Schaltungstechnik

36 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
26 zeigt beispielhaft einen Arbeitsplatz in einem Elektronik-Labor mit Testadapter
und Testplatine.
Man unterscheidet im wesentlichen drei Analysearten:
DC-Analyse (DC: DirectCurrent): Gleichspannungs- und Gleichstromanalyse
mit DC-Multimetern; Ergebnis der DC-Analyse sind die Betriebspunkte bzw.
Arbeitspunkte der verwendeten Schaltkreiselemente.
AC-Analyse (AC: AlternateCurrent): Lineare Frequenzbereichsanalyse mit
dem Netzwerkanalysator; Ergebnis sind Frequenzgänge von Übertragungsfunktionen,
Verstärkungen oder von Schnittstellenimpedanzen. Eine Spektralanalyse
nichtlinearer Schaltungen im Frequenzbereich erfolgt mit dem Spektrumanalysator
(Darstellung von Frequenzspektren).
TR-Analyse (TR: Transient): Zeitbereichsanalyse der zeitlichen Momentanwerte
von Signalen linearer und nichtlinearer Schaltungen mit dem Oszilloskop.
Bei Definition einer Signalperiode und periodischer Fortsetzung der definierten
Signalperiode kann prinzipiell das Ergebnis der Zeitbereichsanalyse mittels Fouriertransformation
in eine Spektraldarstellung im Fequenzbereich transformiert
werden.
2.1.6 Prozessablauf bei der Schaltkreissimulation
Vorgestellt wird der Prozessablauf und die dafür erforderlichen Werkzeuge zur
Designdefinition und Designverifikation mittels Schaltkreissimulation. In einem
„virtuellen“ Elektronik-Labor lassen sich die Eigenschaften von Schaltungen verifizieren.
Neben der praktischen Messung an einer realen Testanordnung, lässt sich eine
Schaltung beschrieben durch einen Schaltplan auch mittels Schaltkreissimulation
verifizieren. Ein Schaltkreissimulator weist ebenfalls die drei wichtigsten genannten
Analysearten auf. In der Regel geht die Schaltkreissimulation immer dem praktischen
Experiment voraus. Mittels Schaltkreissimulation gewinnt man ein tieferes
Verständnis der Eigenschaften der zu untersuchenden Schaltung. Insbesondere gilt
es, das funktionale Verhalten einer gegebenen Schaltung zu analysieren und die
Auswirkungen von Parameterstreuungen auf die geforderten Eigenschaften einer
Schaltung zu studieren. Alle hier beschriebenen Experimente werden mit dem
Schaltkreissimulator Orcad-Lite/PSpice Version 9.2 verifiziert. Die notwendigen
Softwaremodule eines „virtuellen“ Labors und den Prozessablauf zur Verifikation
einer Schaltung mittels eines Schaltkreissimulators zeigt Bild 2.1-27.
Experiment 2.1-1: Linearverst – Designbeispiel für den Prozessablauf.
In einem ersten Experiment soll beispielhaft die Vorgehensweise zur Beschreibung
einer Schaltung und zur Verifikation einer Schaltung praktisch dargestellt
werden. In dem Beispiel geht es nicht darum die Schaltung zu verstehen, vielmehr
liegt das Augenmerk auf den Werkzeugen zur Schaltungsdefinition, zur Schaltkreissimulation
und zur Darstellung der „gemessenen“ Ergebnisse. Auf die Schaltung
selbst wird in Abschnitt 7.5.1 näher eingegangen.