Hallo! Als Elektrotechnik-Interresierter wollte ich gerne mal einen Tipp bekommen, wie man sich in eine analoge Schaltung hineindenkt. Dazu im Anhang mal eine Schaltung, deren Funktion ich zunächst nicht verrate ;-) Klar, man kann die Schaltung in z.B. LT-Spice komplett nach Zeit und Frequenzverhalten analysieren. Ich aber möchte mal so tun, als gäbe es keine Simulationsprogramme. Mein Chef sagte mal zu mir, wer simuliert, habe keine Ahnung!!! Nun, ich habe Schwierikeiten, wie ich herangehen soll, eine analoge Schaltung zu analysieren. Gerade wenn es mehr als drei Transsitoren werden und Dioden noch irgendwo zu finden sind, das ganze noch Kreuz- und quer mit diversen Kapazitäten und Widerständen noch verbunden ist. Die Literatur mit ihren Grundschaltungen hilft einem da irgendwie auch nicht mehr weiter. Ich habe diverse Literatur zu Hause mit abertausenden theoretischen Betrachtungen von Berechnungen von Tief- und Hochpässen und parasitären Elementen in einem Trnsistor. Aber das Hilft einem in der Praxis kaum weiter. Wie geht da der Profi vor? Muss ich zunächst von einer bestimmten Spannung eines Knotens am Transistor ausgehen und dann überlegen, welche Kapazität sich wann wie auflädt? Oder kann ich hier mit Knotenpotentialanalyse oder Maschenstromverfahren was werden (Bleistift, Zettel und Ratschifummel sind erlaubt)?
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Keine Spannung am Eingang? -> dann denk Dir den BC547 weg. Was macht da der Mosfet? Pos. Spannung am Eingang -> Was macht da der BC547 und damit der Mosfet? Ein Licht geht Dir an... :-)
Beim Reindenken ist es besser zu vereinfachen, als jedes Picofarad zu analysieren - das kommt dann erst danach, wenn es um das Verstehen spezieller Eigenschaften geht.
Hallo Idi, >Mein Chef sagte mal zu mir, wer simuliert, >habe keine Ahnung!!! Dann haben Brücken-Bauer, Auto-Bauer, usw. alle keine Ahnung? Gut, Deine Schaltung ist recht simpel und man sollte erkennen was sie bewirkt, im ersten Schritt. Wenn es aber darum geht die Grenzbedingungen der Schaltung zu untersuchen, kann man es durchaus rechnerisch machen, insofern Dir alle Parameter zur Verfügung stehen. Da fängt es aber schon an. In den Datenblättern selber findet man nicht alle nötigen Parameter. Die stecken aber in der Regel in den Spice - Modellen. Und wenn es etwas komplizierter wird, dann wäre der Rechenaufwand eben noch höher. Wer mal zu Fuss Stern-Dreieck-Transformationen machen musste, der weiss wo von ich rede. Nimmt dein Chef denn noch Logarithmen Tabellen und Rechenschieber? Gruss Klaus.
Idi schrieb: > Muss ich zunächst von einer bestimmten Spannung eines Knotens am > Transistor ausgehen und dann überlegen, welche Kapazität sich wann wie > auflädt? Das ist erst mal uninteressant. Wichtig ist zuallererst: was macht das Ding in einem stabilen Zustand? > Wie geht da der Profi vor? Er gibt den Bauteilen zuallererst mal unterschiedliche Namen! > Wie geht da der Profi vor? Der sieht sich die Schaltung an, erkennt keinerlei relevante Gegenkopplung und hakt damit gleich mal das Thema "Arbeitspunkt im linearen Bereich" ab. Somit ist das nur ein Schalter: mit dem Mosfet wird die LED eingeschaltet. Was braucht ein N-Kanal Mosfet um zu Leiten? Eine positive Gatespannung. Woher kommt die? Entweder vom unteren linken Anschluss (nennen wir den mal UL) oder vom Transistor. Also müssen wir erst mal den Transistor zum leiten bekommen. das geht nur, wenn die Basis des npn-Transistors ein wenig positiver ist als der Emitter. Gut. Bringen wir den Transistor zum leiten mit einer Basisspannung , die über einen Widerstand vom Anschluss oben links kommt (oben links = OL). Legen wir da mal 12V an. Dann kommen am Emitter 11,4V heraus. Der Emitterstrom fliesst über den R 470 Ohm (oben) und lädt den 100nF (unten). Weil die Zeitkonstante 470*100n recht kolein ist, geht das ruck-zuck. Folge: der Mosfet leitet, die LED leuchtet. Jetzt kommt die Basis wieder auf 0V. Dadurch liegen die beiden Kondensatoren parallel und die Gatespannung sinkt recht schnell auf 6V. Hierzu trägt auch die Z-Dioden-Charakteristik von Kleinsignaltransistoren über die inverse BE-Strecke bei. Danach wird die Parallelschaltung der beiden Kondensatoren über den 1MOhm Widerstand weiter entladen. hier ist die Zeitkonstante etwa 200n*1M. D.h. nach etwa 0,2 sec wird der Mosfet wieder sperren. > Klar, man kann die Schaltung in z.B. LT-Spice komplett nach Zeit und > Frequenzverhalten analysieren. Das könnte man nicht, weil ein paar Netze nicht angeschlossen sind!! In der Schaltung so wie sie hier ist fließt einfach kein Strom. BTW: das ist eigentlich keine wirklich sinnvolle Schaltung. Wo hast du die gefunden?
> Mein Chef sagte mal zu mir, wer simuliert, habe keine Ahnung!!! Das ist aber quatsch. Es ist wichtig zu simulieren, aber es ist genauso wichtig zu verstehen was da abgeht um die Simulation zu bewerten. > Oder kann ich hier mit Knotenpotentialanalyse oder Maschenstromverfahren > was werden (Bleistift, Zettel und Ratschifummel sind erlaubt)? Im Prinzip koenntest du das. Allerdings wuerde dir dann sehr schnell auffallen warum Spice erfunden wuerde. Das wichtigste was ein Ingenieur lernen muss ist vernachlaessigen. (hat ein Prof mal zu mir gesagt :) Du solltest dann nur Teile der Schaltung zu bestimmten Zeiten betrachten. Also zum Beispiel einen Transistor als Schalter ansehen wenn moeglich. Oder eine Schaltung nur fuer Wechselspannung an einem Arbeitspunkt betrachten. Ausserdem haben unsere Vorfahren noch gemalt wenn sie nicht rechnen konnten. (z.B Eingangsignale an den Kennlinien eines Transistors gespiegelt nachdem sie zuvor den Arbeitspunkt berechnet haben) Um auf dein Beispiel zurueckzukommen. Du koenntest vielleicht ausrechnen wie sich der Kondensator an einer bestimmten Quelle auflaedt. (1) Du verlaesst dich aber darauf das dein FET die Quelle nicht belastet. Das ist eine Annahme die richtig sein kann oder auch nicht. Und dann kannst du als naechstes schauen was der Fet wohl mit der Eingangspannung machen wird. Mit anderen Worten es ist wichtig das du beim betrachten eines Schaltbilds die Schaltung in kleine Teilschaltungen zerlegst die du getrennt untersuchst. Olaf zu1: Wenn du das machst dann wirst du vielleicht merken das sich deine Schaltung an unterschiedlichen Signalquellen mit unterschiedlichen Innenwiderstaenden verschieden verhaelt. Das ist die Stelle an der vielleicht die ungeschickt formulierte Kritik deines Chefs ansetzt.
Idi schrieb: > Mein Chef sagte mal zu mir, wer simuliert, habe keine Ahnung! Da hat er nicht ganz unrecht. 1. Denken & Planen 2. Rechnen 3. Simulieren 4. Aufbauen 5. Testen 6. Fertig oder zurück zu Erstens Zum Schaltungen analysieren: Man sollte sich die stabilen Zustände zuerst überlegen und am Ende die Übergänge. Bei den aktiven Elementen (Transistoren, Dioden) anfangen und sich überlegen, wann leiten sie, wann sind sie aus. Man kann auch beim Ausgang anfangen und sich dann zum Eingang vortasten, manchmal umgekehrt, aber nie konfus Kreuz und Quer.
Vor Allem: wer Simuliert, verpasst das Wichtigste: Wie verhält sich die Schaltung außerhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs: Übersteuerung: kommt es zum Blockieren (Sättigung oder Thyristoreffekt) Einschalten der Betriebsspannung (Was passiert wenn eine Teilspannung später kommt) Fehler eines Bauelements: Tötet ein defekter Elko die ganze Anlage Blockiert eine defekte kleine Baugruppe das ganze Gerät Wird eventuell das Not-Aus blockiert weil falscher Messwert gemeldet wird Gerade solche Fälle sind durch Simulation kaum zu prüfen, da die ja nur die Daten für den linearen unversteuerten Bereich berücksichtigt.
> wie man sich in eine analoge Schaltung hineindenkt.
Ohne das Umfeld zu kennen ?
Gar nicht.
An deinen beiden Anschlussen kann alles mögliche hängen
Wenn man sie (direkt oder über einen Widerstand) miteinander verbindet,
ist ein hineindenken einfach: Es passiert nichts.
Das muß man nicht simulieren.
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