Schaltungstechnik

32 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
Der Resonanzkreis beinhaltet mit dem kapazitiven Spannungsteiler ein weiteres
Funktionsprimitiv. Im Abschnitt 3.1 wird noch näher auf den kapazitiven Spannungsteiler
mit seiner Funktion als Impedanztransformator eingegangen. Die
Kapazitäten C232 und C231 mit der Diffusionskapazität C D,T222 der Emitter-
Basis-Diode von T222 bilden einen kapazitiven Teiler. Damit ergibt sich die in
Bild 2.1-22 skizzierte Ersatzschaltung für den frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis
des betrachteten Oszillators. Der Teiler mit C232 und C231 inclusive
der Diffusionskapazität des Transistors T222 hat die Aufgabe die relativ niederohmige
Eingangsimpedanz des Transistors T222 gegeben durch r e an der Schnittstelle
1 auf eine hochohmigere Impedanz (hier ca. 100r e ) gemessen an der
Schnittstelle 2 zu transformieren. Das Ausgangssignal des Oszillators wird zwar
von Knoten 2 nach Knoten 1 durch den Teiler abgeschwächt. Wesentlich hier ist
die Impedanztransformation durch den kapazitiven Spannungsteiler.
Die hier beschriebene beispielhafte Zerlegung eines Funktionsschaltkreises in
Funktionsprimitive gilt im Prinzip für alle Funktionsschaltkreise. Wesentliche Aufgabe
des hier vorliegenden Lehrbuches ist es, diese Sichtweise und Vorgehensweise
herauszuarbeiten und zu fördern. Allgemein stellt sich nunmehr die Frage,
wie kommt man zu Schaltungen für einen bestimmten Funktionsbaustein. Als Beispiel
sei hier wiederum der Oszillator herausgegriffen. Im Falle des FM-Tuners
muss der Oszillator Schwingungen im Frequenzbereich von ca. 96MHz bis
118MHz erzeugen. Der Oszillator muss über die Abstimmspannung einstellbar sein
und mittlere Anforderungen hinsichtlich des Phasenrauschens erfüllen. Von den
weit über 100 bekannten und bewährten Oszillatorschaltungen kommen für den
geforderten Frequenzbereich mit den gegebenen Anforderungen nur noch wenige
in Betracht. Im Beispiel von Bild 2.1-20 wurde ein Colpitts-Oszillator gewählt.
Dazu bedarf es der Kenntnis möglicher Oszillatorschaltungen und deren Eigenschaften,
die u.a. den Einsatzbereich definieren. Anders als bei digitalen Schaltungen
ist hier eine automatisierte Schaltungssynthese nicht möglich. Die
Schaltungssythese in der analogen Schaltungstechnik beschränkt sich auf die
Dimensionierung und Optimierung einer gegebenen ausgewählten Schaltung, um
vorgegebene Eigenschaften zu erfüllen. Gibt die gewählte Schaltung die Eigenschaften
nicht her, so muss eine andere geeignete Schaltung gewählt und den gegebenen
Anforderungen angepasst werden.
2.1.5 Prozessablauf bei der Schaltungsentwicklung
Der systematische Ablauf (Designflow oder Workflow) der Schaltungsentwicklung
wird aufgezeigt und die dafür erforderliche Entwicklungsumgebung im Rahmen
eines „virtuellen“ Elektronik-Labors bzw. eines realen Elektronik-Labors. Bild
2.1-23 zeigt die prinzipielle Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung eines
Funktionsbausteins.
Der Systementwickler legt in seinem Systemkonzept die Anforderungen an den
Funktionsbaustein fest. Er definiert die verfügbare Versorgungsspannung, deren
Stabilität, den zulässigen Leistungsverbrauch, die Umgebungsbedingungen, die