Wieso ist der Übertragungsfaktor eins?
Bei Aufgabe 3.1.1 soll man den Übertragungsfaktor bestimmen bei einer gesperrten Diode. Meiner Meinung nach ist dieser gleich 0 weil ohne Strom auch keine Spannung aber im der Lösung steht eins ,wieso ist das so?
Hier das Schaltbild
2 Antworten
Die Aufgabenstellung ist ziemlich konfus bzw. unklar.
Zunächst: Der Übertragungsfaktor ist definiert als Verhältnis Ausgang-zu-Eingang - üblicherweise als Funktion der Frequenz, und zwar für eine LINEARE Schaltung. Nur dann kann man (weil Eingangs- und Ausgangsfrequenz gleich sind) auch den Quotienten bilden.
Das ist hier ja nicht der Fall (Dioden sind nicht-linear).
Also kann es nur um eine veränderliche GLEICHSPANNUNG am Eingang gehen.
- Für Ue=0 sind beide Dioden gesperrt und es fließt kein Strom durch R, so dass Ue=Ua ist und der Quotient also gleich "1" ist.
- Für steigende Spannung bis Ue=+2,5V (und auch bei negativer Spannung bis Ue=-2,5V) bleibt dieser Zustand mit Ü-faktor=1 erhalten (idealisierte Diodenkennlinie mit Us=0,5V und rf=0).
- Bei weiter steigender positiver Spannung öffnet D1 und D2 geht tiefer in den Sperrzustand.
- Bei negativen Spannungen größer als Ue=-2,5V ist es umgekehrt (D2 öffnet und D1 sperrt weiter).
- Da die Dioden idealisiert sind mit senkrechter Kennlinie (rf=0) und Us=0.5V, haben wir es mit einfacher Spannungsteilung zu tun über R und die Diode(n).
- Also: Ü-Faktor=1 gilt nur für Ue innerhalb von (+-) 2,5Volt.
Nachtrag: Der von mir verwendete Begriff "Spannungsteilung" ist zwar richtig (Die variable Spannung Ue wird aufgeteilt in 2 Teile), könnte aber missverstanden werden, da die Diode extrem nicht-linear ist. Dann, wenn eine der beiden leitend ist, liegt am Ausgang ja immer eine konstante Spannung an - damit ist der Übertragungswert (es ist also kein fester FAKTOR) eine Funktion der Eingangsspannung (Ausgang konstant).
Übertragungsfaktor heisst:
Welcher Anteil von dem, was man links reinlässt, kommt rechts wieder raus.
Also üblicherweise und auch hier: Verhältnis Ua/Ue.
Aber in diesem Netzwerk noch Quellen anzusiedeln, ist dann ziemlich abstrus...
Die Dioden sind immerhin so, dass die Quellen nicht von sich aus etwas nach aussen absondern.
Hingegen werden sie sich ab einer bestimmten Eingangsspannung (positiv oder negativ) "wehren", also sich der Eingangsspannung entgegensetzen.
- Innerhalb Ue von +/- 2,7V (Quelle plus Diodenspannung) ist der Übertragungsfaktor =1, weil die Quellen und Dioden keine Wirkung haben. Oder soll Us=0,5V die Diodenspannung sein? Egal, ich rechne es mit 0,7V.
- Über +2,7V oder unter -2,7 leitet je einer der Dioden, und die ideale Quelle gilt als Kurzschluss. Somit wird die Ausgangsspannung begrenzt auf +/- 2,7V.
- Das heisst, innerhalb dieser Begrenzungsspannungen ist der Übertragungsfaktor tatsächlich = 1. Ausserhalb ist er undefiniert bzw. abhängig von der Eingangsspannung, Ausgang ist immer max +/-2,7V.