Beschreibung
Der vorliegende Text ist die Niederschrift meiner Vorlesung "Aktive Netzwerke", die ich fUr Elektrotechniker im siebenten und achten Semester an der Universitat Karlsruhe halte. Er wendet sich nicht nur an Studierende, sondern auch an prak tisch arbeitende Techniker und Ingenieure. Der Operationsverstarker ist nach der Elektronenrohre und dem Transistor heute zum dominierenden Verstarkerbauelement geworden. Er findet in allen Gebieten der analogen Elektronik breite Verwendung. Der Anwender muB sich mit einer spezifischen Schaltungstheorie und einer Reihe von praktischen Phanomenen beschaftigen, die dem Operationsverstarker eigen sind. Zu seiner Hilfe findet er jedoch nur wenige deutsch sprachige BUcher, die das Thema "Operationsverstarker" einigermaBen grUndlich be handeln. Das vorliegende Buch soll dazu beitragen, diese LUcke zu schlieBen. Das Buch ist in drei Teile gegliedert. Der erste Teil beschaftigt sich mit den netzwerktheoretischen Grundlagen und der Einbeziehung des Operationsverstarkers in die Netzwerktheorie. Hierbei sei insbesondere das dritte Kapitel erwahnt, das eine Netzwerkanalyse unter Ausnutzung der besonderen Eigenschaften des Operations verstarkers behandelt. Dieser erste Teil kann all denen empfohlen werden, die sich mit dem Operationsverstarker und seiner Schaltungstheorie von Grund auf beschaftigen mochten, um gegebenenfalls selber neue Schaltungen zu entwerfen oder Schaltungen zu modifizieren.
Autorenporträt
InhaltsangabeI: Theoretische Grundlagen.- 1. Grundlagen und Definitionen.- 1.1 Netzwerkfunktionen und Zweitorgleichungen.- 1.2 Eigenschaften von Netzwerkfunktionen.- 1.3 Netzwerkfunktionen zweiter Ordnung.- 1.4 Normierung.- 1.5 Netzwerktransformationen.- 1.6 Zusammenfassung.- 2. Empfindlichkeiten von linearen Netzwerken.- 2.1 Definitionen und Rechenregeln.- 2.2 Übertragungsempfindlichkeiten.- 2.3 Parameterempfindlichkeiten.- 2.3.1 Koeffizientenempfindlichkeiten.- 2.3.2 Wurzelempfindlichkeiten.- 2.3.3 Betrags- und Güteempfindlichkeiten.- 2.4 Dämpfungs- und Phasenempfindlichkeiten.- 2.5 Multiparameterempfindlichkeiten.- 2.6 Zusammenfassung.- 3. Analyse von Netzwerken mit Operationsverstärkern.- 3.1 Ideale Operationsverstärker und Nulloren.- 3.2 Netzwerkanalyse mit unbestimmter Admittanzmatrix.- 3.3 Berechnung von Netzwerkfunktionen.- 3.4 Zusammenfassung.- II: Praktischer Schaltungsentwurf.- 4. Verstärkerschaltungen mit Operationsverstärkern.- 4.1 Spannungsverstärker.- 4.1.1 Gleichtaktverstärker.- 4.1.2 Differenzverstärker.- 4.2 Transadmittanzverstärker.- 4.2.1 Gleichtaktverstärker.- 4.2.2 Differenzverstärker.- 4.3 Transimpedanzverstärker.- 4.4 Stromverstärker.- 4.5 Zusammenfassung.- 5. Parasitäre Eigenschaften von realen Operationsverstärkern.- 5.1 Verstärkung, Eingangs- und Ausgangswiderstände.- 5.2 Gleichtaktunterdrückung.- 5.3 Offsetgrößen und Drift.- 5.4 Rauschen.- 5.5 Grenzen der Linearität.- 5.6 Zusammenfassung.- 6. Frequenzgangkompensation und Stabilität.- 6.1 Stabilitätsuntersuchung.- 6.2 Kompensation mit nacheilender Phase.- 6.3 Kompensation vom voreilender Phase.- 6.4 Frequenzgang des gegengekoppelten Verstärkers.- 6.5 Frequenzgangkompensation und Slewrate.- 6.6 Zusammenfassung.- III: Aktive Filter.- 7. Impedanz-Konverter und -Inverter.- 7.1 Positiv-Impedanz-Inverter (Gyrator).- 7.2 Negativ-Impedanz-Konverter (NIK).- 7.3 Negativ-Impedanz-Inverter (NII).- 7.4 Positiv-Impedanz-Konverter (PIK).- 7.5 Zusammenhänge und Klassifikation.- 7.6 Verallgemeinerter Impedanz-Konverter (GIC), FDNR und FDNC.- 7.7 Zusammenfassung.- 8. Simulation von passiven RLC-Filtern.- 8.1 Gyrator-C-Filter.- 8.2 Simulation mit FDNC und FDNR.- 8.3 Simulation mit Impedanz-Konvertern.- 8.4 Zusammenfassung.- 9. Aktive Filter in Stufentechnik.- 9.1 Zerlegung der Übertragungsfunktion.- 9.2 Dynamik.- 9.3 Filterstufen erster Ordung.- 9.4 Abgleich.- 9.5 Zusammenfassung.- 10. Filterstufen mit einem Operationsverstärker.- 10.1 Allgemeine Schaltung und Komplementärtransformation.- 10.1.1 Allgemeine Rückkopplungsanordnung.- 10.1.2 Komplementärtransformation.- 10.1.3 Allgemeine Filterschaltung.- 10.2 Tiefpässe.- 10.2.1 Schaltungsentwurf.- 10.2.2 Eingangsimpedanz.- 10.2.3 Empfindlichkeiten.- 10.2.4 Einfluß nichtidealer Operationsverstärker.- 10.3 Bandpässe.- 10.4 Hochpässe.- 10.5 Filter mit Nullstellen in der linken s-Halbebene.- 10.6 Filter mit Nullstellen auf der j?-Achse.- 10.7 Allpässe zweiter Ordnung.- 10.8 Zusammenfassung.- 11. Filterstufen mit zwei Operationsverstärkern.- 11.1 Allgemeine Filterschaltung.- 11.2 Tiefpässe.- 11.3 Bandpässe.- 11.4 Hochpässe.- 11.5 Weitere Filterstufen.- 11.6 Zusammenfassung.- 12. Filterstufen in Analogrechenschaltung.- 12.1 Analogrechenschaltung.- 12.2 Schaltungsvariante.- 12.3 Empfindlichkeiten.- 12.4 Nichtideale Operationsverstärker.- 12.5 Zusammenfassung.- Literatur.
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