Schaltungstechnik

4.2 Rückgekoppelte Linearverstärker 191
quenzen f 1 und f 2 . Aufgrund der Lastkapazität von 16nF ergibt sich im Zusammenhang
mit dem Innenwiderstand am Ausgang Z a = 100 des Geradeausverstärkers
eine dritte Eckfrequenz bei 100kHz. Damit kann der Geradeausverstärker über
den gesamten Frequenzbereich die Phase um bis zu 270 o drehen. Wegen der Speisung
des Geradeausverstärkers am (-) Eingang liegt eine Grundphasendrehung von
180 o vor. Somit reichen zusätzlich 180 o Phasendrehung zur Erfüllung der
Schwingbedingung. Das Rückkopplungsnetzwerk hingegen dreht nicht die Phase,
wegen des rein ohmschen Verhaltens.
Experiment 4.2-1: LVSchwingbed_g – Ermittlung der Schleifenverstärkung
einer rückgekoppelten Verstärkerschaltung; Analyse der Schwingbedingung
im Frequenzbereich.
100k
1,0
10
180 o
100 o
0 o
-90 o
g 1
Uk U1 =
g
Uk U
1
300Hz 3,0kHz 30kHz 300kHz 3,0MHz
Bild 4.2-5: Ergebnis der Schleifenverstärkung der Testschaltung; bei ca. 30kHz ist die
Schwingbedingung nach Betrag und Phase erfüllt
Eine TR-Analyse mit einem Eingangssignal von 1mV Amplitude und einer Frequenz
von 1kHz ergibt, dass im Beispiel dieses Signal nicht proportional verstärkt
wird. Vielmehr zeigt sich eine Eigenfrequenz. Die Eigenfrequenz ist die Frequenz,
bei der die Schwingbedingung erfüllt ist. Der Verstärker schwingt bei der Eigenfrequenz
mit der Amplitude die durch die Maximalspannung des Geradeausverstärkers
vorgegeben ist. Dazu muss das Makromodell mit Begrenzerwirkung
verwendet werden. Ansonsten würde die Amplitude der Eigenfrequenz unkontrolliert
ohne Begrenzung der Signalamplitude ansteigen.
Experiment 4.2-2: LVSchwingbed_AC&TR – Transientenanalyse der
rückgekoppelten Schaltung bei erfüllter Schwingbedingung.
g
=
0
=
g