Schaltungstechnik

30 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
mit 0,1F gefiltert auf einen Funktionsblockkondensator von 220F zugeführt
und auf die einzelnen Funktionen verteilt. Diese Filtermaßnahme der Spannungsversorgung
ist aus Platzgründen in Bild 2.1-20 nicht dargestellt. Eine ähnliche Filtermaßnahme
der Spannungsversorgung ist auch in der Schaltung in Bild 2.1-4 zu
finden. Alle 820pF bzw. 1nF Kondensatoren stellen bei der Betriebsfrequenz von
ca. 100MHz einen Abblockkondensator dar. Für die Frequenzbereichsanalyse im
100MHz Bereich wirken diese Abblockkondensatoren als Kurzschluss. Tab. 2 zeigt
typische Werte für Abblockkondensatoren, sie sind so groß wie nötig und so klein
wie möglich – je nach Anwendungsfrequenzbereich – zu wählen.
Tabelle 2.1 - 2: Werte für Abblockkondensatoren
Anwendungsfrequenzbereich Wert des Abblockkondensators
ca. 10kHz (NF) ca. 10F
ca. 1MHz (Mittelwellenbereich) ca. 100nF
ca. 100MHz (UKW-Bereich) ca. 1nF
ca. 1000MHz (HF) ca. 100pF
Die Versorgungsleitung einer Schaltkreisfunktion muss wirksam abgeblockt
werden, um eine hinreichend niederohmige Versorgungsimpedanz zu erhalten. Allgemein
müssen die Versorgungsspannungsanschlüsse von Funktionsbausteinen,
die Stromänderungen verursachen, geeignet abgeblockt werden. Die Zuführungsleitungen
der Spannungsversorgung weisen Induktivitätsbeläge und Kapazitätsbeläge
auf. Damit wird die niederohmige Impedanz der Versorgungsquelle
transformiert. Der Abblockkondensator macht die Versorgungsimpedanz wieder
niederohmig. Er stellt gleichsam eine lokale Ladungsquelle dar, so dass kurzzeitige
Stromänderungen aus dieser lokalen Ladungsquelle versorgt werden. Bei einem
Induktivitätsbelag der Versorgungsleitung von ca. 2nH/mm und einer Leitungslänge
von 500mm ergibt sich eine Induktivität von 1000nH. Verursacht ein Funktionsbaustein
eine Stromänderung von 20mA innerhalb von 10ns, so ergibt sich
dabei eine Störspannung auf der Versorgungsleitung von:
u 1000nH i
=
---- = 2V;
t
Eine Störspannung von 2V auf der Versorgungsleitung ist unakzeptabel. Geeignet
gewählte Abblockkondensatoren vermeiden diese Störspannungen.
Das ausgewählte Beispiel in Bild 2.1-20 soll die hierarchische Gliederung eines
Elektroniksystemaufbaus aufzeigen. Auf der untersten Ebene sind die in Bild 2.1-
19 skizzierten Blockfunktionen mit realen Funktionsschaltkreisen auszufüllen.
Dies ist die Aufgabe der analogen Schaltungstechnik. Für die Dimensionierung
und Optimierung der Funktionsschaltkreise sind detaillierte schaltungstechnische
Kenntnisse erforderlich.
Allgemein lässt sich ein Funktionsschaltkreis in Funktionsprimitive zerlegen.
Der Oszillator in Bild 2.1-20 beispielsweise besteht aus den in Bild 2.1-21 skizzier-