Schaltungstechnik

514 7 Gemischte Funktionsprimitive und Funktionsschaltungen
Im folgenden Experiment wird der Linearverstärker als Differenziator betrieben.
Ohne den Kompensationswiderstand bei R10 = 0 schwingt der Differenziator
gemäß der Stabilitätsanalyse in Kap. 4. Mit R10 = 100 erhält man die
gewünschte Differenziatorfunktion.
Experiment 7.5-5: BJT_Zweistufiger-Verstärker-Differenziator
7.5.3 Regelverstärker mit BJTs
In bestimmten Anwendungen wird ein Regelverstärker benötigt, um in Abhängigkeit
von einer sich ändernden Eingangsspannungsamplitude am Ausgang ein
unverzerrtes Signal mit weitgehend konstanter Ausgangsamplitude zu erhalten.
Bild 7.5-11 zeigt ein Beispiel einer möglichen Ausführung für einen Regelverstärker.
Der Regelverstärker (AGC: Automatic Gain Control) besteht aus einer Verstärkerstufe,
einem Signaldetektor und einer Regelspannungsaufbereitung zur Verstärkungsregelung.
Für die Verstärkerstufe wird ein Differenzverstärker mit
gesteuerter Stromquelle zur Verstärkungseinstellung mit I0 gemäß Übung 9.7 verwendet.
Für den Signaldetektor eignet sich u.a. eine Differenzstufe im C-Betrieb
(Übung 9.10). Das Eingangssignal soll vom Verstärker um mindestens etwa den
Faktor 300 verstärkt werden, bei größtmöglichem Vorstrom I0 . Die Differenzstufe
im C-Betrieb ist mit ca. -0,3V vorgespannt. Damit ergibt sich eine maximale
Signalamplitude am Eingang des Signaldetektors von ca. 0,4V. Erreicht die
Signalamplitude am Eingang des Signaldetektors 0,3V, so setzt der Regelungsvorgang
ein. Der Integrator der Regelspannungsaufbereitung reduziert die Regelspannung
UR so, dass der Vorstrom I0 der Verstärkerstufe vermindert wird, um bei
reduzierter Verstärkung die vorgegebene Grenze der Signalamplitude am Eingang
des Signaldetektors nicht zu überschreiten. Im folgenden Experiment kann der
Anwender eigene Untersuchungen bei u.a. veränderter Eingangssignalamplitude
anstellen.
Experiment 7.5-6: BJT-Regelverstärker
Bei kleinen Eingangssignalamplituden unterhalb der Ansprechschwelle des
Signaldetektors (Differenzstufe im C-Betrieb mit Q5 und Q6) übernimmt der Transistor
Q5 den vollen Strom von 1mA aufgrund der Vorspannung von Q5 und Q6.
Dies führt dazu, dass Q6 und Q7 gesperrt ist. Als Folge davon beträgt die Regelspannung
U R ca. 9V. Damit ergibt sich an Q9 ein Strom I 0 = 6,3mA. Die Transistoren
der Verstärkerstufe Q1, Q2, Q3 und Q4 ziehen somit einen Arbeitspunktstrom
von ca. 3,15mA. Der Spannungsteiler mit den Widerständen R3 und R4 bestimmt
das DC-Potenzial an Knoten 2. Die Festlegung der Ansprechschwelle des Regelvorgangs
erfolgt über den Spannungsteiler mit R7 und R8. Unterhalb der
Ansprechschwelle des Signaldetektors weist die Eingangsdifferenzstufe mit Q1
und Q2 maximale Verstärkung auf.