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tom7(R)

25.11.2017,
10:03
 

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren (Schaltungstechnik)

Hey,
es soll die Schaltung im Anhang dimensioniert werden mit einer Spannungsverstärkung von A = -R_N / R_1 = -6. D.h., dass der Widerstand R_N das sechsfache vom Widerstand R1 betragen soll. Wählen wir eine Betriebsspannung von 10V, einen Strom I_C von 5mA und eine Verstärkung des Transistors B mit 150.

Soweit ich weiß, ist mit U_CE <= U_B/2 eine gute stabilisierende Wirkung zu erreichen. D.h. ich bestimme mir zuerst R_N = (U_CE - U_BE)/I_B und aus dem ergibt sich R_1 = R_N*6.

Mein Kollektor-Widerstand ist dann folgendermaßen zu bestimmen: R_C = (U_B - U_CE)/(I_B + I_C)

Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte "gut" gewählt?

Gruß
tom7



xy(R)

E-Mail

25.11.2017,
12:06

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte "gut"
» gewählt?

Du hast mindestens falsch gerechnet.

Dass die von dir genannte Formel zur Verstärkung nur eine bedingte Näherung ist weißt du?

tom7(R)

25.11.2017,
12:42

@ xy

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte "gut"
» » gewählt?
»
» Du hast mindestens falsch gerechnet.
»
» Dass die von dir genannte Formel zur Verstärkung nur eine bedingte Näherung
» ist weißt du?

Danke für die Antwort! Ja, das weiß ich. Ich darf erstmal von dieser Näherung ausgehen. Angenommen man geht von solcher Verstärkung aus, ist Arbeitspunkt dann trotzdem richtig eingestellt worden?

xy(R)

E-Mail

25.11.2017,
13:26

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » » Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte
» "gut"
» » » gewählt?
» »
» » Du hast mindestens falsch gerechnet.
» »
» » Dass die von dir genannte Formel zur Verstärkung nur eine bedingte
» Näherung
» » ist weißt du?
»
» Danke für die Antwort! Ja, das weiß ich. Ich darf erstmal von dieser
» Näherung ausgehen. Angenommen man geht von solcher Verstärkung aus, ist
» Arbeitspunkt dann trotzdem richtig eingestellt worden?

Nein, du hast dich ja verrechnet.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.11.2017,
14:11
(editiert von olit
am 25.11.2017 um 15:29)


@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » » Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte
» "gut"
» » » gewählt?
» »
» » Du hast mindestens falsch gerechnet.
» »
» » Dass die von dir genannte Formel zur Verstärkung nur eine bedingte
» Näherung
» » ist weißt du?
»
» Danke für die Antwort! Ja, das weiß ich. Ich darf erstmal von dieser
» Näherung ausgehen. Angenommen man geht von solcher Verstärkung aus, ist
» Arbeitspunkt dann trotzdem richtig eingestellt worden?

Unter Berücksichtigung, dass R1 = RN / 6 habe ich nach deinen Vorgaben mal einen Transistor mit ß 150 zusammen gestöpselt. Und das Eingangssignal über einen Kondensator eingekoppelt.

edit
Da war ein Widerstand in der falschen Schachtel eingeordnet alle Messergebnisse sind schrott. :-| :lol2:

Thomas Kuster(R)

25.11.2017,
15:27

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

Hallo tom7
gehe bei der Dimensionierung der Schaltung so vor :

1. Rc bestimmen mit Rc = Vcc/2 / Ic
2. Rn berechnen mit Rn = Rc*B
3. R1 berechnen mit R1 = 2 * Rn / V

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

xy(R)

E-Mail

25.11.2017,
15:35

@ Thomas Kuster

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» 3. R1 berechnen mit R1 = 2 * Rn / V

Ähm...

tom7(R)

25.11.2017,
15:39
(editiert von tom7
am 25.11.2017 um 16:18)


@ xy

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » » » Habe ich den Arbeitspunkt so richtig eingestellt bzw. meine Werte
» » "gut"
» » » » gewählt?
» » »
» » » Du hast mindestens falsch gerechnet.
» » »
» » » Dass die von dir genannte Formel zur Verstärkung nur eine bedingte
» » Näherung
» » » ist weißt du?
» »
» » Danke für die Antwort! Ja, das weiß ich. Ich darf erstmal von dieser
» » Näherung ausgehen. Angenommen man geht von solcher Verstärkung aus, ist
» » Arbeitspunkt dann trotzdem richtig eingestellt worden?
»
» Nein, du hast dich ja verrechnet.

Ahh, stimmt! Danke, es ist doch nicht so einfach. Ich habe übersehen, dass durch R_N nicht der Basisstrom I_B fließt, sondern ein anderer Strom I_N. I_B ist jener Strom der auch aus dem Strom von R_1 abhängt.

Also nochmal:

U_CE <= U_B/2 für eine gute stabilisierende Wirkung. Also bestimme ich R_N = (U_CE - U_BE)/I_N und aus dem ergibt sich R_1 = R_N/6. Aber jetzt muss ich irgendwie I_N noch ausdrücken können. Der Strom durch den Widerstand R_C ist I_N + I_C. D.h. R_C = (U_B - U_CE)/(I_C + I_N)

Aber hier komme ich nicht mehr weiter. Ich habe mehr Unbekannte als Formeln. Kann mir jemand noch einen Tipp geben bitte?


edit: Dann gilt ja noch (U_e - U_BE) / R_1 + (U_CE - U_BE) / R_N = I_B = I_C/B

Oder auch (U_B-U_CE)/R_C = (U_CE- U_BE)/R_N + I_C

Aber ich muss ja fast irgendeinen Widerstand vorher wählen, um alle anderen berechnen zu können oder nicht?

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.11.2017,
16:18

@ Thomas Kuster

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» Hallo tom7
» gehe bei der Dimensionierung der Schaltung so vor :
»
» 1. Rc bestimmen mit Rc = Vcc/2 / Ic
» 2. Rn berechnen mit Rn = Rc*B
» 3. R1 berechnen mit R1 = 2 * Rn / V
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

Den 3. Punkt deiner Angabe kann ich nicht nachvollziehen.
“3. R1 berechnen mit R1 = 2 * Rn / V150“ da käme was um 2kOhm heraus.
Oder
“3. R1 berechnen mit R1 = 2 * Rn / V6 sind 43kOhm“

Und da ist die Verstärkung Ua1100mV / Ue36mV = 30.
Oder Ua 5mV / Ue36mV = 2
Das ist ja eine erhebliche Abweichung von
der gewünschten sechsfachen Verstärkung.

Nach dem mein erstes Experiment in die Hose ging, habe ich folgendes Ergebnis.

Rc =1kOhm
RN = (5V-0,65V) / (5mA/ß150) = 130kOhm
R1 = 130kOhm /6 = 22kOhm

Messung:
UCE = 5V
Verstärkung = Ua 129mV / Ue 36,5mV = 3,5 fach

tom7(R)

25.11.2017,
16:25

@ olit

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

Aber warum gilt R_N = (U_CE - U_BE) / I_B ?

Durch R_N fließt doch I_N und nicht I_B. Denn es gilt ja: (U_e - U_BE) / R_1 + (U_CE - U_BE) / R_N = I_B

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.11.2017,
16:39

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» Aber warum gilt R_N = (U_CE - U_BE) / I_B ?
»
» Durch R_N fließt doch I_N und nicht I_B. Denn es gilt ja: (U_e - U_BE) /
» R_1 + (U_CE - U_BE) / R_N = I_B

Ich denke. Dass die Eingangsspannung über einen Kondensator eingekoppelt wird.
Ansonsten wäre ja deine ganze Berechnung Schrott.

Du willst einen Basisstrom von IC=5mA / ß150 =33,3µA
An RN liegt die Differenz zwischen Uc 5V und Ub rund 0,65V = 4,35V
Also 4,35V / Rn = Ib

tom7(R)

25.11.2017,
16:51
(editiert von tom7
am 25.11.2017 um 16:54)


@ olit

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » Aber warum gilt R_N = (U_CE - U_BE) / I_B ?
» »
» » Durch R_N fließt doch I_N und nicht I_B. Denn es gilt ja: (U_e - U_BE) /
» » R_1 + (U_CE - U_BE) / R_N = I_B
»
» Ich denke. Dass die Eingangsspannung über einen Kondensator eingekoppelt
» wird.
» Ansonsten wäre ja deine ganze Berechnung Schrott.
»
» Du willst einen Basisstrom von IC=5mA / ß150 =33,3µA
» An RN liegt die Differenz zwischen Uc 5V und Ub rund 0,65V = 4,35V
» Also 4,35V / Rn = Ib

Achso danke, d.h. ich kann davon ausgehen, dass meine Eingangsspannung auf 0V ist. Und somit kann ich davon ausgehen das I_b wirklich durch R_N fließt, richtig?

D.h. R_N = (U_CE - U_BE) / I_B und R_C = (U_B - U_CE) wobei I_B = I_C/150

So stimmts, oder?

xy(R)

E-Mail

25.11.2017,
16:58

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» Achso danke, d.h. ich kann davon ausgehen, dass meine Eingangsspannung auf
» 0V ist.

Nein.


» Und somit kann ich davon ausgehen das I_b wirklich durch R_N
» fließt, richtig?

Ja.

tom7(R)

25.11.2017,
17:20

@ xy

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » Achso danke, d.h. ich kann davon ausgehen, dass meine Eingangsspannung
» auf
» » 0V ist.
»
» Nein.

Hmm, ist es dann deswegen, weil ich Ue = 0V sage, nur für die Arbeitspunkteinstellung. Also ich wähle einen Arbeitspunkt bei Ue=0V ?

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.11.2017,
17:36

@ tom7

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » » Achso danke, d.h. ich kann davon ausgehen, dass meine Eingangsspannung
» » auf
» » » 0V ist.
» »
» » Nein.
»
» Hmm, ist es dann deswegen, weil ich Ue = 0V sage, nur für die
» Arbeitspunkteinstellung. Also ich wähle einen Arbeitspunkt bei Ue=0V ?

Zum Verständnis.

tom7(R)

25.11.2017,
17:54

@ olit

Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung dimensionieren

» » » » Achso danke, d.h. ich kann davon ausgehen, dass meine
» Eingangsspannung
» » » auf
» » » » 0V ist.
» » »
» » » Nein.
» »
» » Hmm, ist es dann deswegen, weil ich Ue = 0V sage, nur für die
» » Arbeitspunkteinstellung. Also ich wähle einen Arbeitspunkt bei Ue=0V ?
»
» Zum Verständnis.
»
»

Also laut dem Bild liegen an R1 immer 0,65V an egal wie groß mein DC-Anteil ist? Ich dachte das passiert nur, wenn ich davon ausgehe, dass Ue einen DC-Anteil von 0V hat.

Weil der Kondensator filtert ja mein AC-Signal.