Analoge Elektronik – Gleichrichtung, Glättung und Transistorverstärker
TechnikElektronik und MikrocontrollerAlter 17–18
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Als Nächstes in Elektronik und Mikrocontroller
Drei analoge Grundschaltungen auf einem Bildschirm: Einweggleichrichtung mit einer Diode, Brückengleichrichtung (Zweiweg) mit vier Dioden und eine Transistorverstärkerstufe. Diagramme zeigen die sinusförmige Eingangsspannung und die gleichgerichtete Ausgangsspannung; ziehen Sie am Glättungskondensator, um die Welligkeit der Gleichspannung zu glätten, und am Lastwiderstand, um zu sehen, wie die Welligkeit mit steigendem Laststrom zunimmt. Im Verstärkermodus wird das Ausgangssignal bei zu großer Verstärkung oder Eingangsamplitude begrenzt (verzerrt).
Lektion: Analoge elektronische Bauteile und Schaltungen: Gleichrichterdioden, Glättung im Netzteil, Transistoren und Verstärkerschaltungen
Was sie zeigt
Eine Diode leitet nur in eine Richtung und macht so aus einer Wechselspannung eine pulsierende Gleichspannung. Der Einweggleichrichter lässt nur eine Halbwelle jeder Periode durch, mit einem Mittelwert von etwa 0,45·U₂ und einer Welligkeit mit Netzfrequenz; die Brücke aus vier Dioden nutzt beide Halbwellen, mit etwa 0,9·U₂ und doppelter Welligkeitsfrequenz. Der Glättungskondensator lädt sich nahe jedem Scheitelwert auf und entlädt sich dazwischen über die Last, daher verringern eine größere Kapazität oder ein kleinerer Laststrom die Welligkeit. Die Transistorstufe verstärkt ein kleines Signal invertiert, begrenzt es aber, sobald der Ausgang die Versorgungsspannung überschreiten würde.
So funktioniert es
Beginnen Sie im Modus Einweg, stellen Sie die Glättungskapazität auf 0 und lesen Sie Mittelwert und Welligkeit ab; erhöhen Sie dann die Kapazität schrittweise. Wechseln Sie mit denselben Einstellungen zum Brückengleichrichter und vergleichen Sie Welligkeit und Frequenz. Verringern Sie den Lastwiderstand, damit mehr Strom fließt, und beobachten Sie die zurückkehrende Welligkeit. Erhöhen Sie im Modus Verstärker die Spannungsverstärkung (Verstärkermodus) oder die Eingangsamplitude, bis der Ausgang abgeschnitten wird.
Einstellbare Parameter
- Schaltung Einweggleichrichter (1 Diode), Brückengleichrichter (4 Dioden), Transistorverstärker
- Effektivspannung der Sekundärwicklung 6–24 V
- Glättungskapazität 0–1000 µF
- Lastwiderstand 100–2000 Ω
- Spannungsverstärkung (Verstärkermodus) 2–100 fach
Fragen zum Erkunden
- Wie ändert sich die Welligkeit beim Wechsel vom Einweg- zum Brückengleichrichter mit gleichem Kondensator und gleicher Last?
- Warum nimmt die Welligkeit zu, wenn der Lastwiderstand sinkt, obwohl der Glättungskondensator gleich bleibt?
- Ab welcher Verstärkung wird der Ausgang abgeschnitten, und warum kann er die Versorgungsspannung nicht überschreiten?
