1 uF und die Parallelschaltung aus R1a = 47 k, R2a = 2,577 K und Rbe = 1K
Die Parallelschaltung ergibt 710 Ohm
Die untere Grenzfrequenz eines Hochpasses ist erreicht, Xc = Rges ist.

fgu = 1 / (2 * Pi * R * C) = 1 / ( 2 * 3,1415 * 710 Ohm * 1 uF) = 224 Hz

im Internet suchen nach:
Grenzfrequenz Hochpass
oder:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206171.htm

olit(R)

E-Mail

Berlin,
08.09.2014,
16:31

@ Kendiman

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» » Hallo.

Mich hat mal interessiert, wie genau sich eine solche Messreihe ausführen lässt. :-)
Deshalb bekam der Transistor einen Emitterwiderstand.
Hohes erstaunen überkam mich, als ich feststellte, dass der Eingangswiderstand der Schaltung höher erscheint, als er laut Berechnung sein dürfte. :surprised:
Ich verwendete keine Elkos! Nur Kondensatoren. Trotzdem gab es Ausreißer. Aber zu guter letzt sieht es doch ganz gut aus.:cool: (Bis auf den Eingangswiderstand :-( )


Kendiman(R)

08.09.2014,
18:42
(editiert von Kendiman
am 08.09.2014 um 18:54)


@ olit

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» » » Hallo.
»
» Mich hat mal interessiert, wie genau sich eine solche Messreihe ausführen
» lässt. :-)
» Deshalb bekam der Transistor einen Emitterwiderstand.
» Hohes erstaunen überkam mich, als ich feststellte, dass der
» Eingangswiderstand der Schaltung höher erscheint, als er laut Berechnung
» sein dürfte. :surprised:
» Ich verwendete keine Elkos! Nur Kondensatoren. Trotzdem gab es Ausreißer.
» Aber zu guter letzt sieht es doch ganz gut aus.:cool: (Bis auf den
» Eingangswiderstand :-( )
»
»
»

Hallo Olit,

der eingefügte Emitterwiderstand beeinflusst den Gesamteingangswiderstand erheblich.
Das ist eine Sromgegenkopplung.
Dadurch verringert sich die Verstärkung und der Eingangswiderstand steigt.
An der großen Verstärkung habe ich bemerkt, dass "Artarex" eine einfache
Emitterschaltung ohne Stromgegenkopplung verwendet.

Im Bild eine Simulation der Schaltung.
Mit einem 1 uF Eingangskondensator habe ich eine untere Grenzfrequenz von ca 37 Hz ermittelt.
Entspricht also genau deiner Messung.

Durch die Gegenkopplung des Emitterwiderstandes kann man den Eingangswiderstand nicht so
einfach berechnen. Da geht der Stromverstärkungsfaktor Beta noch mit ein.




olit(R)

E-Mail

Berlin,
08.09.2014,
19:27
(editiert von olit
am 09.09.2014 um 09:08)


@ Kendiman

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

Ich habe mal folgendes gemacht.

Zum Eingangswiderstand des Verstärkers: 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
(Dazu muss ich sagen, das der Innenwiderstand des Generators nur 600 Ohm hat. Nicht 800.)
Generator auf 50mV eingestellt, dann den Kondensator (47µ) entfernt. Ausgangsspannung stieg auf 57mV. Delta 7mV.
7mV / 600 Ohm = 11,66µA
57mV / (4,29kOhm + 600 Ohm) 11,7µA
11,7µA * 4,29kOhm = 50mV

Der Eingangswiderstand des Verstärkers beträgt also wirklich 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
Mit dem Innenwiderstand des Generators sind es 4,89kOhm. Also soweit alles in Ordnung!

Warum sich in der Messreihe ein Widerstand von 7kOhm darstellt ist mir unklar.

Zu deiner Simulation:
37Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29 Ohm.
1,414 / (2Pi*37Hz*1µ) = 6,08 kOhm.
Ist auch ein stück weit weg von rund 4,3 kOhm.:-|

(Das der Emitterwiderstand den Eingangswiderstand erhöht ist ja klar.
Deshalb habe ich ja die Basis vernachlässigt.
Die Verstärkung ist 6,2kOhm / 1,5kOhm = 4,13. Das haut ja auch hin.)

» » » » Hallo.
» »
» » Mich hat mal interessiert, wie genau sich eine solche Messreihe
» ausführen
» » lässt. :-)
» » Deshalb bekam der Transistor einen Emitterwiderstand.
» » Hohes erstaunen überkam mich, als ich feststellte, dass der
» » Eingangswiderstand der Schaltung höher erscheint, als er laut Berechnung
» » sein dürfte. :surprised:
» » Ich verwendete keine Elkos! Nur Kondensatoren. Trotzdem gab es
» Ausreißer.
» » Aber zu guter letzt sieht es doch ganz gut aus.:cool: (Bis auf den
» » Eingangswiderstand :-( )
» »
» »
» »
»
» Hallo Olit,
»
» der eingefügte Emitterwiderstand beeinflusst den Gesamteingangswiderstand
» erheblich.
» Das ist eine Sromgegenkopplung.
» Dadurch verringert sich die Verstärkung und der Eingangswiderstand steigt.
» An der großen Verstärkung habe ich bemerkt, dass "Artarex" eine einfache
» Emitterschaltung ohne Stromgegenkopplung verwendet.
»
» Im Bild eine Simulation der Schaltung.
» Mit einem 1 uF Eingangskondensator habe ich eine untere Grenzfrequenz von
» ca 37 Hz ermittelt.
» Entspricht also genau deiner Messung.
»
» Durch die Gegenkopplung des Emitterwiderstandes kann man den
» Eingangswiderstand nicht so
» einfach berechnen. Da geht der Stromverstärkungsfaktor Beta noch mit ein.
»
»
»

olit(R)

E-Mail

Berlin,
09.09.2014,
10:41
(editiert von olit
am 09.09.2014 um 12:52)


@ olit

Die Physik stimmt wieder!

Es konnte ja nicht sein, das Theorie und Praxis nicht übereinstimmt!
Es ist mir zwar etwas peinlich so einen Blöden Fehler gemacht zu haben, aber jetzt bin ich wenigstens zufrieden.
Ich stellte fest, dass meine errechneten Werte von Xc um einen Faktor von rund 1,4 vom Eingangswiderstand der Transistorstufe abwichen.
Warum ich sqrt{2} anstatt den einfachen Kehrwert verwendete? Weiß der Teufel.




edit.:
Am 07. 09. lag ich noch richtig.:-)

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=210798&page=0&category=all&order=time

2.edit.:
Und die Simulation von Kendiman ist auch stimmig!
37Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29 kOhm.
1 / (2Pi*37Hz*1µ) = 4,3 kOhm.

Kendiman(R)

09.09.2014,
13:04
(editiert von Kendiman
am 09.09.2014 um 13:14)


@ olit

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» Ich habe mal folgendes gemacht.
»
» Zum Eingangswiderstand des Verstärkers: 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
» (Dazu muss ich sagen, das der Innenwiderstand des Generators nur 600 Ohm
» hat. Nicht 800.)
» Generator auf 50mV eingestellt, dann den Kondensator (47µ) entfernt.
» welcher 47uF Kondensatror ?
»
Ist der Generator galvanisch angekoppelt ?
Das würde den Arbeitspunkt verschieben.
»
» Ausgangsspannung stieg auf 57mV. Delta 7mV.
» 7mV / 600 Ohm = 11,66µA
» 57mV / (4,29kOhm + 600 Ohm) 11,7µA
» 11,7µA * 4,29kOhm = 50mV
»
» Der Eingangswiderstand des Verstärkers beträgt also wirklich
» 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
»
Der Eingangswiderstand des Transistors ist durch die Stromgegenkopplung
so groß, dass nur die beiden Spannungsteilerwiderstände 27K || 5.1k in die
Berechnung eingehen = 4,29kOhm.
»
» Mit dem Innenwiderstand des Generators sind es 4,89kOhm. Also soweit alles
» in Ordnung!
»
Der Generatorinnenwiderstand hat auf die untere Grenzfrequenz keinen Einfluss
und ist auch nicht Teil des Eingangswiderstandes
»
» Warum sich in der Messreihe ein Widerstand von 7kOhm darstellt ist mir
» unklar.
»
» Zu deiner Simulation:
» 37Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29 Ohm.
» 1,414 / (2Pi*37Hz*1µ) = 6,08 kOhm.
» Ist auch ein stück weit weg von rund 4,3 kOhm.:-|
»
Nimmt man 37 Hz als untere Grenzfrequenz, 1 uF als Koppelkondesator und 4,29 kOhm als
Eingangswiderstand, so stimmt das Ergebnis.
»
» (Das der Emitterwiderstand den Eingangswiderstand erhöht ist ja klar.
» Deshalb habe ich ja die Basis vernachlässigt.
» Die Verstärkung ist 6,2kOhm / 1,5kOhm = 4,13. Das haut ja auch hin.)
»
» » » » » Hallo.
» » »
» » » Mich hat mal interessiert, wie genau sich eine solche Messreihe
» » ausführen
» » » lässt. :-)
» » » Deshalb bekam der Transistor einen Emitterwiderstand.
» » » Hohes erstaunen überkam mich, als ich feststellte, dass der
» » » Eingangswiderstand der Schaltung höher erscheint, als er laut
» Berechnung
» » » sein dürfte. :surprised:
» » » Ich verwendete keine Elkos! Nur Kondensatoren. Trotzdem gab es
» » Ausreißer.
» » » Aber zu guter letzt sieht es doch ganz gut aus.:cool: (Bis auf den
» » » Eingangswiderstand :-( )
» » »
» » »
» » »
» »
» » Hallo Olit,
» »
» » der eingefügte Emitterwiderstand beeinflusst den
» Gesamteingangswiderstand
» » erheblich.
» » Das ist eine Sromgegenkopplung.
» » Dadurch verringert sich die Verstärkung und der Eingangswiderstand
» steigt.
» » An der großen Verstärkung habe ich bemerkt, dass "Artarex" eine einfache
»
» » Emitterschaltung ohne Stromgegenkopplung verwendet.
» »
» » Im Bild eine Simulation der Schaltung.
» » Mit einem 1 uF Eingangskondensator habe ich eine untere Grenzfrequenz
» von
» » ca 37 Hz ermittelt.
» » Entspricht also genau deiner Messung.
» »
» » Durch die Gegenkopplung des Emitterwiderstandes kann man den
» » Eingangswiderstand nicht so
» » einfach berechnen. Da geht der Stromverstärkungsfaktor Beta noch mit
» ein.
» »
» »
» »

olit(R)

E-Mail

Berlin,
09.09.2014,
15:42
(editiert von olit
am 09.09.2014 um 15:54)


@ Kendiman

Ist doch unterdessen Geklärt!

» » Ich habe mal folgendes gemacht.
» »
» » Zum Eingangswiderstand des Verstärkers: 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
» » (Dazu muss ich sagen, das der Innenwiderstand des Generators nur 600
» Ohm
» » hat. Nicht 800.)
» » Generator auf 50mV eingestellt, dann den Kondensator (47µ) entfernt.
» » welcher 47uF Kondensatror ?
Für diesen Zweck hatte ich für C einen extragroßen Kondensator eingesetzt, damit du mir nicht erklärst, dass dieser einen Einfluss haben könnte.

» »
» Ist der Generator galvanisch angekoppelt ?
» Das würde den Arbeitspunkt verschieben.
Nein!



» » Der Eingangswiderstand des Verstärkers beträgt also wirklich
» » 27kOhm||5,1kOhm = 4,29kOhm
» »
» Der Eingangswiderstand des Transistors ist durch die Stromgegenkopplung
» so groß, dass nur die beiden Spannungsteilerwiderstände 27K || 5.1k in die
» Berechnung eingehen = 4,29kOhm.
Ich habe nie etwas anderes behauptet!
» »
» » Mit dem Innenwiderstand des Generators sind es 4,89kOhm. Also soweit
» alles
» » in Ordnung!
» »
» Der Generatorinnenwiderstand hat auf die untere Grenzfrequenz keinen
» Einfluss
» und ist auch nicht Teil des Eingangswiderstandes
Aber selbstverständlich hat der einen Einfluss!
R+C+R = C+R+R

In deiner Simulation:
37Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29 Ohm.
1 / (2Pi * 37Hz*1µ) = 4,3kOhm Alles Paletti!!

Mit meinem Generator
33Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29kOhm + 600 Ohm = 4,89kOhm
1 / (2Pi * 33Hz*1µ) = 4,8kOhm. Auch alles Paletti !!

» »
» » Warum sich in der Messreihe ein Widerstand von 7kOhm darstellt ist mir
» » unklar.
» »
» » Zu deiner Simulation:
» » 37Hz bei 1µF und Eingangswiderstand von 4,29 Ohm.
» » 1,414 / (2Pi*37Hz*1µ) = 6,08 kOhm.
» » Ist auch ein stück weit weg von rund 4,3 kOhm.:-|
» »
» Nimmt man 37 Hz als untere Grenzfrequenz, 1 uF als Koppelkondesator und
» 4,29 kOhm als
» Eingangswiderstand, so stimmt das Ergebnis.
Ich habe doch schon längst erkannt-, und im letzten Posting meinen Fehler eingestanden.
Du hättest mir ja sagen können, dass ich anstatt sqrt{2} den einfachen Kehrwert hätte nehmen müssen. ;-)

olit(R)

E-Mail

Berlin,
09.09.2014,
15:57
(editiert von olit
am 09.09.2014 um 16:00)


@ Kendiman

Ein Leeres Posting :-(

Ist ausversehen passiert

Kendiman(R)

09.09.2014,
18:26
(editiert von Kendiman
am 09.09.2014 um 18:48)


@ olit

Ist doch unterdessen Geklärt!

» » Ist der Generator galvanisch angekoppelt ?
» » Das würde den Arbeitspunkt verschieben.
» Nein!

»
»
Der Ausgang des Generators hat einen Gleichspannungsanteil von 0 Volt.
Der Basisspannungsteiler hat eine Spannung von ca. 1,8 Volt
Da muss es doch zu einem Ausgleich kommen.
Der 680 Ohm Widerstand liegt dann parallel zum 5,1 kOhm Basis -Spannungteilerwiderstand.

Artarex(R)

09.09.2014,
18:56
(editiert von Artarex
am 30.09.2014 um 20:29)


@ Kendiman

Gelöst :)

Danke nochmal. Hat sich alles geklärt/von alleine gelöst :)

olit(R)

E-Mail

Berlin,
09.09.2014,
19:20

@ Kendiman

Ist doch unterdessen Geklärt!

» » » Ist der Generator galvanisch angekoppelt ?
» » » Das würde den Arbeitspunkt verschieben.
» » Nein!
»
» »
» »
» Der Ausgang des Generators hat einen Gleichspannungsanteil von 0 Volt.
» Der Basisspannungsteiler hat eine Spannung von ca. 1,8 Volt
» Da muss es doch zu einem Ausgleich kommen.
» Der 680 Ohm Widerstand liegt dann parallel zum 5,1 kOhm Basis
» -Spannungteilerwiderstand.
»
»

Ich habe nicht gesagt, dass ich den Kondensator C gebrückt habe.
Ich habe ihn herausgenommen, um den Ausgang des Generators zu entlasten.


Kendiman(R)

09.09.2014,
19:27
(editiert von Kendiman
am 09.09.2014 um 19:37)


@ Artarex

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» Hallo. Danke für die beiden Antworten :)
» Ich habe denke ich nun soweit fast alles.
» Das Schaltbild habe ich euch hier nocheinmal gepostet.
»
»
» Ich brauche nurnoch eine Antwort auf die Frage, warum ausgerechnet bei
» Kondensatoren mit kleinerer Kapazität, die Grenzfrequenz steigt. (Ich hoffe
» das ich die Antwort nicht überlesen habe :P)
» Nochmals vielen Dank an euch.

Ein C-R Glied ist ein Hochpass.
Die Formel für die Berechnung der unteren Grenzfrequenz lautet:

fgu = 1 / ( 2 * Pi * R * C )

Verwendet man einen kleineren Kondensator dann ergibt die Formel eine größere untere Grenzfrequenz
Ein kleinerer Kondensator lässt nur höhere Frequenzen besser durch.
Der Widerstand eines Kondensators ist eben frequenzabhängig.

fgu = untere Grenzfrequenz
R = Parallelschaltung aus den beiden Spannungteilerwiderständen und dem Basisbahnwiderstand rbe
R = R1 || R2 || rbe
rbe ist aus den Transistordaten zu entnehmen (ca 1 kOhm )
C ist der Koppelkondensator

olit(R)

E-Mail

Berlin,
09.09.2014,
19:27

@ Artarex

Änderug der fgu bei unterschiedlichen Eingangskondensator

» Ich brauche nurnoch eine Antwort auf die Frage, warum ausgerechnet bei
» Kondensatoren mit kleinerer Kapazität, die Grenzfrequenz steigt. (Ich hoffe
» das ich die Antwort nicht überlesen habe :P)
» Nochmals vielen Dank an euch.


Da reist man sich den Arsch auf und es ist erfolglos.
Eine kleine Kapazität ist eben schneller geladen als eine Große.
Eine Kaffeekanne ist bei gleicher Wasserströmung schneller Voll als eine Gießkanne.

Kendiman(R)

09.09.2014,
19:32

@ olit

Ist doch unterdessen Geklärt!

» » » » Ist der Generator galvanisch angekoppelt ?
» » » » Das würde den Arbeitspunkt verschieben.
» » » Nein!
» »
» » »
» » »
» » Der Ausgang des Generators hat einen Gleichspannungsanteil von 0 Volt.
» » Der Basisspannungsteiler hat eine Spannung von ca. 1,8 Volt
» » Da muss es doch zu einem Ausgleich kommen.
» » Der 680 Ohm Widerstand liegt dann parallel zum 5,1 kOhm Basis
» » -Spannungteilerwiderstand.
» »
» »
»
» Ich habe nicht gesagt, dass ich den Kondensator C gebrückt habe.
» Ich habe ihn herausgenommen, um den Ausgang des Generators zu entlasten.
»
herausgenommen, also ist er nicht er in der Schaltung vorhanden,
Im Schaltbild ist ein C jedoch eingezeichnet ????
»
»