Frage zu differentiellem Verstärker

[Matthias Hartl]

Hallo,

angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse beschaltet?

Viele Grüße,
Matthias

 

[MaWin]

Matthias Hartl <maze@altmuehlnet.de> schrieb im Beitrag <bnp19l$f8a$06$1@news.t-online.com>...

angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse beschaltet?

Klingt wie eine Hausaufgabe. Stroeme nachrechen! Ist ganz einfach.

Vin1=0.6VCC, Iin2=2*Iin1

Vin1=0.3VCC, Iin2=2*Iin1

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Bertram Geiger]

Matthias Hartl schrieb:

Hallo,

angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse beschaltet?

VUgleichtakt = Rc / 2Re ... hier ohne Herleitung ;-)

Stromquelle -> Re >>

mfg Bertram


--

Bertram Geiger, Graz - AUSTRIA
Private Mail: remove the letters "b a d" from my reply address

 

[Rolf Bombach]

Bertram Geiger wrote:

angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse beschaltet?

VUgleichtakt = Rc / 2Re ... hier ohne Herleitung ;-)

Stromquelle -> Re

Hmm, vielleicht bring ich hier was durcheinander. Die
Gleichtakt(nicht-)unterdrückung ist doch ein Ausgangs-
signal, das entsteht, wenn ich beide Eingänge simultan
verändere. In erster Näherung entsteht doch weder
bei der Stromquellenschaltung noch beim einfachen
Emitterwiderstand eine _Differenz_ der Kollektorspan-
nungen bei Gleichtaktansteuerung. Die kommt IMHO erst
durch Dreckeffekte wie ungleiche Stromverstärkung der
Transistoren zustande. Oder stehe ich hier irgendwie
auf dem Schlauch?

--
mfg Rolf Bombach

 

[MaWin]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> schrieb im Beitrag <3fa509cd$1_1@news.bluewin.ch>...

Die Gleichtakt(nicht-)unterdrückung ist doch ein Ausgangs-
signal, das entsteht, wenn ich beide Eingänge simultan
verändere.

Ja.

In erster Näherung entsteht doch weder
bei der Stromquellenschaltung noch beim einfachen
Emitterwiderstand eine _Differenz_ der Kollektorspan-
nungen bei Gleichtaktansteuerung.

Doch, sicher.

Betrachte nicht die Uce Spannungen (man koennte beide Kollektoren
an VCC legen wenn man kein Ausgangssignal will), sondern die Stroeme
durch die Transistoren, die in der Summe durch den gemeinsamen R1
fliessen.

CMRR ~= R1 / Re (wobei Re der sowohl transistorinterne als auch
evemntuell extern hinzugebastelte Emitterwiderstand ist)
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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[Horst-D. Winzler]

Rolf Bombach wrote:

Bertram Geiger wrote:


angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden
Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse
beschaltet?


VUgleichtakt = Rc / 2Re ... hier ohne Herleitung ;-)

Stromquelle -> Re


Hmm, vielleicht bring ich hier was durcheinander. Die
Gleichtakt(nicht-)unterdrückung ist doch ein Ausgangs-
signal, das entsteht, wenn ich beide Eingänge simultan
verändere. In erster Näherung entsteht doch weder
bei der Stromquellenschaltung noch beim einfachen
Emitterwiderstand eine _Differenz_ der Kollektorspan-
nungen bei Gleichtaktansteuerung. Die kommt IMHO erst
durch Dreckeffekte wie ungleiche Stromverstärkung der
Transistoren zustande. Oder stehe ich hier irgendwie
auf dem Schlauch?

Warum solltest du auf dem schlauch stehen? Es sind halt die üblichen
unterschiede zwichen theorie und praxis.
Deshalb besitzen stromquellen auch nur in der theorie unendlich hohe
innenwiderstände.

--
mfg horst-dieter

antworten bitte in die rubrik.
anschreiben auf diese adresse gehen wg. spam ins nirvana/dev0.

 

[Bertram Geiger]

Rolf Bombach schrieb:

Bertram Geiger wrote:

angenommen, man baut einen differentiellen Verstärker diskret mit 2
bipolaren npn-Transistoren auf. Warum verschlechtert sich die
Gleichtaktunterdrückung dieser Schaltung, wenn man die beiden Emitter, statt
mit einer Gleichstromquelle, mit einem Widerstand gegen Masse beschaltet?

VUgleichtakt = Rc / 2Re ... hier ohne Herleitung ;-)

Stromquelle -> Re

Hmm, vielleicht bring ich hier was durcheinander. Die
Gleichtakt(nicht-)unterdrückung ist doch ein Ausgangs-
signal, das entsteht, wenn ich beide Eingänge simultan
verändere.

Richtig

In erster Näherung entsteht doch weder
bei der Stromquellenschaltung noch beim einfachen
Emitterwiderstand eine _Differenz_ der Kollektorspan-
nungen bei Gleichtaktansteuerung.

Richtig

Die kommt IMHO erst
durch Dreckeffekte wie ungleiche Stromverstärkung der
Transistoren zustande.

Richtig

Oder stehe ich hier irgendwie
auf dem Schlauch?

Das Missverständnis dürfte hieran liegen:
Es geht nicht sosehr um die _Differenz_ der Kollektorspannungen !
Nach dem Differenzverstärker gehst du ja üblicherweise nicht mit einer
Spannungsdifferenz weiter, sondern nur mit der Kollektorspannung _eines_
der beiden Transistoren. Irgendwo muss ja der Übergang von symmetrisch
zu unsymmetrisch erfolgen.

Hier der Überlegungsansatz zu meiner ursprünglichen Aussage bzw. Rechnung:

Gleichtagtaussteuerung bedeutet gleicher Strom in beiden Transistoren ->
Links/Rechts Symmetrie
Stellen wir uns nun Re als Parallelschaltung von 2 x (2 Re) vor
Jetzt kann ich diese Schaltung an der Symmetrielinie in 2 Teile teilen,
ohne an den Verhältnissen etwas zu verändern.
Wenn ich nun einen einzelnen Transistor betrachte, so ist seine
Verstärkung Rc / 2Re
Bei Tausch von Re durch Stromquelle geht Vugl gegen 0, fein !


Zur Vervollständigung die Vu-differenz Betrachtung:

Basis linker Tansistor dient als Eingang
Basis rechter Transistor auf Masse
-> damit haben wir reine Differenzverstärkung, wobei:
der linke Transistor in Kollektorschaltung mit Vu=1 arbeitet und
der rechte Transistor in Basisgrundschaltung mein Vu-differenz beisteuert
Dabei ist die gestaltung von Re weiters nicht von Bedeutung


mfg Bertram



--

Bertram Geiger, Graz - AUSTRIA
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[Matthias Hartl]

Hallo MaWin,

Ich glaube, ich hab's immer noch nicht so richtig verstanden. Mein Ansatz,
diesen Effekt zu erklären wäre folgender (man möge mich korrigieren) :

Eine ideale Gleichstromquelle sorgt bei dieser Schaltung dafür, daß unter
allen Umständen die Summe der Emitterströme beider Transistoren immer gleich
bleibt. Ein Widerstand ist leider keine ideale Gleichstromquelle. Daher kann
sich die Summe der Emitterströme verändern. Wenn beide Eingangsleitungen auf
gleichem Niveau liegen, fließt bei einer höheren Eingangsspannung mehr Strom
über die beiden Emitter als dies bei niedrigeren Spannungen der Fall ist.

Ist dieser Denkansatz vollkommen falsch? Das mit dem intrinsischen
Widerstand habe ich schon verstanden, allerdings sollte doch dieser Effekt
relativ klein sein, gegenüber dem von mir genannten!?!

Viele Grüße,
Matthias

 

[MaWin]

Matthias Hartl <maze@altmuehlnet.de> schrieb im Beitrag <bo8prh$e2n$07$1@news.t-online.com>...

Eine ideale Gleichstromquelle sorgt bei dieser Schaltung dafür, daß unter
allen Umständen die Summe der Emitterströme beider Transistoren immer gleich
bleibt. Ein Widerstand ist leider keine ideale Gleichstromquelle. Daher kann
sich die Summe der Emitterströme verändern. Wenn beide Eingangsleitungen auf
gleichem Niveau liegen, fließt bei einer höheren Eingangsspannung mehr Strom
über die beiden Emitter als dies bei niedrigeren Spannungen der Fall ist.

Das ist alles voellig richtig, nun weiterdenken und den Strom in Basisstrom

und Kollektorstrom aufteilen, Transistordatenbaltt zur Hand.

Und dann die Kollektorstroeme betrachten (und deren Spannungsabfall an
Kollektorwiderstaenden, damit man ein Ausgangssignal hat).
--
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[Rolf Bombach]

Bertram Geiger wrote:

.........
Die kommt IMHO erst
durch Dreckeffekte wie ungleiche Stromverstärkung der
Transistoren zustande.

Richtig

Das Missverständnis dürfte hieran liegen:
Es geht nicht sosehr um die _Differenz_ der Kollektorspannungen !
Nach dem Differenzverstärker gehst du ja üblicherweise nicht mit einer
Spannungsdifferenz weiter, sondern nur mit der Kollektorspannung _eines_
der beiden Transistoren. Irgendwo muss ja der Übergang von symmetrisch
zu unsymmetrisch erfolgen.

Ahh, so war es gemeint, alles klar, danke. Ich geh
üblicherweise mit einem Stromspiegel weiter...
aber so rum entsteht natürlich ein Gleichtaktsignal.

--
mfg Rolf Bombach