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Grundschaltungen:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Beuth, Klaus (VerfasserIn), Schmusch, Wolfgang (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Würzburg Vogel 1987
Ausgabe:	8. Aufl.
Schriftenreihe:	Elektronik 3
Schlagworte:	Elektronik Schaltung (Elektrotechnik) Grundschaltung Elektronische Schaltung Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	431 S. graph. Darst.
ISBN:	3802305558

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 DAS OSZILLOSKOP ALS VIELSEITIGES MESSGERAET ....................................................................................................... 13 1.1 KENNDATEN EINES OSZILLOSKOPS ............................................................................................................. 13 1.1.1 EMPFINDLICHKEIT * ABLENKKOEFFIZIENT ............................................................................. 13 1.1.2 ANSTIEGSZEIT ......................................................................................................................... 14 1.1.3 BANDBREITE ............................................................................................................................. 15 1.1.3.1 Y-VERSTAERKER .......................................................................................................................... 15 1.1.3.2 ZEITBASIS .................................................................................................................................. 16 1.1.3.3 X-VERSTAERKER .......................................................................................................................... 16 1.1.4 EINGANGSWIDERSTAND ............................................................................................................. 16 1.1.5 EINGANGSKAPAZITAET ................................................................................................................. 17 1.2 TASTKOEPFE ................................................................................................................................................. 17 1.2.1 EINSATZMOEGLICHKEITEN UND VORTEILE VON TASTKOEPFEN .......................................................... 17 1.2.1.1 1 : 1-TASTKOPF .......................................................................................................................... 18 1.2.1.2 10 : 1-TASTKOPF ...................................................................................................................... 19 1.2.1.3 GLEICHRICHTER-TASTKOPF .......................................................................................................... 19 1.2.2 ABGLEICH VON TASTKOEPFEN ...................................................................................................... 20 1.3 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON OSZILLOSKOPEN ............................................................................................. 21 1.3.1 ZWEISTRAHLOSZILLOSKOP ......................................................................................................... 21 1.3.2 ZWEIKANALOSZILLOSKOP ......................................................................................................... 21 1.3.3 SPEICHEROSZILLOGRAF ............................................................................................................. 23 1.4 EINSATZMOEGLICHKEITEN DES OSZILLOSKOPS ............................................................................................. 24 1.4.1 DARSTELLUNG UND MESSUNG VON PERIODISCHEN SPANNUNGEN ............................................... 25 1.4.2 DARSTELLUNG UND MESSUNG VON EINMALIGEN SPANNUNGSSPRUENGEN ....................................... 26 1.4.3 FREQUENZMESSUNG UND PHASENMESSUNG ............................................................................. 26 1.4.3.1 VERWENDUNG DER ZEITBASIS ................................... 26 1.4.3.2 AUSWERTUNG DER LISSAJOUS-FIGUREN ....................................................................................... 27 1.4.4 DARSTELLUNG EINER KENNLINIE ................................................................................................. 29 1.4.5 WOBBELN EINES FILTERS ......................................................................................................... 30 2 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN .................................................................................................................................... 33 2.1 ALLGEMEINES ............................................................................................................................................. 33 2.2 NETZGLEICHRICHTERSCHALTUNGEN ............................................................................................................. 33 2.2.1 GRUNDSCHALTUNGEN ................................................................................................................. 33 2.2.2 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN MIT OHMSCHER BELASTUNG .......................................................... 35 22.2.1 EINWEG-GLEICHRICHTERSCHALTUNG (EINPULS-MITTELPUNKTSCHALTUNG ML) ............................... 35 2 2.2.2 BRUECKEN-GLEICHRICHTERSCHALTUNG (ZWEIPULS-BRUECKENSCHALTUNG B2) .................................. 37 2 2.2.3 MITTELPUNKT-ZWEIWEG-GLEICHRICHTERSCHALTUNG (ZWEIPULS-MITTELPUNKTSCHALTUNG M2) .. 38 2.2.3 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN MIT KAPAZITIVER BELASTUNG ...................................................... 40 2.2.4 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN MIT INDUKTIVER BELASTUNG ......................................................... 44 2.3 SIEBSCHALTUNGEN ..................................................................................................................................... 45 2.3.1 LADEKONDENSATOR ................................................................................................................. 45 2.3.2 SIEBGLIEDER ............................................................................................................................. 47 2.3.2.1 RC-SIEBGLIEDER ..................................................................................................................... 47 2.3.3.2 LC-SIEBGLIEDER ..................................................................................................................... 49 2.4 DIMENSIONIERUNG VON NETZGLEICHRICHTERSCHALTUNGEN ......................................................................... 51 2.5 SPANNUNGSVERDOPPLER-SCHALTUNGEN ..................................................................................................... 54 2.5.1 DELON-SCHALTUNG (ZWEIPULS-VERDOPPLERSCHALTUNG D2) ..................................................... 54 2.5.2 VILLARD-SCHALTUNG (EINPULS-VERDOPPLERSCHALTUNG DL) ....................................................... 55 2.6 SPANNUNGSVERVIELFACHER-SCHALTUNGEN ................................................................................................. 57 6 3 VERSTAERKERSCHALTUNGEN ........................................................................................................................................ 59 3.1 GRUNDSCHALTUNGEN DES TRANSISTORS ...................................................................................................... 59 3.2 ERSATZSCHALTUNG DES TRANSISTORS BEI KLEINSIGNALAUSSTEUERUNG .......................................................... 60 3.2.1 DIFFERENTIELLER EINGANGSWIDERSTAND R BE .............................................................................. 60 3.2.2 DIFFERENTIELLER AUSGANGSWIDERSTAND R CE .............................................................................. 61 3.2.3 RUECKWIRKUNG ......................................................................................................................... 63 3.2.4 EINGANGS- UND AUSGANGSKAPAZITAET ...................................................................................... 63 3.2.5 ERSATZSCHALTBILD NACH GIACOLETTO .......................................................................................... 63 3.2.6 6- PARAMETER- ERSATZSCHALTBILD .............................................................................................. 64 3.3 EMITTERSCHALTUNG ..................................................................................................................................... 66 3.3.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG ........................................................ . ........................................... 66 3.3.1.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG MIT SPANNUNGSTEILER ................................................................... 67 3.3.1.2 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG MIT VORWIDERSTAND ....................................................................... 68 3.3.2 ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG .................................................................................................. 69 3.3.2.1 STABILISIERUNG DURCH TEMPERATURKOMPENSATION ............................................................... 69 3.3.2 2 STABILISIERUNG DURCH GEGENKOPPLUNG ................................................................................... 70 3.3.2.2.1 GLEICHSTROMGEGENKOPPLUNG .................................................................................................. 70 3.3.2 2.2.2 GLEICHSPANNUNGSGEGENKOPPLUNG .......................................................................................... 73 3.3.3 KLEINSIGNALVERHALTEN DER EMITTERSCHALTUNG ...................................................................... 74 3.3.3.1 VERSTAERKUNG .......................................................................................................................... 74 3.3 3.2 EINGANGS- UND AUSGANGSWIDERSTAND ................................................................................... 77 3.3.3.3 ANKOPPLUNG DES VERBRAUCHERWIDERSTANDES ...................................................................... 79 3.3 3.4 BERECHNUNG EINER EMITTERSCHALTUNG ................................................................................... 80 3.3.4 KLEINSIGNALVERHALTEN DER EMITTERSCHALTUNG MIT STROM- UND SPANNUNGSGEGENKOPPLUNG 84 3.3.4.1 STROMGEGENKOPPLUNG .......................................................................................................... 84 3.3.4.2 SPANNUNGSGEGENKOPPLUNG .................................................................................................. 87 3.3.5 ANWENDUNG DER EMITTERSCHALTUNG ...................................................................................... 89 3.4 KOLLEKTORSCHALTUNG ................................................................................................................................. 89 3.4.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG ...................................................................................................... 90 3.4.2 KLEINSIGNALVERHALTEN DER KOLLEKTORSCHALTUNG .................................................................. 91 3.4.2.1 VERSTAERKUNG .......................................................................................................................... 91 3.4.2.2 EINGANGS- UND AUSGANGSWIDERSTAND .................................................................................. 93 3.4.3 KOLLEKTORSCHALTUNG ALS IMPEDANZWANDLER .......................................................................... 95 3.4.4 BOOTSTRAP-SCHALTUNG .............................................................................................................. 96 3.4.5 DARLINGTON-SCHALTUNG .......................................................................................................... 97 3.5 BASISSCHALTUNG ......................................................................................................................................... 98 3.5.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG ...................................................................................................... 98 3.5.2 KLEINSIGNALVERHALTEN DER BASISSCHALTUNG .......................................................................... 98 3.5.2.1 EINGANGS- UND AUSGANGSWIDERSTAND .................................................................................. 98 3.5.2.2 VERSTAERKUNG ......................................................................................................................... 100 3.6 WECHSELSPANNUNGSVERSTAERKER .............................................................................................................. 102 3.6.1 KENNGROESSEN DES WECHSELSPANNUNGSVERSTAERKERS .............................................................. 103 3.6.1.1 VERSTAERKUNG .......................................................................................................................... 103 3.6.1.2 SPANNUNGSFREQUENZGANG ...................................................................................................... 104 3.6.1.3 PHASENVERSCHIEBUNG ............................................................................................................... 107 3.6.1.4 SIGNALVERZERRUNGEN-KLIRRFAKTOR .......................................................................................... 107 3.6.1.5 STOERSPANNUNGEN ...................................................................................................................... 108 3.6.2 MEHRSTUFIGE VERSTAERKER ...................................................................................................... 109 3.6.2.1 VERSTAERKUNG UND BANDBREITE .............................................................................................. 109 3.6 2.2 KOPPLUNG MEHSTUFIGER VERSTAERKER ....................................................................................... 111 3.6.3 BREITBANDVERSTAERKER .............................................................................................................. 113 3.6.3.1 UNTERE GRENZFREQUENZ .......................................................................................................... 113 3.6.3.2 OBERE GRENZFREQUENZ .......................................................................................................... 116 3 6.3.3 ERHOEHUNG DER BANDBREITE DURCH GEGENKOPPLUNG ........................................................... 119 3.6.4 NF-VORVERSTAERKER ................................................................................................................. 120 3.6.4.1 ANFORDERUNGEN ...................................................................................................................... 120 3.6.4.2 SCHALTUNGSBEISPIELE MIT BIPOLAREN TRANSISTOREN .............................................................. 121 3.6.4.2.1 ZWEISTUFIGER VERSTAERKER OHNE SIGNALGEGENKOPPLUNG ....................................................... 121 3.6.4.22 ZWEISTUFIGER VERSTAERKER MIT SIGNALGEGENKOPPLUNG ........................................................... 124 7 3.6.4.3 SCHALTUNGSBEISPIELE MIT FELDEFFEKTTRANSISTOREN ................................................................... 125 3.6.5 NF-LEISTUNGSVERSTAERKER ........................................................................................................... 127 3.6.5.1 ANFORDERUNGEN ...................................................................................................................... 127 3.6.5.2 VERSTAERKERARTEN ..................................................................................................................... 127 3.6.5.3 KOLLEKTORSCHALTUNG ALS LEISTUNGSVERSTAERKER ...................................................................... 130 3.6.5.4 KOLLEKTORSCHALTUNG IM GEGENTAKTBETRIEB .......................................................................... 131 3.7 GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER ................................................................................................................. 136 3.7.1 ANFORDERUNGEN ..................................................................................................................... 136 3.7.2 DIFFERENZVERSTAERKER ............................................................................................................. 138 3.8 OPERATIONSVERSTAERKER ............................................................................................................................. 142 3.8.1 BETRIEBSARTEN DES OPERATIONSVERSTAERKERS ......................................................................... 142 3.8.2 KENNGROESSEN DES OPERATIONSVERSTAERKERS ......................................................................... 143 3.8.2.1 RUHEGLEICHSTROM * STROMOFFSET ......................................................................................... 144 3.5.2.2 EINGANGS- UND AUSGANGSWIDERSTAENDE ................................................................................. 145 3.5.2.3 FREQUENZGANG DER LEERLAUFVERSTAERKUNG ............................................................................. 147 3.5.2.4 SPANNUNGSOFFSET ................................................................................................................. 150 3.8.2.5 GLEICHTAKTVERSTAERKUNG UND GLEICHTAKTUNTERDRUECKUNG ...................................................... 151 3.5.2.6 ZUSAMMENFASSUNG DER EINGANGSSPANNUNGEN .................................................................. 154 3.8.27 AUSSTEUERBEREICH DES OPV ................................................................................................... 155 3.8.2.S MAXIMALE ANSTIEGSGESCHWINDIGKEIT ................................................................................... 156 3.5.2.9 ZUSAMMENSTELLEN VON DATENBLATTWERTEN ......................................................................... 156 3.8.3 GRUNDSCHALTUNGEN DER GEGENKOPPLUNG ............................................................................... 157 3.8.3.1 GEGENKOPPLUNGSARTEN DES OPV ........................................................................................... 157 3.5.3.2 WIRKUNGSWEISE DER GEGENKOPPLUNG ................................................................................. 159 3 8.3.3 SCHLEIFENVERSTAERKUNG * GRENZEN DER GEGENKOPPLUNG ................................................... 162 3.5.3.4 LINEARITAET, BANDBREITE UND PHASENVERSCHIEBUNG DES GEGENGEKOPPELTEN VERSTAERKERS .. 163 3.5.3.5 STABILITAET DES GEGENGEKOPPELTEN VERSTAERKERS .................................................................. 165 3.8.4 AUSGEWAEHLTE GEGENGEKOPPELTE SCHALTUNGEN ....................................................................... 166 3.8.4.1 NICHTINVERTIERENDER VERSTAERKER (ELEKTROMETERVERSTAERKER) ............................................... 166 3.5.4.2 INVERTIERENDER VERSTAERKER ................................................................................................. 169 3.5.4.3 SUMMIERVERSTAERKER ............................................................................................................... 172 3.5.4.4 SUBTRAHIERVERSTAERKER * DIFFERENZVERSTAERKER .................................................................. 174 3.5.4.5 UMSCHALTEN VON INVERTIERENDEM BETRIEB AUF NICHTINVERTIERENDEN BETRIEB .................. 175 3.8.4. OE EINFACHE FILTERSCHALTUNGEN ................................................................................................... 176 3.8.47 INTEGRIERVERSTAERKER ............................................................................................................... 178 3.8.4.5 STROMQUELLEN UND STROMVERSTAERKER .................................................................................. 181 3.5.4.9 PRINZIP DES REGELVERSTAERKERS ............................................................................................. 183 4 SCHALTUNGEN ZUR STABILISIERUNG VON SPANNUNGEN UND STROEMEN ............................................................. 185 4.1 EINFUEHRUNG ............................................................................................................................................. 185 4.2 KONSTANTSPANNUNGSQUELLE ..................................................................................................................... 185 4.3 KONSTANTSTROMQUELLE ............................................................................................................................. 187 4.4 STABILISIERUNG ......................................................................................................................................... 188 4.4.1 SPANNUNGSSTABILISIERUNG ..................................................................................................... 189 4.4.1.1 KENNGROESSEN DER STABILISIERUNG ........................................................................................... 189 4.4.1.2 PARALLELSTABILISIERUNG ............................................................................................................... 190 4.4.1.2.1 Z-DIODEN-STABILISIERUNG ....................................................................................................... 190 4.4.1.2.2 STABILISIERUNG MIT Z-DIODE UND QUERTRANSISTOR .................................................................. 194 4.4.1.2.3 PARALLELSTABILISIERUNG MIT OPERATIONSVERSTAERKER ............................................................... 196 4.4.1.3 SERIENSTABILISIERUNG ............................................................................................................... 197 4.4.1.3.1 STABILISIERUNG MIT Z-DIODE UND LAENGSTRANSISTOR ............................................................... 197 4.4.1.3.2 STABILISIERUNG MIT Z-DIODE UND OPERATIONSVERSTAERKER ....................................................... 201 4.4.1.3.3 STABILISIERUNG MIT REGELVERSTAERKER ...................................................................................... 202 4.4.1.3.4 STABILISIERUNG MIT REGELVERSTAERKER FUER VERAENDERLICHE AUSGANGSSPANNUNG ................... 206 4.4.1.3.5 STABILISIERUNG MIT REGELVERSTAERKER BEI GROSSER AUSGANGSLEISTUNG ................................... 208 4.4.2 STROMSTABILISIERUNG ............................................................................................................... 209 4.4.2.1 TRANSISTOR ALS STROMQUELLE ................................................................................................... 209 4.4.2.1.1 BIPOLARER TRANSISTOR ............................................................................................................. 209 4.4.2.1.2 FELDEFFEKT-TRANSISTOR ........................................................................................................... 210 8 4.4.2.2 STROMQUELLE MIT OPERATIONSVERSTAERKER .............................................................................. 211 4.4.2.Z STROMQUELLE FUER HOEHERE STROEME .......................................................................................... 211 5 TRANSISTOR-SCHALTERSTUFEN ..................................................................................................................................... 213 5.1 ALLGEMEINES ............................................................................................................................................. 213 5.2 BETRIEBSARTEN ......................................................................................................................................... 214 5.2.1 NICHTUEBERSTEUERTER BETRIEB .................................................................................................. 214 5.2.2 UEBERSTEUERTER BETRIEB .......................................................................................................... 216 5.3 SCHALTVORGAENGE UND SCHALTZEITEN .......................................................................................................... 218 5.3.1 SCHALTEN IN DEN DURCHLASSZUSTAND ...................................................................................... 218 5.3.2 SCHALTEN IN DEN SPERRZUSTAND .............................................................................................. 220 5.3.3 BEEINFLUSSUNG DER SCHALTZEITEN .......................................................................................... 222 5.4 SCHALTEN BEI VERSCHIEDENARTIGER BELASTUNG .......................................................................................... 222 5.4.1 SCHALTEN BEI OHMSCHER BELASTUNG ...................................................................................... 222 5.4.2 SCHALTEN BEI KAPAZITIVER BELASTUNG ...................................................................................... 223 5.4.3 SCHALTEN BEI INDUKTIVER BELASTUNG ...................................................................................... 225 5.4.4 SCHALTEN VON HEISS- UND KALTLEITERN .................................................................................. 227 5.5 BELASTBARKEIT ......................................................................................................................................... 229 5.5.1 HOCHSTZULAESSIGE VERLUSTLEISTUNG .......................................................................................... 229 5.5.2 MITTLERE VERLUSTLEISTUNG ..................................................................................................... 231 5.5.3 IMPULSVERLUSTLEISTUNG .......................................................................................................... 234 5.6 MEHRSTUFIGER TRANSISTORSCHALTER ......................................................................................................... 237 6 SCHALTUNGEN MIT MEHRSCHICHTDIODEN, DIAC UND TRIAC .................................................................................. 239 6.1 VIERSCHICHTDIODE ALS ELEKTRONISCHER SCHALTER ...................................................................................... 239 6.2 THYRISTOR ALS ELEKTRONISCHER SCHALTER ................................................................................................. 240 6.2.1 ZUENDSCHALTUNGEN ................................................................................................................. 240 6.2.1.1 ALLGEMEINES .......................................................................................................................... 240 6.2.1.2 PHASENANSCHNITTSTEUERUNG ................................................................................................... 243 6.2.1.3 VOLLWELLENSTEUERUNG .............................................................................................................. 248 6.2.2 ANWENDUNGEN DES THYRISTORS .............................................................................................. 249 6.2.2.1 VOLLWEG-LEISTUNGSREGLER ...................................................................................................... 249 6.2.2.2 EINSTELLBARER GLEICHRICHTER ................................................................................................. 251 6.2.2.3 VOLLWELLENSCHALTUNG .............................................................................................................. 251 6.3 DIAC UND TRIAC ALS ELEKTRONISCHE SCHALTER .......................................................................................... 251 6.3.1 PHASENANSCHNITTSTEUERUNG .................................................................................................. 252 7 KIPPSCHALTUNGEN ..................................................................................................................................................... 253 7.1 BISTABILE KIPPSTUFE ................................................................................................................................. 253 7.1.1 ARBEITSWEISE ......................................................................................................................... 253 7.1.2 ANSTEUERUNGSARTEN .............................................................................................................. 256 7.1.3 BISTABILE KIPPSTUFEN MIT BESONDEREN EIGENSCHAFTEN ...................................................... 259 7.1.4 ANWENDUNGSBEISPIELE .......................................................................................................... 261 7.1.4.1 BISTABILE KIPPSTUFE ALS FREQUENZTEILER ............................................................................... 261 7.1.4.2 BISTABILE KIPPSTUFE ALS SIGNALSPEICHER ............................................................................... 262 7.1.5 BEMESSUNG BISTABILER KIPPSTUFEN ...................................................................................... 262 7.2 MONOSTABILE KIPPSTUFE ......................................................................................................................... 265 7.2.1 ARBEITSWEISE ......................................................................................................................... 265 7.2.2 MONOSTABILE KIPPSTUFE MIT SCHUTZDIODE .......................................................................... 267 7.2.3 ANSTEUERUNGSARTEN ............................................................................................................. 268 7.2.4 ANWENDUNGSBEISPIELE .......................................................................................................... 268 7.2.4.1 SCHALTUNG ZUR IMPULSVERLAENGERUNG ....................................................................................... 268 7.2.4.2 SCHALTUNG ZUR IMPULSREGENERIERUNG .................................................................................. 270 7.2.5 SCHALTZEICHEN ......................................................................................................................... 270 7.2.6 BEMESSUNG MONOSTABILER KIPPSTUFEN ................................................................................. 271 7.3 ASTABILE KIPPSCHALTUNG (MULTIVIBRATOR) .............................................................................................. 273 7.3.1 ARBEITSWEISE ......................................................................................................................... 273 7.3.2 SCHALTUNGSAUFBAU UND IMPULS-PAUSEN-VERHAELTNIS .............................................................. 276 7.3.3 BEMESSUNG VON ASTABILEN KIPPSCHALTUNGEN ...................................................................... 278 9 7.3.4 ANWENDUNGSBEISPIELE .......................................................................................................... 282 7.3.4.1 IMPULSGEBER ......................................................................................................................... 282 7.3.4.2 RECHTECKGENERATOR ............................................................................................................... 283 7.3.4.3 EINFACHE BLINKSCHALTUNG ....................................................................................................... 283 7.3.5 SYNCHRONISIERTE ASTABILE KIPPSCHALTUNG .............................................................................. 283 7.3.6 SCHALTZEICHEN ......................................................................................................................... 284 8 GENERATORSCHALTUNGEN ......................................................................................................................................... 285 8.1 PRINZIP EINER GENERATORSCHALTUNG ..................................................................................................... 285 8.1.1 ALLGEMEINE SCHWINGBEDINGUNGEN ...................................................................................... 287 8.2 ERZEUGUNG RECHTECKFOERMIGER SPANNUNGEN .......................................................................................... 288 8.3 ERZEUGUNG VON SAEGEZAHNFOERMIGEN SPANNUNGEN .............................................................................. 289 8.3.1 SAEGEZAHNGENERATOR MIT STROMQUELLE .................................................................................. 291 8.3.2 MILLER-INTEGRATOR ................................................................................................................. 292 8.3.3 SPERRSCHWINGER ..................................................................................................................... 297 8.3.4 SYNCHRONISIERUNG EINES SAEGEZAHNGENERATORS .................................................................. 298 8.4 ERZEUGUNG SINUSFOERMIGER SPANNUNGEN ............................................................................................. 300 8.4.1 LC-GENERATOREN ................................................................................................................. ZOO 8.4.1.1 MEISSNER-OSZILLATOR ............................................................................................................... 301 8.4.1.2 INDUKTIVE DREIPUNKTSCHALTUNG ............................................................................................... 302 8.4.1.3 KAPAZITIVE DREIPUNKTSCHALTUNG ........................................................................................... 303 8.4.2 QUARZGENERATOREN ................................................................................................................. 304 8.4.3 RC-GENERATOREN ................................................................................................................. 307 8.4.3.1 PHASENSCHIEBERGENERATOR ....................................................................................................... 308 8.4.32 WIEN-ROBINSON-GENERATOR ................................................................................................... 309 9 IMPULSFORMERSCHALTUNGEN .................................................................................................................................... 311 9.1 ZEITFUNKTIONEN VON STROM UND SPANNUNG ......................................................................................... 311 9.2 BEGRENZERSCHALTUNGEN ......................................................................................................................... 313 9.2.1 BEGRENZERSCHALTUNGEN MIT DIODEN ..................................................................................... 313 9.2.2 BEGRENZERSCHALTUNGEN MIT TRANSISTOREN ......................................................................... 317 9.3 INTEGRIERGLIED ......................................................................................................................................... 318 9.3.1 ARBEITSWEISE DES RC-GLIEDES ............................................................................................. 318 9.3.2 MATHEMATISCHE UND ELEKTRISCHE INTEGRATION ..................................................................... 320 9.4. DIFFERENZIERGLIED ...................................................................................................................................... 322 9.4.1 ARBEITSWEISE DES CR-GLIEDES ............................................................................................. 322 9.4.2 MATHEMATISCHE UND ELEKTRISCHE DIFFERENTIATION .............................................................. 324 9.5 SCHMITT-TRIGGER ..................................................................................................................................... 326 9.5.1 ARBEITSWEISE ......................................................................................................................... 326 9.5.2 BEMESSUNG EINES SCHMITT-TRIGGERS ..................................................................................... 329 9.5.3 ANWENDUNGSBEISPIELE ......................................................................................................... 331 9.5.3.1 SCHWELLWERTSCHALTER .............................................................................................................. 332 9.5.3.2 SINUS-RECHTECK-SPANNUNGSWANDLER ................................................................................. 332 9.5.4 SCHALTZEICHEN ......................................................................................................................... 333 10 GRUNDLAGEN DER REGELUNGSTECHNIK .................................................................................................................... 335 10.1 ALLGEMEINES ............................................................................................................................................. 335 10.1.1 BEGRIFFE DER REGELUNGSTECHNIK ......................................................................................... 336 10.1.2 DARSTELLUNG DES REGELKREISES ............................................................................................. 337 10.2 ZEITVERHALTEN DER REGELKREISGLIEDER ................................................................................................. 340 10.2.1 UNSTETIGE REGELEINRICHTUNGEN ............................................................................................. 340 10.2.2 STETIGE REGELEINRICHTUNGEN ................................................................................................. 341 10.2.2.1 PROPORTIONALE REGELEINRICHTUNG ......................................................................................... 343 10.2.2.2 INTEGRIERENDE REGELEINRICHTUNG ......................................................................................... 344 10.2.2.3 PI-REGELEINRICHTUNG ............................................................................................................. 346 10.2.2.4 D-REGELEINRICHTUNG ............................................................................................................. 347 10.2.2.5 PD-REGELEINRICHTUNG ......................................................................................................... 349 10.2.2.6 PID-REGELEINRICHTUNG .......................................................................................................... 349 10.3 BEISPIELE FUER EINFACHE REGELKREISE ..................................................................................................... 350 10 10.3.1 TEMPERATURREGELUNG ............................................................................................................. 350 10.3.2 DREHZAHLREGELUNG VON KLEINMOTOREN .................................................................................. 353 1 1 EINFUEHRUNG IN DIE DIGITALTECHNIK ........................................................................................................................ 355 11.1 GRUNDBEGRIFFE ......................................................................................................................................... 355 11.1.1 ANALOGE UND DIGITALE SIGNALE ............................................................................................. 355 11.1.2 LOGISCHE ZUSTAENDE 0 UND 1 .............................................................................................. 357 11.2 LOGISCHE VERKNUEPFUNGEN ..................................................................................................................... 358 11.2.1 UND-VERKNUEPFUNG ............................................................................................................. 358 11.2.2 ODER-VERKNUEPFUNG ............................................................................................................. 361 11.2.3 VERNEINUNG ............................................................................................................................. 363 11.2.4 NAN D-VERKNUEPFUNG .......................................................................................................... 364 11.2.5 NOR-VERKNUEPFUNG ............................................................................................................. 365 11.3 SCHALTUNGEN LOGISCHER GLIEDER .............................................................................................................. 366 11.3.1 SCHALTUNGEN IN RELAIS-TECHNIK .......................................................................................... 366 11.3.2 SCHALTUNGEN IN DTL-TECHNIK .............................................................................................. 368 11.3.3 SCHALTUNGEN IN TTL-TECHNIK ............................................................................................. 369 11.3.4 SCHALTUNGEN IN MOS-TECHNIK .............................................................................................. 371 11.4 PEGELANGABEN LOW UND HIGH .......................................................................................................... 372 11.4.1 ALLGEMEINES ......................................................................................................................... 372 11.4.2 POSITIVE LOGIK ..................................................................................................................... 374 11.4.3 NEGATIVE LOGIK ..................................................................................................................... 374 11.5 SCHALTUNGSANALYSE ................................................................................................................................. 375 11.5.1 ALLGEMEINES ......................................................................................................................... 375 11.5.2 SOLL-VERKNUEPFUNG ................................................................................................................. 376 11.5.3 IST-VERKNUEPFUNG ..................................................................................................................... 378 11.6 SCHALTALGEBRA ......................................................................................................................................... 378 11.6.1 GRUNDLAGEN ......................................................................................................................... 378 11.6.2 BESTIMMUNG DER FUNKTIONSGLEICHUNG EINER SCHALTUNG ...................................................... 379 11.6.3 DARSTELLUNG DER SCHALTUNG NACH DER FUNKTIONSGLEICHUNG .............................................. 381 11.6.4 FUNKTIONSGLEICHUNG UND KONTAKTSCHEMA .......................................................................... 381 11.6.5 NUTZUNGSMOEGLICHKEITEN DER SCHALTALGEBRA ...................................................................... 382 11.7 SCHALTUNGSSYNTHESE ................................................................................................................................. 383 12 DIGITALE KODES UND DIGITALE ZAEHL- UND SPEICHERTECHNIK .............................................................................. 385 12.1 DARSTELLUNG VON ZIFFERN UND ZAHLEN .................................................................................................. 385 12.1.1 DUALES ZAHLENSYSTEM .......................................................................................................... 385 12.1.2 BCD-KODE (8-4-2-1- KODE) .................................................................................................. 387 12.1.3 WEITERE BINAER-KODES .......................................................................................................... 388 12.2 SCHALTUNGEN ZUM KODIEREN UND DEKODIEREN ...................................................................................... 389 12.2.1 UMSETZEN VON DEZIMALZIFFERN IN DUALZAHLEN .................................................................. 390 12.2.2 UMSETZEN VON DUALZAHLEN IN DEZIMALZIFFERN .................................................................. 391 12.3 RECHNEN MIT DUALZAHLEN ..................................................................................................................... 392 12.3.1 UMWANDLUNG VON ZAHLEN ...................................................................................................... 392 12.3.2 ADDITION VON DUALZAHLEN ...................................................................................................... 395 12.3.3 SUBTRAKTION VON DUALZAHLEN .............................................................................................. 397 12.4 SPEICHERN UND VERSCHIEBEN DIGITALER SIGNALE ...................................................................................... 398 12.4.1 FLIPFLOP-ARTEN ..................................................................................................................... 398 12.4.2 SCHIEBEREGISTER ..................................................................................................................... 404 12.4.3 FLIPFLOP-SPEICHER ................................................................................................................. 409 12.4.4 MAGNETKERNSPEICHER ............................................................................................................. 411 12.5 ZAEHLERSCHALTUNGEN ................................................................................................................................. 413 12.5.1 FREQUENZTEILER ..................................................................................................................... 413 12.5.2 VORWAERTSZAEHLER ..................................................................................................................... 415 12.5.3 RUECKWAERTSZAEHLER ................................................................................................................. 418 12.5.4 ZAEHLDEKADEN ......................................................................................................................... 420 STICHWORTVERZEICHNIS ............................................................................................................................................. 423 11
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