Schaltungstechnik

194 4 Linearverstärker
lyse des geschlossenen Systems kann direkt keine Aussage über die Stabilität des
rückgekoppelten Systems getroffen werden. Die Stabilität ist an der Schleifenverstärkung
des offenen Systems zu beurteilen.
4.2.2 Frequenzgang des rückgekoppelten Systems
Eine gegengekoppelte Verstärkeranordnung stellt einen neuen Verstärker mit neuen
Eigenschaften dar. In dem Maße wie die Verstärkung gegenüber dem Geradeausverstärker
reduziert wird, erhöht sich die Bandbreite des rückgekoppelten Systems.
Dabei verändern sich auch die Schnittstelleneigenschaften. Wie bereits erwähnt,
sind bei genügend großer Schleifenverstärkung die Eigenschaften des rückgekoppelten
Systems bestimmt durch das Rückkopplungsnetzwerk. Für das rückgekoppelte
System gilt:
vud vu = ----------------------- = U
1 + k v 2 U1; (4.2-6)
ud
Mit der Verstärkung des Geradeausverstärkers
vud0 vud = -------------------------;
1 + jf f (4.2-7)
1
wird:
vud0 -------------------------
1 + jf f1 1
1
v (4.2-8)
u = ----------------------------------- v
kv u = -- ------------------------------------------------------------;
ud0 k 1 jf
1 + -------------------------
1 + ----------------- + --------------------------
1 + jf f1 kvud0 f1 k vud0 Die Bandbreite des rückgekoppelten Systems ist damit f1 k vud0. In dem
Maße wie die Verstärkung des rückgekoppelten Systems gegenüber dem Geradeausverstärker
vermindert wird, erhöht sich also die Bandbreite. Dies gilt allerdings
in der dargestellten Weise nur bei einem Verstärkungsfrequenzgang mit Tiefpassverhalten
erster Ordnung. Die Gegenkopplung vergrößert also die Bandbreite.
Das Verstärkungs-Bandbreiteprodukt bleibt bei einem Tiefpassverhalten erster
Ordnung des Geradeausverstärkers konstant.
Experiment 4.2-4: SGK1 – Seriengegengekoppelte Verstärkerstufe mit
einem Makromodell, das nur eine Eckfrequenz f 1 aufweist und nicht kapazitiv
beschaltet ist.
Im Beispiel des betrachteten Experiments weist der Geradeausverstärker ein
Tiefpassverhalten erster Ordnung auf. Eine kapazitive Last liegt nicht vor, die
ansonsten zusätzlich den Phasenverlauf des Geradeausverstärkers beeinflussen
würde. Der Geradeausverstärker kann somit maximal die Phase um -90 0 drehen.
Bild 4.2-9 zeigt den prinzipiellen Verlauf des Verstärkungsfrequenzgangs nach
Betrag und Phase vom Geradeausverstärker und vom rückgekoppelten System. In
Bild 4.2-10 ist die dem Experiment zugrundeliegende Testschaltung dargestellt.