Schaltungstechnik

346 5 Funktionsschaltungen mit Bipolartransistoren
5.5 Beispiele von Funktionsschaltungen
In einigen ausgewählten Beispielen soll die Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung
an konkreten praktischen Aufgabenstellungen vorgestellt werden. Eine
Schaltungsentwicklung erfolgt prinzipiell in vier Schritten: 1. Schritt: Auswahl
einer geeigneten Schaltung für die gegebene Problemstellung in Form einer Spezifikation;
2. Schritt: Verstehen der Schaltung durch Abschätzen des Schnittstellenverhaltens,
des Transferverhaltens und allgemein der Eigenschaften der Schaltung
anhand vereinfachter Modelle; Anpassung der Dimensionierung, so dass gestellte
Forderungen erfüllt werden ; 3. Schritt: Genaueres Betrachten der Schaltung durch
Simulation, u.a. Schnittstellen, dynamisches Verhalten, Aussteuergrenzen; 4.
Schritt: Aufbau und messtechnische Verifikation anhand einer Testbench. Beim
praktischen Aufbau ist insbesondere auf die Aufbautechnik, die Auslegung des
Masse-/Versorgungssystems, der notwendigen Abblockmaßnahmen, Entkoppelungsmaßnahmen
und Schirmmaßnahmen zu achten.
5.5.1 Logarithmischer Verstärker
Logarithmische Verstärker verstärken gemäß der Logarithmusfunktion kleine
Signale sehr stark und große Signalamplituden schwach. Durch Ausnutzung der
exponentiellen Übertragungskennlinie eines Bipolartransistors im Rückkopplungspfad
eines Linearverstärkers entsteht ein logarithmischer Verstärker. Bild 5.5-1
zeigt das Prinzipschaltbild der Anordnung.
U 1
R 1
Bild 5.5-1: Logarithmischer Verstärker
U1 R1 Bei hinreichend großer Verstärkung des Linearverstärkers gilt für die Anordnung
des logarithmischen Verstärkers:
U1 ------ I
R S exp
1
U2 = ------ ;
U T
U 2
ideal
U2 ------ ln
UT U1 R 1 U1 R1 = ---------------- = log ---------------- log e I
S
I 10 ;
(5.5-1)
10 S
U 2