Einführung in Lineare Elektronische Schaltungen

ISBN-13: 9783528030278 / Niemiecki / Miękka / 1977 / 151 str.

George D. Bishop

Opis

Seit vielen lahrzehnten kennt und benutzt der Elektroniker und Regelungs techniker die Theorie und Anwendung der linearen elektronischen Schaltungs technik. Die letzten Entwicklungen der Mikroelektronik jedoch haben durch die Verfligbarkeit des integrierten Operationsverstarkers mit hohem Gewinn den Entwurf linearer Schaltungen wesentlich vereinfacht. Die Entwicklung einer Schaltung kann heute als der Entwurf eines Verstarkersystems mit einer Minimalzahl zusatzlicher Einzelelemente betrachtet werden. Das vorliegende Buch faBt in einem Band das notwendige Wissen flir das volle Verstandnis und die Anwendung der Theorie linearer Schaltungen, yom einfachen Wechselstromkreis bis zur hochentwickelten Schaltung von Analog rechnern, zusammen. Vorausgesetzt wird das grundlegende Verstandnis des Gleichstromkreises und die Vertrautheit mit modernen Schaltelementen, obwohl im anzen Buch immer wieder auf grundlegende Prinzipien verwiesen wird. Der Aufbau, die Funktionsweise und der Einsatz des Transistors in Schaltungen wird eingehend behandelt, insbesonders wird der gesamte Ent wurf eines Operationsverstarkers aus einzelnen Bauelementen dargestellt, der ahnliche Kennwerte wie seine integrierte Ausfiihrungsform besitzt. Das letzte Kapitel ist einer Sammlung von Anwendungsbeispielen des Opera tionsverstarkers gewidmet, die Forschungsberichten, Fachzeitschriften und anderen VerOffentlichungen entnommen wurde. Hier gilt mein Dank einer Vielfalt von Informationsquellen, insbesonders aber dem Herausgeber der "Wireless World" flir die Erlaubnis des Nachdrucks verschiedener Schal tungen. Das Buch wird Elektroniker jeden Bildungsgrades ansprechen: Yom interessierten Bastler tiber den Techniker bis zum Technikstudenten der erst en Semester, denn die Kenntnis der linearen Schaltungen ist die Grundlage elektronischer Schaltungen jeden Entwicklungsgrades.

Spis treści

1. Signalverarbeitung.- 1.1. Spannungen und Ströme.- 1.2. Einschwingverhalten.- 1.3. R-L-C Einschaltverhalten.- 1.4. Klammerschaltung.- 1.5. Lineares Verhalten.- 1.6. Sinusförmige Signale.- 1.7. Komplexe Zahlen und Zeiger.- 1.8. Frequenzverhalten.- 2. Schaltungsanalyse.- 2.1. Koppelglieder.- 2.2. Ersatzschaltbilder.- 2.3. Groß-und Kleinsignalverhalten.- 2.4. Modulation.- 3. Transistoren und ihre Anwendung in linearen Schaltungen.- 3.1. Halbleiter.- 3.2. Der p-n Übergang.- 3.3. Der bipolare Transistor.- 3.4. Das Kennlinienfeld des Transistors.- 3.5. Ersatz Schaltungen des Transistors.- 3.6. Dimensionierung der Bauelemente eines Transistorverstärkers.- 3.7. Gegenkopplung bei einstufigen Verstärkern.- 3.8. Der Feldeffekttransistor (FET).- 3.9. Der Unijunction-Transistor (UJT).- 3.10. Die Silizium-Planartechnologie.- 3.11. Andere Halbleiterbauelemente.- 3.11.1 Die Varaktordiode.- 3.11.2 Die Punktkontakt-Diode.- 3.11.3. Die Zenerdiode.- 3.12. Der Differenzverstärker mit gemeinsamen Emitterwiderstand.- 3.12.1. Symmetrieren der Arbeitspunkte.- 3.13. Die Darlington-Schaltung.- 3.14. Der Fehlerverstärker.- 4. Grundlagen der Verstärkerschaltungen.- 4.1. Verstärkung.- 4.1.1. Inversion.- 4.1.2. Differenz-und Gleichaktverstärkung.- 4.2. Frequenzabhängige Ersatzschaltbilder.- 4.2.1. Ersatzschaltbild für die obere Grenzfrequenz.- 4.2.2. Ersatzschaltbild für die untere Grenzfrequenz.- 4.2.3. Frequenzverhalten des Wechselspannungsverstärker.- 4.3. Eingangsimpedanz.- 4.4. Ausgangsimpedanz.- 4.5. Ausgangsleistung und Empfindlichkeit.- 4.7. Rauschen.- 4.7.1. Thermisches Rauschen.- 4.7.2. Schrotrauschen.- 4.7.3. Funkelrauschen.- 4.7.4. Rauschen von Bauelementen.- 4.7.5. Messung und Verminderung des Rauschens.- 4.8. Umgebungseinflüsse.- 4.8.1. Temperatur.- 4.8.2. Druck.- 4.8.3. Feuchtigkeit.- 4.8.4. Änderungen in der Stromversorgung.- 5. Rückkopplung.- 5.1. Begriffsbestimmungen rückgekoppelter Verstärker.- 5.2. Spannungsgesteuerte Spannungsrückkopplung.- 5.3. Spannungsgesteuerte Stromgegenkopplung.- 5.4. Stromgesteuerte Spannungsgegenkopplung.- 5.5. Auswirkung der Gegenkopplung auf die Eigenschaften des Verstärkers.- 5.5.1. Stabilisierung der Verstärkung.- 5.5.2. Ausgangsimpedanz.- 5.5.3. Eingangswiderstand.- 5.5.4. Bandbreite.- 5.5.5. Verzerrungen.- 5.6. Instabilitäten in gegengekoppelten Verstärkern.- 5.7. Invertierende Grundschaltung des Operationsverstärkers.- 5.8. Auswirkungen der Rückkopplung.- 6. Operationsverstärker.- 6.1. Anforderungen an den Operationsverstärker.- 6.2. Typische Daten eines Operationsverstärkers.- 6.2.1. Definition der Parameter des Operationsverstärkers.- 6.2.2. Slew Rate.- 6.3. Aufbau des Operationsverstärkers aus Einzelelementen.- 6.3.1. Differenzverstärker mit Konstantstromquelle.- 6.3.2. Die Emitterfolger-Ausgangsstufe.- 6.3.3. Die Emittergrundschaltung.- 6.3.4. Die Gesamtschaltung.- 6.4. Der integrierte Operationsverstärker.- 7. Grundschaltungen für analoges Rechnen.- 7.1. Linearer invertierender Summierer.- 7.2. Komparator.- 7.3. Differentiator.- 7.4. Integrator.- 7.5. Logarithmische Verstärkung.- 7.6. Verstärker mit quadratischer Übertragungskennlinie.- 7.7. Invertierer mit regelbarer Verstärkung.- 7.8. Elektrometerverstärker.- 7.9. Modifizierte Schaltungen.- 7.9.1. Wechselspannungsverstärker.- 7.9.2. Spannungsversorgung von Operationsverstärkern.- 7.10. Rauschen im Differentiator.- 7.11. Symbole für analoge Rechenschaltungen.- 8. Anwendungen von Operationsverstärkern.- 8.1. Verstärkung.- 8.1.1. Invertierender Verstärker.- 8.1.2. Nichtinvertierender Verstärker.- 8.1.3. Vorverstärker und Endstufen.- 8.1.4. Rauscharmer Operationsverstärker.- 8.1.5. Verstärker für Kristalltonabnehmer.- 8.1.6. Tonfrequenz — Mischverstärker.- 8.1.7. Vorverstärker für Oszilloskope.- 8.2. Aktive Filter.- 8.2.1. Hoch-und Tiefpaßfilter.- 8.2.2. Aktives RC Bandpaßfilter.- 8.2.3. Abstimmbares aktives Filter.- 8.2.4. Verstärker für biologische Messungen.- 8.3. Oszillatoren.- 8.3.1. Multivibratoren.- 8.3.2. Sinus-und Kosinus-Generator.- 8.3.3. Wien-Brücken-Oszillator.- 8.4. Anwendungen in der Instrumentierung.- 8.4.1. Differenzausgang.- 8.4.2. Verstärker mit Differenzausgang.- 8.4.3. Idealer Halbwellengleichrichter (Spitzenwertdetektor).- 8.4.4. Verstärker mit Slewrate.- 8.4.5. Dezibelmeter mit linearer Skala.- 8.4.6. Akustisch anzeigendes Voltmeter.- 8.4.7. Kurvenschreiber.- 8.5. Funktionsgeneratoren.- 8.5.1. Analog-Digital-Umsetzer (ADC).- 8.5.2. Rampengenerator mit konstanter Amplitude.- 8.5.3. Grundschaltung des Logarithmierers.- 8.5.4. Grundschaltung des Entlogarithmierers.- 8.5.5. Einfache Multiplizier-und Dividierschaltung.- 8.5.6. Weitere Anwendungen von Multiplikationsschaltungen.- 8.5.7. Idealer Halbwellen-und Vollwellengleichreiter.- 8.5.8. Erzeugung konvexer und konkaver Funktionen.- 8.5.9. Rauschgenerator.- 8.6. Stabilisierschaltungen.- 8.6.1. Konstantspannungsquelle.- 8.6.2. Konstantstromquelle.- 8.6.3. Stabilisiertes Niederspannungs-Netzgerät.- 8.7. Analog-Digital und Digital-Analog Umwandlung.- 8.7.1. Linearer Treppengenerator.- 8.7.3. Der operationelle Steilheitsverstärker (OTA).- 8.7.4. Programmierbare, Varaktor- und Zerhackerverstärker.- Sachwortverzeichnis.