50ohm-contents-dl/contents/slides/verstaerker_klasse.md

• Verstärkerklasse A: Kann das gesamte Signal verstärken
• Verstärkerklasse B: Das halbe Signal wird gut verstärkt
• Verstärkerklasse A/B: Kombination aus A und B mit Verstärkung von etwas mehr als dem halben Signal
• Verstärkerklasse C: Weniger als das halbe Signal wird gut verstärkt

Die Verstärkerklassen werden durch die Wahl des Arbeitspunktes bestimmt Die Buchstabenbezeichnungen gehen auf eine frühe systematische Klassifizierung von Röhren- und Transistorverstärker zurück --- [picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] * Transistorkennlinie zeigt den Zusammenhang zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal * Basis-Emitter- oder Gate-Source-Spannung und Kollektor- oder Drainstrom * In linearen Bereichen ist die Änderung proportional * Andere Bereiche sind nichtliniear --- ### Arbeitspunkt

• Optimaler Betrieb bei optimaler Wahl des Arbeitspunktes auf der Kennlinie
• Arbeitspunkt wird durch die Vorspannung an Basis oder Gate festgelegt
• Verstärkung wirkt dann um den gewünschten Arbeitspunkt herum

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Ruhestrom

• Ruhestrom ergibt sich duch die Wahl des Arbeitspunktes
• Fließt auch ohne Eingangssignal
• Beeinflusst die Effizienz eines Verstärkers
• Erhöht thermische Verlustleistung
• Verringert Wirkungsgrad

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AP1

[picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] * C-Betrieb des Verstärkers * ohne Vorspannung * Ruhestrom null * Wirkungsgrad ca. $\qtyrange{80}{87}{\percent}$ * hoher Oberwellenanteil --- style="font-size: smaller;" ### AP2 [picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] * B-Betrieb des Verstärkers * Geringe Vorspannung bis zum Einsetzen des Kollektorstroms * Ruhestrom fast null (gering) * Wirkungsgrad bis zu $\qty{80}{\percent}$ * geringer Oberwellenanteil --- style="font-size: smaller;" ### AP3 [picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] * A/B-Betrieb des Verstärkers * Höhere Vorspannung als im B-Betrieb, jedoch geringer als im A-Betrieb * Ruhestrom größer als im B-Betrieb, aber deutlich geringer als im A-Betrieb * Wirkungsgrad zwischen $\qty{50}{\percent}$ bis $\qty{80}{\percent}$ * geringer Oberwellenanteil --- style="font-size: smaller;" ### AP4 [picture:377:a_kennlinien_transistor_arbeitspunkt:Kennlinie eines Transistors mit Arbeitspunkten] * A-Betrieb des Verstärkers * Höhe der Vorspannung so gewählt, dass der Ruhestrom ca. $\qty{50}{\percent}$ des maximal zulässigen Wertes erreicht * Wirkungsgrad ca. $\qty{40}{\percent}$ * sehr geringer Oberwellenanteil --- [question:AD416] --- [question:AD419] --- [question:AD420] --- [question:AD421] --- ### Ausgangsleistung

• Bei Kenntnis des Arbeitspunkt ist der Wirkungsgrad bekannt
• Gleichspannungsleistung ausrechnen
• Ausgangsleistung ist das Produkt aus Gleichspannungsleistung und Wirkungsgrad

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[question:AD424]

Lösungsweg

• gegeben: U=\qty{50}{\volt}
• gegeben: I = \qty{2}{\ampere}
• gegeben: \eta_\text{A} \approx \qty{40}{\percent}
• gesucht: P_\text{ab}

$P_\text{zu} = U \cdot I = \qty{50}{\volt} \cdot \qty{2}{\ampere} = \qty{100}{\watt}$ $\eta_\text{A} = \frac{P_\text{ab}}{P_\text{zu}} \Rightarrow P_\text{ab} = \eta_\text{A} \cdot P_\text{zu} = 0,4 \cdot \qty{100}{\watt} = \qty{40}{\watt}$ --- [question:AD425] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U=\qty{50}{\volt}$ * gegeben: $I = \qty{2}{\ampere}$ * gegeben: $\eta_\text{C} \approx \qty{85}{\percent}$ * gesucht: $P_\text{ab}$ $P_\text{zu} = U \cdot I = \qty{50}{\volt} \cdot \qty{2}{\ampere} = \qty{100}{\watt}$ $\eta_\text{C} = \frac{P_\text{ab}}{P_\text{zu}} \Rightarrow P_\text{ab} = \eta_\text{C} \cdot P_\text{zu} = 0,85 \cdot \qty{100}{\watt} = \qty{85}{\watt}$ --- [question:AD418] --- [question:AD417] --- ### SSB-Betrieb

• Lineare Verstärkung wird benötigt
• Verstärkung im A-, A/B- oder B-Betrieb
• Bei Übersteuerung kommt es zu Verzerrungen des Signals \rightarrow Splatter auf benachbarten Frequenzen

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[question:AD422]

[question:AJ218]

[question:AD423]

C-Betrieb

• Nichtlinearer Betriebspunkt erzeugt Oberwellen
• Müssen anschließend durch Filterung unterdrückt werden
• Abschirmung durch ein Metallgehäuse

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[question:AF402]

[question:AF403]