Schaltungstechnik

2 1 Einführung
und Kopplungswege erforderlich. Bei höheren Signalverarbeitungsgeschwindigkeiten
sind den Signalleitungen, den Versorgungsleitungen und der „Groundplane“
elektrische Eigenschaften zuzuordnen, die sich beispielsweise beim Schalten eines
Transistors ungünstig auswirken können. Als Folge davon ergeben sich unter
Umständen „Spikes“ (Störungen) auf Signalleitungen, Versorgungsleitungen und
Groundplanes (Bezugspotenzial), die gegebenenfalls das Verhalten des Systems
beeinträchtigen.
Die Entwicklungsmethodik der analogen Schaltungstechnik unterscheidet sich
grundsätzlich von der Vorgehensweise in der digitalen Schaltungstechnik. In der
digitalen Schaltungstechnik gibt es eine systematische Methodik zur Beschreibung
von Logiksystemen mittels synthesefähiger Hardwarebeschreibungssprachen. Die
Vielfalt der Funktionsprimitive (u.a. Gatter, Buffer, Flip-Flops, Register, ALUs,
Multiplexer, Demultiplexer) ist begrenzt. Bei geeigneter Beschreibung des Verhaltens
oder der Struktur eines Logiksystems mittels einer Hardwarebeschreibungssprache
bildet ein Logik-Synthesewerkzeug automatisch die gegebene Modellbeschreibung
in durch die ausgewählte Schaltkreistechnologie vorgegebene Funktionsprimitive
ab. Die analoge Schaltungstechnik ist durch eine wesentlich höhere
Anzahl von Funktionsprimitiven und Funktionsbausteinen gekennzeichnet. Es gibt
beispielsweise weit über einige Hundert bekannte und bewährte Oszillatorschaltungen.
Für den Schaltungsentwickler stellt sich die Frage: Welche der bekannten
Oszillatorschaltungen ist für einen konkreten Anwendungsfall mit bestimmten
Anforderungen (z.B. für 433MHz) geeignet? Welche Eigenschaften soll der Oszillator
aufweisen und welche konkrete Oszillatorschaltung hilft die Eigenschaften zu
verwirklichen? Für die Beantwortung dieser Frage gibt es noch keine systematisch
automatisierbare Vorgehensweise.
Zur systematischen Einführung in die analoge Schaltungstechnik ist es notwendig,
zuallererst in die Analyse- und Entwicklungsmethodik einzuführen. Das folgende
Kap. 2 beschäftigt sich mit dieser Thematik. Anschließend werden in Kap. 3
wichtige passive Anwendungsschaltungen und Schaltungsbeispiele mit Dioden
vorgestellt und behandelt. Hier soll aufgezeigt werden, dass jede derartige Anwendungsschaltung
bzw. dass jedes Funktionsprimitiv ein Verhalten und Eigenschaften
aufweist, die helfen, bestimmte Probleme in konkreten Anwendungen zu lösen.
Eine komplexe Anwendungsschaltung besteht aus einer Vielzahl von Funktionsprimitiven.
Erkennt man die Funktionsprimitive und kennt man deren Eigenschaften,
so erschließt man sich sehr viel leichter das Verständnis um eine Schaltung. Ein
Oszillator besteht beispielsweise aus folgenden Funktionsprimitiven:
Verstärkerelement;
Frequenzbestimmender Resonator (Resonanzoszillator) oder frequenzbestimmendes
Laufzeitlied (Laufzeitoszillator);
Begrenzer (auch im Verstärkerelement enthalten);
Treiberstufe.
Die Grundlage der analogen Schaltungstechnik bildet die systematische Kenntnis
wichtiger analoger Funktionsprimitive und Funktionsschaltungen (u.a. passive