Elektronische Schaltungen 2: Operationsverstärker, Digitalschaltungen, Verbindungsleitungen

ISBN-13: 9783642648441 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 429 str.

Horst Wupper; Ulf Niemeyer

Opis

Dieses zweibandige, grundlegende und tiefgehende Werk uber analoge und digitale Schaltungstechnik bietet neben einer verstandlichen Darstellung des Lehrstoffs viele umfangreiche Lernhilfen. Es ist daher besonders fur Einsteiger und zum Selbst- und Fernstudium geeignet. Eine Vielzahl von detailliert durchgerechneten Beispielen, Aufgaben mit ausfuhrlichen Losungsvorschlagen, Merksatzen und Kapitelzusammenfassungen erleichtern das Lernen ebenso wie die zahlreichen Abbildungen und Tabellen. Das Werk entstand aus einer Vorlesung an der Fernuniversitat Hagen. Der zweite Band behandelt Aufbau und Schaltungen des Operationsverstarkers, Digitale Schaltungen (Gatter-Familien, Flip-Flop-Typen, Dekoder/Enkoder, Multiplexer, Minimierungs- verfahren) sowie Verbindungsleitungen."

Spis treści

7 Operationsverstärker.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Der ideale Operationsverstärker.- 7.3 Verstärker mit Bipolar-Transistoren.- 7.3.1 Die Eingangsstufe.- 7.3.2 Spannungsverstärkung und Potentialverschiebung.- 7.3.3 Gesamtschaltung.- 7.4 Verstärker mit MOS-Transistoren.- 7.4.1 Die Eingangsstufe.- 7.4.2 Spannungsverstärkung und Potentialverschiebung.- 7.5 Frequenz-Kompensation.- 7.5.1 Ursachen für Stabilitätsprobleme.- 7.5.2 Universalkompensation (Dominant-Pol-Kompensation) …..- 7.5.3 Kompensations-Kapazität im Rückkopplungs-Netzwerk ….- 7.5.4 Vorwärts-Kompensation.- 7.6 Schaltungsverhalten bei Dominant-Pol-Kompensation.- 7.6.1 Invertierender Verstärker.- 7.6.2 Nichtinvertierender Verstärker.- 7.6.3 Kaskadenschaltung von zwei gleichen Verstärkern.- 7.6.4 Kenngrößen im Zeitbereich.- 7.6.5 Nichtlineare Begrenzung der Anstiegs- und Abfallzeit („Slew Rate“).- 7.6.6 Instabiles Verhalten durch kapazitive Belastung.- 7.7 Offset-Erscheinungen.- 7.7.1 Offset-Spannung.- 7.7.2 Offset-Strom.- 7.7.3 Offset-Kompensation.- 7.7.4 Chopper-stabilisierte Operationsverstärker.- 7.8 Rauschen in Operationsverstärker-Schaltungen.- 7.8.1 Rauschen in Operationsverstärkern.- 7.8.2 Berechnung des Ausgangsrauschens.- 7.8.3 Äquivalente Rauschbandbreite.- 7.9 Zusammenfassung.- 7.10 Aufgaben.- 8 Schaltungen mit Operationsverstärkern.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Lineare Grundschaltungen.- 8.2.1 Invertierender Verstärker.- 8.2.2 Nichtinvertierender Verstärker.- 8.2.3 Subtrahier-Schaltung (Differenzverstärker).- 8.2.4 Summier-Schaltungen.- 8.2.5 Integrierer.- 8.2.6 Differenzierer.- 8.2.7 Spannungs-Strom-Wandler (Spannungsgesteuerte Stromquellen).- 8.2.8 Stromverstärker (Stromgesteuerte Stromquelle).- 8.2.9 Strom-Spannungs-Wandler (Stromgesteuerte Spannungsquelle).- 8.2.10 Ladungsverstärker.- 8.3 RC-aktive Filter.- 8.3.1 Allgemeines.- 8.3.2 Approximation des Däampfungsverlaufs.- 8.3.3 Butterworth-Approximation.- 8.3.4 Tschebyscheff-Approximation.- 8.3.5 Phasenverlauf.- 8.3.6 Frequenztransformationen.- 8.3.7 Tiefpafi-Bandpaß-Transformation.- 8.3.8 Filter-Schaltungen.- 8.3.9 Universelle Filter-Struktur 2. Ordnung.- 8.3.10 Kerbfilter (Notch filter).- 8.3.11 Allpässe.- 8.3.12 Zusammenfassende Darstellung von Frequenzbereichs- und Zeit-bereichs-Verhalten.- 8.4 Oszillatoren.- 8.4.1 Einführung.- 8.4.2 Wien-Brücken-Oszillator.- 8.5 Nichtlineare Schaltungen mit Operationsverstärkern.- 8.5.1 Gleichrichterschaltungen.- 8.5.2 Logarithmier-Schaltung und Delogarithmier-Schaltung.- 8.5.3 Multiplizier-, Dividier- und Radizier-Schaltungen.- 8.6 Anwendung des Operationsverstärkers als Komparator.- 8.6.1 Schwellendetektor.- 8.6.2 Schmitt-Trigger.- 8.6.3 Astabiler Multivibrator.- 8.7 Schaltungen für die A/D- und die D/A- Umsetzung.- 8.7.1 Elektronische Schalter mit Sperrschicht-Feldeffekt-Transistoren.- 8.7.2 Abtast-Halte-Schaltungen.- 8.7.3 A/D- und D/A-Umsetzung.- 8.8 Zusammenfassung.- 8.9 Aufgaben.- 9 Digitale Grundschaltungen.- 9.1 Einführende Erläuterungen.- 9.1.1 Allgemeines.- 9.1.2 Aussagelogik.- 9.2 Logik-Beschreibung.- 9.2.1 Algebren.- 9.2.2 Boolesche Algebra für zweiwertige Logik.- 9.2.3 Andere Logiksysteme.- 9.3 Logikfunktionen.- 9.4 Logikfamilien.- 9.5 Dioden-Transistor-Logik.- 9.6 Transistor-Transistor-Logik (TTL).- 9.6.1 Standard-TTL.- 9.6.2 Weiterentwicklungen der TTL-Logik.- 9.6.3 Ausgangsstufen-Varianten für die TTL-Serien.- 9.6.4 Weitere TTL-Schaltungen.- 9.7 Emittergekoppelte Logik (ECL).- 9.7.1 Logikverknüpfungen.- 9.7.2 Weitere Logikfunktionen.- 9.7.3 Versorgungsspannung.- 9.7.4 Vorteile von ECL-Gattern.- 9.8 MOS-Schaltungen.- 9.8.1 Verwendete MOS-Transistoren.- 9.8.2 MOS-Inverter.- 9.8.3 NAND- und NOR-Gatter in NMOS-Technik.- 9.9 CMOS-Schaltungen.- 9.9.1 Verlustleistung.- 9.9.2 Logikverknüpfungen in CMOS-Technik.- 9.9.3 Ausgangsstufen.- 9.9.4 Transmissionsgatter.- 9.9.5 Standardserien.- 9.10 Zusammenfassung.- 10 Speicher-Schaltungen.- 10.1 Basis-Flipflop.- 10.1.1 Schaltungsrealisierung von Flipfiops.- 10.2 Flipflop-Typen.- 10.2.1 SR-Flipflop.- 10.2.2 Taktzustandsgesteuertes SR-Flipflop.- 10.2.3 Taktflankengesteuertes SR-Flipflop.- 10.2.4 SR-Master-Slave-Flipflop.- 10.2.5 JK-Flipflop.- 10.2.6 Taktflankengesteuterte JK-Flipflops.- 10.2.7 Weitere Flipflop-Arten.- 10.3 Schieberegister.- 10.4 Zusammenfassung.- 11 Minimierung von Logikfunktionen.- 11.1 Normalform-Darstellungen.- 11.1.1 Die disjunktive Normalform.- 11.1.2 Die konjunktive Normalform.- 11.2 Minimierungsverfahren.- 11.2.1 Karnaugh-Diagramme.- 11.2.2 Die Quine-McCluskey-Methode.- 11.2.3 Ergänzende Bemerkungen.- 11.3 Zusammenfassung.- 11.4 Aufgaben.- 12 Kombinatorische und sequentielle Schaltkreise.- 12.1 Kombinatorische Schaltkreise.- 12.1.1 Addierer.- 12.1.2 Dekoder-und Enkoder-Schaltungen.- 12.1.3 Multiplexer und Demultiplexer.- 12.2 Synchrone sequentielle Schaltkreise.- 12.2.1 Zählerschaltungen.- 12.2.2 Ringzähler.- 12.2.3 Systematischer Entwurf von Zählerschaltungen.- 12.2.4 Zusammenfassung des systematischen Zählerentwurfs.- 12.2.5 Allgemeine synchrone Schaltungen.- 12.2.6 Zustandsreduzierung.- 12.3 Zusammenfassung.- 12.4 Aufgaben.- 13 Verbindungsleitungen.- 13.1 Einleitende Bemerkungen.- 13.2 Modellbildung.- 13.3 Lösung der DifFerentialgleichungssysteme.- 13.3.1 Verlustlose Leitung.- 13.3.2 Leitungsverhalten im stationären Zustand bei sinusförmigen Spannungen und Strömen.- 13.4 Leitungskonstanten.- 13.4.1 Primäre Leitungskonstanten.- 13.4.2 Sekundäre Leitungskonstanten.- 13.5 Verhalten von Leitungen im stationären Zustand.- 13.5.1 Lange Leitung.- 13.5.2 Leitung endlicher Länge.- 13.6 Zusammenfassung.- 13.7 Aufgaben.- Literatur.- Lösungsvorschläge zu den Aufgaben.

Blurb

Dieses Lehrbuch ist primär für Studierende der Elektrotechnik geschrieben, es kann jedoch auch als Begleittext oder für ein Selbststudium von Studierenden anderer Fachrichtungen verwendet werden. Der SToff wird in kleinen, gut nachvollziehbaren Schritten entwickelt, und eine große Zahl von teilweise sehr ausführlichen Beispielen unterstützt den Lernprozeß; Aufgaben mit Lösungshinweisen tragen zur Vertiefung bei und stellen eine Hilfe bei Prüfungsvorbereitungen dar. Der zweite Band ist besonders auf die analoge und digitale Schaltungstechnik ausgerichtet.