Kleinsignaleingangswiderstand bestimmen

[Torsten (Gast)]

Hallo,

kann mir einer von euch erklären, wie man den 
Kleinsignaleingangswiderstand einer Schaltung berechnet? Ich habe mir 
dazu eine total sinnfreie Schaltung aufgebaut.

Für den Arbeitspunkt gilt:

IC=467,53uA
IB=1,585uA
UCE=3,28V

Diese Werte habe ich auch von Hand berechnen können. Der Transistor hat 
laut Modell eine Earlyspannung von 63,2V.

Für die Kleinsignalparameter habe ich berechnet:

gm=IC/UT=18mS
rBE=B/gm=16,3k
rCE=(Ueaf+UCE)/IC=142,2k


Wenn ich mir jetzt das Kleinsignalersatzschaltbil der Schaltung zeichne 
erhalte ich einen Eingangswiderstand fernab der 550Ohm, die die 
Simulation ausspuckt.

Also wie bestimme ich den Eingangswiderstand korrekt?

Mfg.

[Helmut S. (helmuts)]

Wenn man die Signalquelle an den Kollektor anschließt, dann kann man den 
Ausgangswiderstand messen aber nicht den Eingangswiderstand. Der 
Kollektor ist doch nicht nicht der Steuereingang eines Verstärkers.

[ArnoR (Gast)]

Du legst die Signalquelle an den Ausgang und wunderst dich, dass die 
Simulation nicht den richtigen Eingangswiderstand ergibt?

> Ich habe mir dazu eine total sinnfreie Schaltung aufgebaut.

Genau das ist der Grund für dein Problem.

[Torsten (Gast)]

Ja ich will eigentlich den Ausgangswiderstand messen. Da habe ich mich 
vielleicht blöd ausgedrückt. Aber das müsste doch auf die Art und Weise 
gehen, dass ich eben ein Signal am Ausgang einspeise.

[Schuhplattler Sepp, Oberammergau (Gast)]

Die Konstantstromquelle 0.5mA hängt an Masse statt an einer positiven 
Spannungsquelle.
Vielleicht ist das der Grund?

[Torsten (Gast)]

Schuhplattler Sepp, Oberammergau schrieb:
> Die Konstantstromquelle 0.5mA hängt an Masse statt an einer positiven
> Spannungsquelle.
> Vielleicht ist das der Grund?

Kannst du mir bitte erklären, wieso die Stromquelle an einer 
Spannungsquelle hängen muss? Eine Spannungsquelle sollte doch an der 
Stelle wirkungslos sein, oder täusche ich mich da?
Ich werde das gleich mal in der Simulation probieren.

[Schuhplattler Sepp, Oberammergau (Gast)]

So wie du es für die Simulation gezeichnet hast, lässt sich das ja in 
der realen Welt nicht bauen. Das ist mir darum komisch vorgekommen.
Oder nimm statt der Konstantstromquelle eine Spannungsquelle von 100V 
und einen Kollektorwiderstand von 200kOhm.

[Torsten (Gast)]

Ok da hast du natürlich recht. Aber ich habe mir nur etwas 
zusammengebaut, um mir die Sache der Berechnungen klar zumachen.

Kann man für eine Schaltung ohne Eingang eigentlich einen 
Kleinsignalausgangswiderstand berechnen?

[Helmut S. (helmuts)]

Die 5xx Ohm Ausgangswiderstand passen schon.

Zout = 1/S * 10

10 wegen der Gegenkopplung mit 1/10.

Mach es so wie im Anhang mit der .AC-Analyse.

Helmut

[Schuhplattler Sepp, Oberammergau (Gast)]

Torsten schrieb:
> Kann man für eine Schaltung ohne Eingang eigentlich einen
> Kleinsignalausgangswiderstand berechnen?

Klar, warum auch nicht?

Wie sehen jetzt deine Simulationsergebnisse aus, nach der Änderung?

[Torsten (Gast)]

Also eine Zusätzliche Spannungsquelle hat wie erwartet nichts verändert.

Aber wieso komme ich mit der Berechnung per Hand am 
Kleinsignalersatzschaltbild auf viel Größere Werte? Ich lade es gleich 
mal hoch.

[Helmut S. (helmuts)]

Man braucht keine Spannungsquelle. Durch die ideale Stromquelle stellt 
sich automatisch die richtige Spannung ein.

[Torsten (Gast)]

Hier mein Ersatzschaltbild:

[Helmut S. (helmuts)]

Wo bleibt deine Berechnung?

[Helmut S. (helmuts)]

Meine Berechnung:

Vaf=63V
ut=0,026V
bf=294

rce=Vaf/Ic = 134,6kOhm

Steilheit
S=Ic/(ut)=0.468mA/0.026mV=18mA/V

rbe=BF/S = 16333Ohm

rb=R2||rbe=8990Ohm

Gegenkopplung
b=8990/(82000+8990)=0,0988

Zout=1/( b*S +1/(82000+8990)+ic/vaf)
Zout = 565Ohm


Tipp: Man kann sogar den Strom im Arbeitspunkt anzeigen lassen.

[Torsten (Gast)]

Ahh ich habe meinen Fehler gefunden. Ich komme jetzt auf:

Ra = 1/( 1/rCE + (1+gm*R2||rBE)/(R1+R2||rBE) )

damit komme ich mit den obigen Parametern auf:

Ra=557 Ohm, was ziemlich gut der Simulation entspricht.

Ich war echt am verzweifeln, als die Simulation so von meinen 
Berechnungen abgewichen ist. Aber jetzt ist die Welt ja wieder in 
Ordnung.

Gute Nacht und vielen Dank für eure Hilfe.

[Torsten (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Meine Berechnung:

Naja da kommen wir ja so ungefähr auf das gleiche Ergebnis. Du hast nur 
den rCE etwas abweichend berechnet.

Was hat es den in deiner Rechnung damit auf sich:?

"Gegenkopplung
b=8990/(82000+8990)=0,0988"

Damit scheint die Rechnung ja einfach zu werden. Ich bin jetzt so 
vorgegangen:

Ausgangsstromknoten aufgestellt.Und dann das uBE für die gesteuerte 
Quelle über den Spannungsteiler berechnet.

[Helmut S. (helmuts)]

Die Formel hatte ich noch im Kopf.

Im Tietze-Schenk steht folgende Formel.

Ra = S*(1+R1/R2)+R1/BF

Muss ein Druckfehler sein. Sollte wohl so aussehen:

Ra = 1/S*(1+R1/R2) + R1/BF