vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 60 alle anderen konstanten Quellen ab, so reduziert sich die Schaltung in Bezug auf die Quelle Ue auf die Grundschaltung des invertierenden Verstärkers, so dass der Eingangswiderstand gleich R wird. Die Eingangsquellen Ue+ und Ue werden mit verschiedenen Eingangswiderständen belastet. 4.10.5 Gleichtaktverstärkung Vorbemerkungen: Im Gegensatz zum nicht-invertierenden und zum invertierenden Vertärker besitzt der Di¤erenzverstärker zwei Eingangsklemmen und demnach eine in Bezug auf diese Klemmen de…nierte Verstärkung. So ist z.B. beim vollsymmetrischen Di¤erenzverstärker die Verstärkung in Bezug auf den invertierenden Eingang gleich -1 und in Bezug auf den nichtinvertierenden Eingang gleich +1 . Schließt man die Eingangsklemmen kurz, so sollten sich beide Verstärkungsanteile kompensieren, so dass die Ausgangsspannung gleich Null wird. Dies gilt allerdings nur dann, wenn alle Widerstände exakt gleich sind und sich der OP ideal verhält. Bei realen Di¤erenzverstärkern sind diese Bedingungen keineswegs so ideal, so dass sich - wenn auch geringe - Di¤erenzen in der Verstärkung beider Kanäle ergeben. Im Folgenden wird die Auswirkung dieser Verstärkungsunsymmetrie untersucht. Berechnung der Gleichtaktverstärkung: Die Gleichtaktverstärkung eines Di¤erenzverstärkers ergibt sich dann, wenn dessen Eingänge kurzgeschlossen und dann eine Eingagsspannung an den nun gemeinsamen Eingangsanschluss gelegt wird. Diese Eingangsspannung nennt man Gleichtakteingangsspannung; sie wird hier mit Ugl bezeichnet. Die zugrundeliegende Schaltung ist in der folgenden Abbidung dargestellt. Besteht zwischen dem nicht-invertierenden und dem invertierenden Kanal volle Symmetrie, so ergibt sich, wegen Ue+ = Ue = Ugl also wegen Ue+ Ue = 0 V eine Ausgangsspannung von Ua = 0 V: Verändert man nun die Verstärkung in einem Kanal, indem man z.B. - wie oben eingezeichnet - einen Widerstand - z.B. R3 - gleich Rx setzt, so errechnet sich die Ausgangsspannung nach der oben abgeleiteten Spannungstransferfunktion Ua = = R Rx R Rx + R R + Rx Ua = vgl Ugl Ugl 1 + R R Ugl R R Ugl Wie man sieht, ist die Ausgangsspannung für Rx 6= R von Null verschieden und ändert sich proportional mit der Gleichtakteingangsspannung Ugl. Den Proportionalitätsfaktor zwischen der
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 61 Ausgangsspannung und der Gleichtakteingangsspannung bezeichnet man als Gleichtaktverstärkung. vgl. Die Gleichtaktverstärkung hängt ganz wesentlich von Unsymmetrien des Verstärkeraufbaus ab. Im Folgenden Abschnitt wird der Zusammenhang zwischen der gewollten Di¤erenzverstärkung, man spricht auch von der Gegentaktverstärkung, und der lästigen Gleichtaktverstärkung genauer untersucht. 4.10.6 Gleich- und Gegentaktanregungen Werden an zwei beliebige Klemmen AB einer Schaltung zwei Quellen - z.B. Spannungsquellen - angeschlossen, so kann diese Beschaltung der Klemmen durch eine klemmenäquivalente Eingangsbeschaltung ersetzt werden. Es ist für viele Anwendungen, so z.B. zur Beurteilung eines Di¤erenzverstärkers, sinnvoll Gleich- und Gegentaktquellen, nämlich Ugl und Ugeg , gemäßder folgenden Abbildung einzuführen. Dabei liefern Gleichtaktquellen an beiden Klemmen die gleiche Spannung (0 Pasenverschiebung) und Gegentaktquellen eine von Klemme zu Klemme um 180 phasenverschobene Spannung. Es gilt folgende Beziehung zwischen den allgemeinen Eingangsspannungen Ua und Ub und der Gleich- und Gegentaktspannung Ugl und Ugeg Ua = Ugl + Ugeg 2 Ub = Ugl Ugeg 2 und aufgelöst nach den Gleich- und Gegentaktspannungen erhält man Ugl = Ua + Ub 2 (Mittelwert der Eingangsspannungen) Ugeg = Ua Ub (Di¤erenz der Eingangsspannungen) Aufgrund dieser Zerlegung kann die Gleich- und Gegentaktverstärkung bei Di¤erenzverstärkern ermittelt werden. Hierfür gelten folgende De…nitionen.
- Seite 9 und 10: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 11 und 12: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 13 und 14: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 15 und 16: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 17 und 18: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 19 und 20: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 21 und 22: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 23 und 24: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 25 und 26: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 27 und 28: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 29 und 30: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 31 und 32: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 33 und 34: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 35 und 36: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 37 und 38: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 39 und 40: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 41 und 42: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 43 und 44: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 45 und 46: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 47 und 48: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 49 und 50: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 51 und 52: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 53 und 54: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 55 und 56: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 57 und 58: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 59: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 63 und 64: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 65 und 66: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 67 und 68: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 69 und 70: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 71 und 72: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 73 und 74: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 75 und 76: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 77 und 78: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 79 und 80: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 81 und 82: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 83 und 84: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 85 und 86: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 87 und 88: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 89 und 90: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 91 und 92: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 93 und 94: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 95 und 96: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 97 und 98: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 99 und 100: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 101 und 102: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 103 und 104: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 105 und 106: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 107 und 108: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
- Seite 109 und 110: Skript zur Vorlesung ES1, Fassung v
<strong>Skript</strong> <strong>zur</strong> <strong>Vorlesung</strong> <strong>ES1</strong>, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 61<br />
Ausgangsspannung und der Gleichtakteingangsspannung bezeichnet man als Gleichtaktverstärkung.<br />
vgl.<br />
Die Gleichtaktverstärkung hängt ganz wesentlich von Unsymmetrien des Verstärkeraufbaus ab.<br />
Im Folgenden Abschnitt wird der Zusammenhang zwischen der gewollten Di¤erenzverstärkung,<br />
man spricht auch von der Gegentaktverstärkung, und der lästigen Gleichtaktverstärkung<br />
genauer untersucht.<br />
4.10.6 Gleich- und Gegentaktanregungen<br />
Werden an zwei beliebige Klemmen AB einer Schaltung zwei Quellen - z.B. Spannungsquellen<br />
- angeschlossen, so kann diese Beschaltung der Klemmen durch eine klemmenäquivalente Eingangsbeschaltung<br />
ersetzt werden. Es ist für viele Anwendungen, so z.B. <strong>zur</strong> Beurteilung eines<br />
Di¤erenzverstärkers, sinnvoll Gleich- und Gegentaktquellen, nämlich Ugl und Ugeg , gemäßder<br />
folgenden Abbildung einzuführen.<br />
Dabei liefern Gleichtaktquellen an beiden Klemmen die gleiche Spannung (0 Pasenverschiebung)<br />
und Gegentaktquellen eine von Klemme zu Klemme um 180 phasenverschobene Spannung.<br />
Es gilt folgende Beziehung zwischen den allgemeinen Eingangsspannungen Ua und Ub und der<br />
Gleich- und Gegentaktspannung Ugl und Ugeg<br />
Ua = Ugl + Ugeg<br />
2<br />
Ub = Ugl<br />
Ugeg<br />
2<br />
und<br />
aufgelöst nach den Gleich- und Gegentaktspannungen erhält man<br />
Ugl = Ua + Ub<br />
2<br />
(Mittelwert der Eingangsspannungen)<br />
Ugeg = Ua Ub (Di¤erenz der Eingangsspannungen)<br />
Aufgrund dieser Zerlegung kann die Gleich- und Gegentaktverstärkung bei Di¤erenzverstärkern<br />
ermittelt werden. Hierfür gelten folgende De…nitionen.
Change language