Einführung in lineare elektronische Schaltungen

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.

Klappentext

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.

Inhalt

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.- 3.12. Der Differenzverstärker mit gemeinsamen Emitterwiderstand.- 3.13. Die Darlington-Schaltung.- 3.14. Der Fehlerverstärker.- 4. Grundlagen der Verstärkerschaltungen.- 4.1. Verstärkung.- 4.2. Frequenzabhängige Ersatzschaltbilder.- 4.3. Eingangsimpedanz.- 4.4. Ausgangsimpedanz.- 4.5. Ausgangsleistung und Empfindlichkeit.- 4.7. Rauschen.- 4.8. Umgebungseinflüsse.- 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.- 5.6. 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 einesOperationsverstärkers.- 6.3. Aufbau des Operationsverstärkers aus Einzelelementen.- 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.- 7.10. Rauschen im Differentiator.- 7.11. Symbole für analoge Rechenschaltungen.- 8. Anwendungen von Operationsverstärkern.- 8.1. Verstärkung.- 8.2. Aktive Filter.- 8.3. Oszillatoren.- 8.4. Anwendungen in der Instrumentierung.- 8.5. Funktionsgeneratoren.- 8.6. Stabilisierschaltungen.- 8.7. Analog-Digital und Digital-Analog Umwandlung.- Sachwortverzeichnis.