Hallo allerseits,
ist es in der Praxis üblich bei der Angabe der Spannungsverstärkung in
dB
einfach zu rechnen 20log Ua/Ue ohne die Verwanten des Hr. Ohm zu
berücksichtigen? Besonders bei OPV Schaltungen fällt mir das des öfteren
auf.
Z.Bsp. Beschreibung eines Spannungsfolgers "....er hat eine
Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB.(Eingangs und Ausgangsspannung
ist gleich)" Müsste dieser Spannungsfolger nicht einige dBs an
Verstärkung machen um die Eingangspannung vom hochohmigen Eingang am
niederohmigen Ausgang bereitzustellen?
Die diversen Artikel über dB habe ich gelesen, bin aber trotzdem
verunsichert.
Dies alles fragt sich einer, der Elektronik nur als Hobby hat, der aber
trotzdem alles wissen möchte.
Gruß Herbert
Herb schrieb:> Müsste dieser Spannungsfolger nicht einige dBs an> Verstärkung machen um die Eingangspannung vom hochohmigen Eingang am> niederohmigen Ausgang bereitzustellen?
So ganz verstehe ich dein Problem nicht.
Die Quelle ist doch deshalb unbelastet, also geht nichts verloren.
Der Ausgang ist durch den OPA eh niederohmig, allerdings nicht ganz
Null.
Und da greift die Leerlaufverstärkung des OPA, die im Bereich 10^5 ...
10^6 liegt. Um diesen Faktor wird dieser Ausgangswiderstand beim
Spannungsfolger reduziert, bei einer OPA-Schaltung mit Verstärkung x > 1
um den Faktor x.
Und den Rest macht die Stromversorgung ...
Mein Problem ist Uein am hohen Widerstand und Uaus am kleinen
Widerstand.
Nach meinem laienhaften Verständnis wäre 20log Uaus/Uein falsch.
Müsste man nicht Paus mit Pein vergleichen und dann 10log Paus/Pein
rechnen?
Herb schrieb:> ist es in der Praxis üblich bei der Angabe der Spannungsverstärkung in> dB einfach zu rechnen 20log Ua/Ue ohne die Verwanten des Hr. Ohm zu> berücksichtigen?
Ja.
Herb schrieb:> Müsste dieser Spannungsfolger nicht einige dBs an> Verstärkung machen um die Eingangspannung vom hochohmigen Eingang am> niederohmigen Ausgang bereitzustellen?
Nein, nach Stromverstärkung war nicht gefragt bzw. nicht angegeben.
Herb schrieb:> Müsste man nicht Paus mit Pein vergleichen und dann 10log Paus/Pein> rechnen?
Wenn man die Leistungsverstärkung angibt, macht man das auch.
Herb schrieb:> ist es in der Praxis üblich bei der Angabe der Spannungsverstärkung in> dB einfach zu rechnen 20log Ua/Ue ohne die Verwanten des Hr. Ohm zu> berücksichtigen?
Ja.
> Z.Bsp. Beschreibung eines Spannungsfolgers "....er hat eine> Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB.(Eingangs und Ausgangsspannung> ist gleich)" Müsste dieser Spannungsfolger nicht einige dBs an> Verstärkung machen um die Eingangspannung vom hochohmigen Eingang am> niederohmigen Ausgang bereitzustellen?
Du wirfst hier fröhlich Spannungsverstärkung und
Leistungsverstärkung in einen Topf. Für die Spannungsverstärkung ist
es vollkommen egal, wie groß (oder klein) die Last ist. Für die
Leistungsverstärkung nicht.
Mit dBs zu rechnen ist eigentlich mehr bei Leitungssystemen brauchbar.
Dort haben die Leitungen einen Wellenwiderstand von z.B. 50 Ohm und
verlangen den Anschluss an den Enden mit 50 Ohm Quellwiderstand oder 50
Ohm Lastwiderstand.
Da die dBs zur Leitungslänge proportional sind ergibt dies wesentlich
einfachere Rechnung: z.B bei einer Leitung mit 50 dB pro 100m bringt ein
5,6m langes Leitungsstück ein Dämpfungsmaß von 2,8 dB. Mit
Spannungsverhältnissen wäre die Rechnung wesentlich schwieriger.
Besonders bei Leitungsstückelungen und Verzweigngen wie in
Antennenanlagen sind die dBs dann von Vorteil.
Wenn man mit Verstärkern, Spannungsteilern mit wechselnden Last- oder
Quellwiderständen zu tun hat, bringt die Umrechnung in dB keine
rechnerischen Vorteile.
Da bleibts wohl besser bei Verstärkungsfaktor oder Dämpfungsfaktor.
Axel S. schrieb:> Für die Spannungsverstärkung ist> es vollkommen egal, wie groß (oder klein) die Last ist. Für die> Leistungsverstärkung nicht.
Ein Trafo mit 230V pri 460 sek hat also eine Spannungsverstärkun von 2
oder 6 dB ?
Herb schrieb:> Axel S. schrieb:>> Für die Spannungsverstärkung ist>> es vollkommen egal, wie groß (oder klein) die Last ist. Für die>> Leistungsverstärkung nicht.>> Ein Trafo mit 230V pri 460 sek hat also eine Spannungsverstärkun von 2> oder 6 dB ?
Nein. Das Bel bzw. Dezibel beschreibt das Verhältnis von
Leistungsgrößen, NICHT von Spannungen. Ein Trafo ist aber kein Perpetuum
mobile, also wird seine Leistungsverstärkung <0 dB sein.
Das Spannungsverhältnis ergibt sich daraus sekundär aus dem Zusammenhang
P=U²/R.
Herb schrieb:> Axel S. schrieb:>> Für die Spannungsverstärkung ist>> es vollkommen egal, wie groß (oder klein) die Last ist. Für die>> Leistungsverstärkung nicht.>> Ein Trafo mit 230V pri 460 sek hat also eine Spannungsverstärkun von 2> oder 6 dB ?
Es ist zumindest ungewöhnlich, das Spannungsverhältnis eines Netztrafos
in dB anzugeben oder überhaupt von einer Spannungsverstärkung zu
sprechen. In HF-Schaltungen hat man hingegen oft Trafos, sei es zur
Impedanzanpassung oder als Splitter. Und da rechnet man in der Tat oft
mit der Einfügedämpfung in dB, wenn man die Gesamtverstärkung (oder
Dämpfung) eines Signalwegs betrachtet.
Bernhard D. schrieb:> Nein. Das Bel bzw. Dezibel beschreibt das Verhältnis von> Leistungsgrößen, NICHT von Spannungen.
Auch falsch. Das Bel ist ein (logarithmisches) Maß für das Verhältnis
zweier Größen. Welche Größen das sind, ist erstmal nebensächlich. In der
Elektronik tatsächlich gebräuchlich ist es aber nur für Spannungen bzw.
Leistungen. Schon beim Strom (z.B. Stromverstärkung eines
Bipolartransistors) ist es ungebräuchlich, obwohl es prinzipiell
verwendbar wäre.
Axel S. schrieb:> Das Bel ist ein (logarithmisches) Maß für das Verhältnis> zweier Größen. Welche Größen das sind, ist erstmal nebensächlich.
-> Wikipedia
Das Bel dient zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des
Verhältnisses zweier gleichartiger Energie- bzw. Leistungsgrößen P1 und
P2.
Ein Spannungsverhältnis ist nur deswegen erlaubt, weil man sich auf
die Leistung an einem bei beiden Signalen gleichen Widerstand
bezieht.
Herb schrieb:> ist es in der Praxis üblich bei der Angabe der> Spannungsverstärkung in dB einfach zu rechnen> 20log Ua/Ue ohne die Verwanten des Hr. Ohm zu> berücksichtigen?
Hmm, ja.
> Besonders bei OPV Schaltungen fällt mir das des> öfteren auf.> Z.Bsp. Beschreibung eines Spannungsfolgers "....er> hat eine Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB.> (Eingangs und Ausgangsspannung ist gleich)" Müsste> dieser Spannungsfolger nicht einige dBs an Verstärkung> machen um die Eingangspannung vom hochohmigen Eingang> am niederohmigen Ausgang bereitzustellen?
Nein.
Es ist (korrekterweise) explizit von der SPANNUNGS-
verstärkung die Rede, und diese ist ja tatsächlich
0dB.
Strom- und Leistungsverstärkung sind (wegen der
Impedanzwandlung) höher. Man dürfte beim Impedanz-
wandler somit nicht einfach von "Verstärkung" reden;
das ist nicht eindeutig.
> Die diversen Artikel über dB habe ich gelesen, bin> aber trotzdem verunsichert.
Es ist eigentlich nicht schwierig: Wenn man eine feste
Bezugsimpedanz hat (wie z.B. in der Leitungstheorie),
dann muss man nicht zwischen Spannungsverstärkung, Strom-
verstärkung und Leistungsverstärkung unterscheiden, weil
alles über die Impedanz fest verknüpft ist.
Wenn man KEINE feste Bezugsimpedanz hat (--> Impedanz-
wandler), muss man explizit sagen, WELCHE Verstärkung
man meint: Strom, Spannung, Leistung.
> Dies alles fragt sich einer, der Elektronik nur als> Hobby hat, der aber trotzdem alles wissen möchte.
Schon in Ordnung.
"Wenn man mit Verstärkern, Spannungsteilern mit wechselnden Last- oder
Quellwiderständen zu tun hat, bringt die Umrechnung in dB keine
rechnerischen Vorteile."
Das stimmt so nicht. In Datenblättern von OpAmps werden viele
Spannungsverhältnisse in dB angegeben: LeerlaufVerstärkung,
Gleichtaktunterdrückung,Supply-voltage rejection ratio,....
In verschiedenen Teilbereichen werden verschiedene dB benutzt
(HF: 50 Ohm, Telefon 600 Ohm, NF Spannungsverhältinsse,...)
und man weiss normalerweise, welche Betriebsart jemandem vorschwebt.
Axel S. schrieb:> Bernhard D. schrieb:>>> Nein. Das Bel bzw. Dezibel beschreibt das Verhältnis von>> Leistungsgrößen, NICHT von Spannungen.>> Auch falsch. Das Bel ist ein (logarithmisches) Maß für das /Verhältnis/> zweier Größen. Welche Größen das sind, ist erstmal nebensächlich.
Die Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Bel_(Einheit) ist da anderer
Ansicht:
"Das Bel dient zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des
Verhältnisses zweier gleichartiger Energie- bzw. Leistungsgrößen P1 und
P2"
> In der> Elektronik tatsächlich gebräuchlich ist es aber nur für Spannungen bzw.> Leistungen.
Eben, eindeutig ist es nur, wenn man es auf Leistungen anwendet. Wenn Du
Vierpole mit unterschiedlichen Aus- und Eingangsimpedanzen betrachtest,
wird es schnell missverständlich, siehe TO.
Anders z.B in der HF, Antennen- und Übertragungstechnik, also in
Systemen mit definierten Impedanzen. Da ist das Rechnen mit dBs sehr
angenehm.
> Schon beim Strom (z.B. Stromverstärkung eines> Bipolartransistors) ist es ungebräuchlich, obwohl es prinzipiell> verwendbar wäre.
Weil es in diesem Fall unpraktisch ist, und keine Vorteile bringt.
bezidel schrieb:> Axel S. schrieb:>> Das Bel ist ein (logarithmisches) Maß für das Verhältnis>> zweier Größen. Welche Größen das sind, ist erstmal nebensächlich.>> -> Wikipedia>> Das Bel dient zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des> Verhältnisses zweier gleichartiger Energie- bzw. LeistungsgrößenBernhard D. schrieb:> Die Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Bel_(Einheit) ist da anderer> Ansicht:>> "Das Bel dient zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des> Verhältnisses zweier gleichartiger Energie- bzw. Leistungsgrößen P1 und> P2"
Genau. Wann hätte ein Wikipedia-Schreiber denn auch jemals daneben
gelegen?
Bernhard D. schrieb:>Axel S. schrieb:>> In der>> Elektronik tatsächlich gebräuchlich ist es aber nur für Spannungen bzw.>> Leistungen.>> Eben, eindeutig ist es nur, wenn man es auf Leistungen anwendet.
Nein. Eindeutig ist es, wenn man dazu sagt, welche zwei Größen man
vergleicht. Lassen wir nochmal den TE zu Wort kommen:
Herb schrieb:> ... hat eine Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB
Kannst du es sehen? Spannungsverstärkung
Also ein Vergleich von Eingangs- und Ausgangsspannung.
Wieviel eindeutiger brauchst du es denn?
Axel S. schrieb:> Herb schrieb:>> ... hat eine Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB>> Kannst du es sehen? *Spannungsverstärkung*> Also ein Vergleich von Eingangs- und Ausgangsspannung.> Wieviel eindeutiger brauchst du es denn?
Mir ist das schon eindeutig genug, speziell auch in diesem Fall, keine
Sorge.
Dem TO anfangs aber nicht, sonst hätte er nicht gefragt.
Deshalb ist es nicht besonders glücklich, solche Begriffe in Fällen zu
verwenden, wo sie missverständlich sein können.
Wenn man eine Spannungsunterdrückung bei einem Opamp in dB angibt, ist
die Anwendung der dB gerade noch gerechtfertigt. Es handelt sich da um
ein Verhältnis zweier Spannungen an EINEM Zweipol,dem festgelegten
Eingangswiderstand. Und bei den Größenordnungen die da auftreten ist das
logarithmische Maß einfach praktisch.
Axel S. schrieb:> Kannst du es sehen? Spannungsverstärkung> Also ein Vergleich von Eingangs- und Ausgangsspannung.> Wieviel eindeutiger brauchst du es denn?
Meine Unsicherheit kam von:
bezidel schrieb:> Das Bel dient zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des> Verhältnisses zweier gleichartiger Energie- bzw. Leistungsgrößen P1 und> P2.>> Ein Spannungsverhältnis ist nur deswegen erlaubt, weil man sich auf> die Leistung an einem bei beiden Signalen gleichen Widerstand> bezieht.
Mein Beispiel hat ja verschiedene Ein und Ausgangswiderstände.
Ich möchte mich bei allen bedanken die versuchen mein Halbwissen zu
verbessern.
Gruß Herbert
Bernhard D. schrieb:> Axel S. schrieb:>>> Herb schrieb:>>> ... hat eine Spannungsverstärkung von 1 oder 0 dB>>>> Kannst du es sehen? *Spannungsverstärkung*>> Also ein Vergleich von Eingangs- und Ausgangsspannung.>> Wieviel eindeutiger brauchst du es denn?>> Mir ist das schon eindeutig genug, speziell auch in diesem Fall, keine> Sorge. Dem TO anfangs aber nicht, sonst hätte er nicht gefragt.
Eben deswegen wurde ihm mehrfach erklärt, daß es keinen Sinn ergibt,
einfach nur unterschiedslos von Verstärkung zu sprechen. Und daß es
einen Grund gibt, warum die Aussage "0 dB" explizit für den Wert der
Spannungsverstärkung gemacht wurde.
Das Zitieren irgendwelcher Wikipedia-Artikel mit grenzwertiger
Formulierung hilft ihm da deutlich weniger weiter. Falsche Behauptungen
a'la "dB gelten ausschließlich für Leistungen" sind sogar definitiv
kontraproduktiv.
Vielleicht solltet Ihr Euch eher mal den englischen Wiki-Artikel
durchlesen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel
Der ist deutlich praxisbezogener, und widerspricht der haltlosen
Behauptung, daß dies nur für Energie/Leistung gilt (das war nur die
ursprünglich historische Bedeutung). Grundsätzlich ist das einfach nur
eine Verhältnisangabe, die sich überall anwenden läßt, wo Verhältnisse
zu einem Bezugspegel angegeben werden wollen.
Das, was im deutschen Wiki beschrieben wird, ist eher ein Spezialfall,
wo noch auf den Bezug zw. Leistungs- und Feldgrößen eingegangen wird.
Gilt aber eben nur in Systemen mit gleichen Voraussetzungen, also z.B.
gleicher Impedanz in elektrischen Systemen.
Der Bezug auf das Leistungsverhältnis ist nicht gänzlich falsch;
Hintergrund ist der Faktor 20 und eben nicht 10 in der oben genannten
Formel "20log Ua/Ue".
Zurück zur Definition beim Spannungsfolger bzw. -verdoppler:
Eine rein leistungsbezogene Verstärkung des Verstärker zu definieren ist
hier nutzlos, diese hängt zu sehr vom den Impedanzen der angeschlossenen
Quelle und der Last ab. Beim Spannungsfolger ist die
Leistungsverstärkung im allgemeinen uninteressant.
Das relvante Kennzeichen ist die Spannungsverstärkung von 1 (oder 2 beim
Verdoppler).
Haben Quelle und Last die gleiche endliche Impedanz, entspricht so ein
Spannungsfolger/-verdoppler auch den Regeln der üblichen
Leistungsverstärkung, so dass man hier von 0dB bzw. 1dB sprechen kann.
In HF-Systemen wird der Spannungsfolger auch nicht allein sein, sondern
solche Zusatzbeschaltungen mit sich bringen, dass auch Eingangs- und
Ausgangsimpedanz definiert sind -- und damit ergibt sich wieder die
"offizielle" Leistungsdefinition.
Achim H. schrieb:> Der Bezug auf das Leistungsverhältnis ist nicht gänzlich falsch;> Hintergrund ist der Faktor 20 und eben nicht 10 in der oben genannten> Formel "20log Ua/Ue".
Meine Rede... Was anderes wollte ich ja gar nicht ausdrücken...
Ohne Rückgriff auf die Leistung ist der Faktor 20 nicht erklärbar, wenn
man Spannungsverstärkungen oder dergleichen in dB darstellt.
Das Verhältnis ist dann absolut eindeutig.
Da muss man dann auch keine Irrwege wie die Unterscheidung von
"Spannungs-dB" und "Leistungs-dB" gehen, wie man manchmal liest.
Chris K. schrieb:> Such mal nach> "db or not db"
Vielen Dank für den Hinweis!
Diese App Note ist sehr gut und hat alle meine Unsicherheiten beseitigt.
Gruß Herbert