Kleinsignalersatzschaltbild mit Z-Diode?
Hallo,
wir hatten uns zwar mit Kleinsignalersatzschaltbildern beschäftigt, allerdings taten wir dies immer bei Transistoren.
Wie das genau beim einer schaltung mit einer einer Z diode funktioniert, darauf komme ich nictt und habe auch im Netz leider nichts dazu gefunden.
Aufgabenstellung: (Siehe Bild)
Die Eingangsspannung schwankt um ihren ursprünglichen Wert von 12V. Zeichnen Sie zunächst das Kleinsignalersatzschaltbild der Ersatzschaltung aus Aufgabenteil und leiten Sie daraus den Glättungsfaktor G= DeltaUe/DeltaUa ab. Ua fällt hierbei am Lastwiderstand Rl ab
Ich wäre dankbar, wenn mir jemand zeigen könnte, wie solch ein Kleinsignalersatzschaltbild doch aussieht bzw wie man daraus den Glättungsfaktor bestimmen kann?
Danke im Voraus
5 Antworten
Ich habe zwar noch nie ein solches Ersatzschaltbild gehabt, aber rein intuitiv würde ich sagen, dass die Diode im Kleinsignalersatzschaltbild "weg" muss.
Wenn die Spannung an der Z-Diode kleiner als die Durchlassspannung ist, ist die Diode nicht leitfähig und kann komplett raus gestrichen werden. Ist sie über der Durchlassspannung, stellt sie eine Spannungsquelle dar, die entgegengesetzt geschaltet ist... (constant voltage drop model würde ich sagen)
Der Fragestellöer sucht "nur" das Kleinsignal_Ersatzschaltbild - und bestimmt für Frequenzen, bei denen parasitäre Elemente nicht auftauchen.
Warum willst Du ihn verwirren durch Dinge, die hier nicht relevant sind?
Wie beim Transistor - das bild von Giacoletto gilt auch erst im hohen HF-Bereich.
Du musst doch nur überlegen, was passiert bzw. wie verhält sich die Z-Diode im Arbeitspunkt für kleine Signaländerungen. Da hat sie doch einen sehr kleinen Widerstand rz.
Zusammen mit den anderen beiden Widerständen hast Du dann einen Spannungsteiler, der Spannungsänderungen am Eingang (das ist dann Dein Eingangs-Kleinsignal) deutlich verkleinert an die Parallelschaltung von rz und RL weitergibt. Das bestimmt dann den Glättungsfaktor.
Also: Eine ganz einfache Aufgabe - ein aus drei Widerständen bestehender Spannungsteiler. Die 12V tauchen dabei natürlich nicht im Ersatzbild auf (wie beim Transistor ja auch die Gleichspannungen im Ersatzbild nicht erscheinen). Es geht ja nur um "Kleinsignale" - also die Spannungsschwankungen um die 12V herum.
Ich versuche anstelle einer Zeichnung die in der Frage erbetene Ersatzschaltung zu beschreiben. Diese stellt einen Tiefpass dar, das gibt es auch bei tiefen Frequenzen.
Wer schreibt hier Unsinn?
In Deiner Antwort auf die Frage wie die Ersatzschaltung aussieht, willst Du einen Kondensator parallel zur Z-Diode schalten. Das hat nun gar nichts mit der Frage zu tun....und als Erklärung sprichst Du auch noch von der "parasitären" Kapazität, was noch weniger damit zu tun hat ......
Ich habe in Vorlesungen über Transistorersatzschaltungen gehört, dass zwischen den Gates parasitäre Kapazitäten liegen, und man deshalb in das Ersatzschaltung einen Kondensator eingerichtet. Ich denke, das hat mit der Frage etwas zu tun.
Wenn man zur Diode einen Kondensator parallel schaltet, zeigt man, dass eine z-Diode u.a. auch einen Tiefpass bildet.
Das ist sicher richtig. Jedes Bauelement enthält eine paratisäre Kapazität.
Ich war Elektronik-Entwickler.
Das bestreitet auch niemand - aber niemand kommt auf die Idee (hoffentlich), mit einem so kleinen Lastwiderstand (rz von einigen Ohm) einen Tiefpass aufbauen zu wollen. Außerdem: Was soll die Bemerkung mit der parasitären Kapazität, wenn Du doch einen Kondensator parallel schalten willst? Wie groß soll der denn sein bei rz=5 Ohm?). Also: Totaler Unsinn (sorry für das harte Wort, aber es ist nun mal Unsinn...da muss man nicht viel drum rum reden...)
Ich glaube, das ist ein Missverständnis: Ein kleinsignalersatzschaltbild gilt nicht für betragsmäßig kleine Signale, sondern einen kleinen Signalbereich in dem sich die Bauteile bspw. annähernd linear verhalten und man deshalb vieles vereinfachen kann. Ist eine etwas unglückliche Benennung.
Die konkrete Frage kann ich allerdings auch nicht beantworten, ist echt lange her :-(
Würde noch raten (!), dass man ggf. bei der diode sowohl bei der Durchlass- als auch Z-Spannung davon ausgeht, die kennlinie macht einen 90°-Knick.