Mich interessiert folgende theoretische Problematik. Eine Antenne ist an
einen Verstäker (z.B. Common Source-Verstärker) angeschlossen. Macht es
Sinn zur Optimierung des SNRs den Eingang des Verstärkers mit dem
Wellenwiderstand abzuschließen? Reflexionen werden so natürlich
vermieden, jedoch ist die am Vertsärker anliegende Spannung so halbiert.
Meines Wissens nach arbeitet der Verstärker doch als
Spannungsverstärker. Das Rauschen, welches der Verstärker hinzufügt,
sollte doch unabhängig von der anliegenden Spannung sein. So würde ich
eigentlich annehmen, dass ohne ABschluß mit Wellenwiderstand der SNR am
größten sein sollte. Bei Abschluß mit Wellenwiderstand (ohmsch) wird die
abgegebene Leistung zwar maximiert, aber doch nur im Abschlußwiderstand
verheizt. Ist das richtig? Ist der Eingangswiderstand (vermutlich
hauptsächlich kapazitiv) des Vertsärkers zu berücksichtigen? Macht es
Sinn möglicherweise den Abschluß mit Wellenwiderstand durch ein L in
Reihe oder ähnlich zu realisieren?
Danke schon mal für die Antworten.
Grüße Cubus
Cubus schrieb:> Macht es> Sinn zur Optimierung des SNRs den Eingang des Verstärkers mit dem> Wellenwiderstand abzuschließen?
Nein. Schließlich verheizt du ja einen Teil der Leistung im
Widerstand, die steht dir also nicht zum weiteren Verstärken
zur Verfügung.
Statt künstlich einen ohmschen R zur Anpassung an den Eingang zu
schalten, was Verluste mit sich bringt, sollte man lieber den
Wellenwiderstand des Kabels über eine Anpassung an den
Verstärkereingangs anpassen (induktiv, kapazitiv, mit filtern, oder
sonstige "verlustleistungslose" Varianten), so daß bis zum verstärkenden
Element Leistungsanpassung herrscht
Wenn es auf minimales Rauschen ankommt, ist immer eine
Leistungsanpassung notwendig, damit das Maximum des Nutzsignals
übergeben wird. Das muss mit verlustfreien Anordnungen ( Trafo,
LC-Transformation,Leitungstransformation) ausgeführt sein, sonst
entsteht durch deren Verlustwiderstände zusätzliches Rauschen.
Man muss zum Beispiel einen Antennenverstärker direkt am Anfang einer
Leitung an die Antenne angepasst anschließen.
Wenn das Signal erst einmal verstärkt ist, kann man den Ausgang eines
Verteiler-Verstärkers als Spannungausgang gestalten und nach Bedarf
einen oder mehrere Verbraucher anschließen ohne das SNR wesentlich zu
verschlechtern.
Im verstärkenden Element (angenommen Common Source-Verstärker am
EIngang) kann doch aber keine Wirkleistung umgesetzt werden(Annahme
einer Eingangskapazität Gate/Source). Ist das richtig? Die Antenne würde
die maximale Leistung in einem engen Frequenzband abgeben, wenn ich ein
L in Reihe zum Eingang schalte. Das L muß dann so gewählt werden, dass
es zur Resonanz in dem ausgewählten Frequenzband kommt. Paßt das?
Natürlich hat der FET in der common-source-Schaltung bei höherer
Frequenz zwei Komponenten des Eingangswiderstands: kapazitiv (einige pF)
und ohm'sch ( einige hundert Ohm bis einige kOhm bei hohen f) durch die
internen Verluste des FET. Es wird also Wirkleistung umgesetzt.
Bei schlechter Anpassung geht also ein Teil des Nutzsignals im ohmschen
Eingangswiderstand verloren.
Kompensation der kapazitiven Komponente beseitigt den Blindstrom, der zu
zusätzlichen Verlusten führt.
Ist Rant kleiner als Rein, ist die Spannung aus der Antenne relativ
klein. Aufwärtstransformieren bringt mehr Spannung, maximal U0.
Ist Rant größer als Rein, ist der Strom aus der Antenne relativ klein.
Abwärtstransformierung bringt mehr Strom, maximal Ik.
Die beiden Verläufe "begegnen" sich bei U = 1/2 U0 und bei I = 1/2 Ik,
also bei Rant = Rein
Der parasiäre Eingangswidersdtand liegt dann in Reihe zur Kapazität?
Verstehe ich dass richtig, dass es hinsichtlich SNR am günstigsten ist,
wenn also die maximal von der Antenne abgegebene
Wirkleistung 1/2 U0 * 1/2 Ik an diesem parasitären ohmschen
Eingangswiderstand verbraten wird?
>wie ist der Wirkwiderstand geschaltet:
Meist ist sowohl Verlust in reihe als auch parallel vorhanden, das
Ersatzschaltbild in jeder der beiden Formen ist möglich, nur hat dann R
jeweils einen anderen Wert.
>Hoher Leistungsverlust
Ja, das ist leider so. Die Leistungsanpassung Ri = RL, die für optimale
Übergabe schwacher Signale benutzt werden muss, ist von der
Energiebilanz schlecht. Sie stellt eben den Zustand dar, in dem die
maximale Leistung übergeben wird. Und das ist eben entscheidend, wenn
die Signalleistung in die Größenordnung der Rauschleistung kommt.
An der Steckdose nimmt man die Spannungsanpassung Ri<<RL. Da ist die
Energiebilanz besser, am kleinen Ri geht wenig Leistung verloren.
Man ist aber auch nicht darauf angewiesen, aus der Steckdose die maximal
mögliche Leistung zu lutschen.
So etwas macht man höchstens beim Autoakku, während des Anlassens.
