Moin zusammen,
im Folgenden möchte ich auf einen interessanten Aspekt bei Transistoren
und Elektronenröhren eingehen, wenn diese als Verstärker beschaltet und
eingesetzt werden.
Wenn man sich in die Halbleiterschaltungstechnik einarbeitet und sich
speziell mit den bipolaren Transistoren und den Feldeffekttransistoren
als Verstärker näher beschäftigt, fällt einem auf, dass diese im
Verstärkerbetrieb informationserhaltend sind bzw. arbeiten.
Mit "informationserhaltend" meine ich, dass die Information im
Eingangssignal, das verstärkt werden soll, im verstärkten Ausgangssignal
enthalten ist. Ebenso verhält es sich bei der Elektronenröhre als
Verstärker.
Auf den ersten Blick würde ich bei Transistoren die
Informationserhaltung ablehnen. Die Effekte im Halbleiter, die
Ladungsträgerinjektion und die Beschleunigung über den
Kollektor-Basis-pn-Übergang sind doch sehr komplex, als dass sie eine
Signaländerung, die die Information erhält, verstärken aber in ihrer Art
und Weise gleich lassen.
Ist die Lösung des Problems bzw. die Informationserhaltung die
sogenannte "Linearität"? Wenn ein System eine lineare Übertragung
besitzt, verändert es dann die Signalinformation nicht? Und deshalb
geschieht die Aussteuerung des Transistors im linearisierten
Arbeitspunkt?
Ein Beispiel aus dem Alltag: Wäre ein Kugelventil eines Wasserhahnes
linear? Das heißt, jede Art der Bewegung des Hahnes, jede Änderung in
der Bewegung und damit jede Information steckt als Information weiterhin
(in anderer Art) im ausströmenden Wasser, beispielsweise in der
Strömungsgeschwindigkeit?
Gruß
Stefan H. schrieb:> Mit "informationserhaltend" meine ich, dass die Information im> Eingangssignal, das verstärkt werden soll, im verstärkten Ausgangssignal> enthalten ist.
Das "Enthaltensein" bedarf einer Definition, wenn das kein
philosophisches Geschwurbel werden soll.
Wenn Du Heino über einen Röhrenverstärker spielst, verstehst Du den Text
und erkennst die Melodie. Mit einem Transistorverstärker laut TE nicht.
Messtechniker werden aber mühelos nachweisen, dass Röhrenamps mehr am
Original ändern als Transistoramps.
Um das umdrehen zu wollen, muss man schon in sehr merkwürdigen mentalen
Welten schweben...
Etrick schrieb:> Wenn Du Heino über einen Röhrenverstärker spielst, verstehst Du den Text> und erkennst die Melodie. Mit einem Transistorverstärker laut TE nicht.
Ich habe die Röhre nicht speziell beschrieben, aber über den Transistor
sage ich doch, dass es geht, eben aufgrund der Linearisierung. Bei
beiden geht es.
Gruß
Stefan H. schrieb:> Wenn man sich in die Halbleiterschaltungstechnik einarbeitet und sich> speziell mit ...> ..., fällt einem auf, dass ...
Bei allem Respekt: woher willst du das wissen?
An deiner Wortwahl ist zu erkennen, dass du dich noch NICHT
eingearbeitet hast. Nach deinen bisherigen Postings scheint es auch sehr
unwahrscheinlich, dass du das tun wirst.
Gib uns doch die Chance, auf dem richtigen Niveau zu antworten und sage
uns, welche Lehrbücher du besitzt: in Grundlagen der Elektrotechnik und
(Halbleiter) Schaltungstechnik. Welche davon hast du durchgearbeitet.
Welche Ausbildung hast du(, vor allem Mathematisch gesehen)?
Elektrotechnische Lehre abgeschlossen? Abitur?
Das was du hier so hochtrabend als "interessante Aspekte" diskutieren
willst, das sind Grundlagen, die einem bei aufmerksamen Lesen in den
Einführungsbüchern sehr rasch klar werden. Interessanterweise werden
solche Dinge auch den Technikern, die sich ohne viel theortische
Vorbildung vor allem praktisch in das Gebiet vertiefen, schnell klar.
Arbeite mal ein paar seröse Lehrbücher durch. Vorschlag für die Suche
und Auswahl: Google, Literaturangaben Wikipedia, Amazon usw.
Tom schrieb:> Das "Enthaltensein" bedarf einer Definition, wenn das kein> philosophisches Geschwurbel werden soll.
Informationserhaltend meint, das die Form des Eingangssignals nicht
geändert wird. Es gibt keine Verzerrungen des Eingangssignals und es
kommen keine neuen Frequenzen dazu.
Gruß
Ok,
aber philosophisch gesehen ist es richtig, dass der Informationserhalt
in der Linearität liegt. Linearität, oder annähernde Linearität, erzeugt
eine Proportionalität, die die Form eines Eingangssignal beispielsweise
nur in der Amplitude ändert.
Gruß
Tom schrieb:> Das "Enthaltensein" bedarf einer Definition, wenn das kein> philosophisches Geschwurbel werden soll.
Vielleicht ersetzt du "Enthaltensein" durch "nicht im Rauschen des
Ausgangs untergehen". So handhaben das jedenfalls Empfänger für
Funksignale. Dieser eher praxisnahen Betrachtungsweise fehlt allerdings
der philisophische Touch.
holger schrieb:> Solche Betrachtungen gibt es in der Elektrotechnik nicht.> Das ist das gute daran. Es gibt nur Fakten.
Ok,
richtig ist es, dass der Informationserhalt
in der Linearität liegt. Linearität, oder annähernde Linearität, erzeugt
eine Proportionalität, die die Form eines Eingangssignal beispielsweise
nur in der Amplitude ändert.
Gruß
Noch anders gefragt:
Richtig ist es, dass der Signalform-Erhalt
in der Linearität liegt. Linearität, oder annähernde Linearität, erzeugt
eine Proportionalität, die die Form eines Eingangssignal beispielsweise
nur in der Amplitude ändert.
Gruß
Stefan H. schrieb:> aber philosophisch gesehen ist es richtig, dass der Informationserhalt> in der Linearität liegt.
Nein.
> Linearität, oder annähernde Linearität, erzeugt> eine Proportionalität, die die Form eines Eingangssignal beispielsweise> nur in der Amplitude ändert.
Nein. Das ist kein Ergebnis der Linearität, sondern es ist deren
Definition.
Wenn nach Deiner Sichtweise durch eine Nichtlinearität Informationen
verloren gingen, dürfte es nicht möglich sein, diese Informationen
jemals wieder aus dem nichtlinearen Signal zu rekonstruieren.
Dummerweise ist dies jedoch möglich, nämlich durch Anwendung der
jeweiligen Umkehrfunktion f'(x). Dabei werden sogar die bei der
"Entlinearisierung" mittels f(x) entstandenen Oberwellen sogar wieder
entfernt.
f'(f(x)) = x
(Achtung: f' sei die Umkehrfunktion, nicht die Ableitung. f^-1(x) wäre
wesentlich schlechter lesbar und ebenso missverständlich.)
Mathematisch gesehen gibt es natürlich Grenzen, sowohl hinsichtlich der
Eigenschaften von f(x) als auch f'(x), d.h. jede der Funktionen muss für
den relevanten Wertebereich und Definitionsbereich eineindeutig sein.
Die gilt z.B. dann, wenn die jeweilige Funktion sowohl stetig als auch
monoton ist.
In der Praxis bedeutet jede Umwandlung elektrischer Signale natürlich
auch eine Verschlechterung des Signal-Rausch-Abstandes, wodurch
Informationen verloren gehen können. Dies trifft auf lineare Vorgänge
aber auch zu.
Mit Philosophie hat das überhaupt nichts zu tun. Was ein Signal ist, ist
Teil der Systemtheorie und Signalverarbeitung und es gibt objektive
Merkmale. Nur hat der liebe Hackbusch das bei seiner "tieferen
Einarbeitung" irgendwie "übersehen" und wieder mal nur ein Hundertstel
von dem Zehntel verstanden, was er gelesen hat.
Peter hat die "straight-forward" Antwort mit der Forderung nach
"Monotonie" gegeben, aber die nützt ihm gar nichts und der Thread ist
wieder mal, was alle Hackbusch-Threads sind: Gefasel um Aufmerksamkeit
zu kriegen - Erkenntnisgewinn ist bei keinem seiner Threads erkennbar.
Stefan H. schrieb:> aber philosophisch gesehen ist es richtig, dass der Informationserhalt> in der Linearität liegt.
Nein, das ist völlig falsch, und das wurde auch schon gesagt. Strenge
Monotonie genügt.
Sven B. schrieb:> Stefan H. schrieb:>> aber philosophisch gesehen ist es richtig, dass der Informationserhalt>> in der Linearität liegt.>> Nein, das ist völlig falsch, und das wurde auch schon gesagt. Strenge> Monotonie genügt.
Danke,
strenge Monotonie, weil man in jedem Arbeitspunkt die Tangente anlegen
kann und dann für kleine Aussteuerungen annähernde Linearität hat?
Gruß
Nein, weil streng monotone Funktionen immer injektiv sind und das ist
das wesentliche dafür dass keine Information verloren geht. Andersrum
sind m.W. alle stetigen injektiven Funktionen streng monoton.
Ja das stimmt, aber Erhaltung der Signalform hat nur tangential mit der
Erhaltung der darin enthaltenen Information zu tun ... denk doch mal
nach, Mensch :/
Josef von Silizium schrieb:> Stefan H. schrieb:>> Wenn man sich in die Halbleiterschaltungstechnik einarbeitet und sich>> speziell mit ...>>> ..., fällt einem auf, dass ...>> Bei allem Respekt: woher willst du das wissen?
Die Tatsache, dass der Transistor verstärkt und vor allem, dass er
signalform-erhaltend verstärkt ist nicht ohne weiteres sofort klar und
keine triviale Tatsache.
Letzten Endes verstehe ich nicht, wieso der Transistor ein Signal
formgetreu verstärken kann.
> Letzten Endes verstehe ich nicht, wieso der Transistor ein Signal formgetreu
verstärken kann.
Bezüglich Spannungsverstärkung ist der Transistor stark nicht linear
(e-Funktion). Man darf dann den Transistor halt nur wenig
aussteuern(10mV) um näherungsweise eine brauchbare Linearität zu
gewährleisten oder man sorgt durch Gegenkopplung für ausreichende
Linearität. Bei entsprechnder Gegenkopplung ist auch eine Ansteuerung
mit größeren Signalen(z. B. 1Volt) möglich.
Statt reiner Gegnkpplung bietet sich auch eine Schaltung mit 2
Transistoren als Differenzverstärker an. Damit erhält man eine
tanh-Funktion. Diese ist in einem deutlich größeren Bereich brauchbar
linear als ein Einzeltransistor mit seiner e-Funktion.
Stefan H. schrieb:> Die Tatsache, dass der Transistor verstärkt und vor allem, dass er> signalform-erhaltend verstärkt ist nicht ohne weiteres sofort klar und> keine triviale Tatsache.
Wie das mit den Transistoren und ihrer Verstärkung ist, hätte ein normal
lesebegabter Schüler mit wenig Aufwand in kürzester Zeit aus Lehrbüchern
herauslesen können.
Dass du bestimmte Fragen, wie nach deiner Vorbildung, nach deinen
Fachbüchern und danach, wieviel du davon auch durchgearbeitet hast,
nicht beantwortest, fällt auf. Das scheint ja einen besonderen Grund zu
haben.
Josef von Silizium schrieb:> Dass du bestimmte Fragen, wie nach deiner Vorbildung, nach deinen> Fachbüchern und danach, wieviel du davon auch durchgearbeitet hast,> nicht beantwortest, fällt auf. Das scheint ja einen besonderen Grund zu> haben.
Bin Master-Student EIT und fast fertig (10. Semester,
Energietechnik-Vertiefung).
Conny G. schrieb:>> Letzten Endes verstehe ich nicht, wieso der Transistor ein Signal>> formgetreu verstärken kann.>> Weil er dafür gebaut ist? :-))
Das ist die Scheiße in der E-Technik, da wird mitunter zwecks der
Umsetzung akzeptiert.
Bzgl der Linearität hast Du wohl grad einen Endlosschleife im Gehirn
oder einen Tick. Es wurde ja schon mehrmals gesagt, dass keine
Linearität vorliegt und für die Grundeigenschaft der Transformation
zunächst mal die strenge Monotonie der Abbildungsfunktion entscheidend
ist.
Insofern hat sich die Diskussion keinen Millimeter weiterbewegt und man
kann Dir nicht helfen, wenn Du nicht zuhören und neue Informationen
verarbeiten kannst.
Die Leute hier von Deiner Meinung zu überzeugen wird nicht gelingen,
wenn sie falsch ist.
Stefan H. schrieb:> Ich begreife es nicht. Tut mir Leid.
Irgendwie ist der Kern Deiner Frage noch nicht klargeworden.
Ist es eine mathematische Frage oder eine physikalische?
Also ist die Frage, wie man den Transistor mathematisch verstehen soll
oder wie das physikalisch funktioniert, dass er so transformiert?
Stefan H. schrieb:> Bin Master-Student EIT und fast fertig (10. Semester,> Energietechnik-Vertiefung).
Soso... Und bei "Grundlagen der Elektronik" war der Transistor inkl.
Aufbau & Funktionsweise, Kleinsignal- & Großsignal-Ersatzschaltbild,
Vier-Quadranten-Kennfeld, Arbeitspunkte und Grundschaltungen nicht mit
dabei?
Paul B. schrieb:> Stefan H. schrieb:>>> Energietechnik-Vertiefung).>> Vertiefung?>> Kabelgraben ausheben?>> MfG Paul
Ja, früher mußte der Energie-Ing. hoch hinaus.
Heute ist's eher unterirdisch.
Hans F. schrieb:> Stefan H. schrieb:>> Bin Master-Student EIT und fast fertig (10. Semester,>> Energietechnik-Vertiefung).>> Soso... Und bei "Grundlagen der Elektronik" war der Transistor inkl.> Aufbau & Funktionsweise, Kleinsignal- & Großsignal-Ersatzschaltbild,> Vier-Quadranten-Kennfeld, Arbeitspunkte und Grundschaltungen nicht mit> dabei?
Wurde alles abgedeckt. Aber sehr schlecht bis gar nicht erklärt. Aus
heutiger Sicht ein Auffrischungskurs für Dozenten, also für Leute, die
alles schon beherrschen.
Tja, dann hat man null Ahnung und lernt nur, rechnen zu können. Das
einzig gute, fast nur alte Klausuren. Irgendjemand hat die dann... und
man besteht mit guten Noten und hat Null Ahnung.
Problem jetzt: Zu Studium beginn 90% Interesse, jetzt 400% (vor allem
HF-Technik) aber Null Grundlagen, Null Fundament.
Information ist nicht "Form" irgendeines Signals.
Information ist Entropie. Entropie verschwindet nicht, sondern wird
sogar mehr. Information wird nicht weniger. Shannon und Boltzmann sind
sich näher, als mancher vermuten würde.
Josef von Silizium hat dich höflich gefragt, im Beitrag #4609311:
> ... sage> uns, welche Lehrbücher du besitzt: in Grundlagen der Elektrotechnik und> (Halbleiter) Schaltungstechnik. Welche davon hast du durchgearbeitet.
und daraufhin hast du eine merkwürdige Art, bestimmte Fragen
unbeantwortet zu lassen, an den Tag gelegt - selbst nach einer zweiten
höflichen und freundlichen Nachfrage. Mit diesen fehlenden Antworten
zeigst du sehr konsequent ein bestimmtes Verhalten.
Moin,
Stefan H. schrieb:> Übertreib' mal nicht! Halbleiter-Schaltungstechnik von Schenk,> Göbel,> Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik.>> Gruß
Ich hatte mal einen Prof., der hat gesagt: "Es reicht nicht, ein Klavier
zu haben, man muss auch drauf spielen koennen."
Er hat das damals im Angesicht von durch ihre programmierbaren
Taschenrechner voellig ueberforderten Studenten gesagt.
Aber es scheint mir auch fuer Buecher und sogar fuer das Studieren
ansich zu gelten, insbesondere bei solchen Aussagen hier:
Stefan H. schrieb:> Wurde alles abgedeckt. Aber sehr schlecht bis gar nicht erklärt. Aus> heutiger Sicht ein Auffrischungskurs für Dozenten, also für Leute, die> alles schon beherrschen.> Tja, dann hat man null Ahnung und lernt nur, rechnen zu können. Das> einzig gute, fast nur alte Klausuren. Irgendjemand hat die dann... und> man besteht mit guten Noten und hat Null Ahnung.
Naja, es finden sich ja genug, die meinen, den Erklaerbaer machen zu
muessen.
SCNR
WK
Stefan H. schrieb:> Das ist die Scheiße ...Stefan H. schrieb:> Übertreib' mal nicht!
Na, welche Emotionen kommen denn da zum Vorschein?
Da rate ich dringend zur Selbstreflexion.
Stefan H. schrieb:> Halbleiter-Schaltungstechnik von Schenk, Göbel,> Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik.
Das heisst, du besitzt im 10. Semester 2 ganze Stück Bücher zu dem
Thema. Die Frage, die du immer noch konsequent unbeantwortet lässt, war
die, wieviel du davon auch in die Tiefe gehend durchgearbeitet hast. In
die Tiefe gehend heisst verstehen und handelnd umsetzen, nicht: sich
Antworten oder REchenschemata für die Prüfung einzuprägen. Versuche doch
bitte, das detailliert und ernsthaft zu beantworten. Die Antwort könnte
aufschlussreich sein und den Sinn deiner intensiven Beschäftigung mit
Anfängerfragen im 10. Semester deutlich machen.
Josef von Silizium schrieb:> Das heisst, du besitzt im 10. Semester 2 ganze Stück Bücher zu dem> Thema.
Nicht nur zu dem Thema, sondern überhaupt.
Der Trend geht ja zum Zweitbuch.
Hp M. schrieb:> Josef von Silizium schrieb:>> Das heisst, du besitzt im 10. Semester 2 ganze Stück Bücher zu dem>> Thema.>> Nicht nur zu dem Thema, sondern überhaupt.> Der Trend geht ja zum Zweitbuch.
Ach, Bücher sind doch voll 80er.
Hi Stefan. Hast Du den Oszillografen schon zurückgeschickt, weil Du da
doch nichts mit anfangen kannst und Deine Screenshots im Forum erklärt
und ausgewertet haben möchtest?
Stefan H. schrieb:> Die Effekte im Halbleiter, die Ladungsträgerinjektion und die Beschleunigung> über den Kollektor-Basis-pn-Übergang sind doch sehr komplex...
Und in der Röhre gibt es keine Beschleunigung zwischen Kathode und
Anode?
Quatsch,
ist ein super Gerät. Werde mir die Bedienung Stückchen für Stückchen
aneignen.
Klar, das ist das Prinzip der Elektronenröhre. Auch hier wieder die
Frage, wie das Gitter genau so viele Elektronen beim Durchgang zur Anode
hindert (bei leistungloser Ansteuerung), dass das Eingangssignal
(Steuersignal) in seiner Form nicht geändert wird.
Gruß
Stefan H. schrieb:> Noch anders gefragt:>> Richtig ist es, dass der Signalform-Erhalt> in der Linearität liegt. Linearität, oder annähernde Linearität, erzeugt> eine Proportionalität, die die Form eines Eingangssignal beispielsweise> nur in der Amplitude ändert.>> Gruß
Wird man automatisch so wenn man lange Genug KB Threads ließt?
P.S.
Ich sehe gerade dass der Meister persönlich anwesend ist.
Dann könnt ihr euch ja jetzt gegenseitig befruchten und die normalen
Menschen können sich wieder der Realität widmen .;-)
Nachdem hier jetzt nicht nur der Sinn, sondern auch der Umgangston
entgleist ist, habe ich mir die Freiheit genommen, den Beitrag zu
melden.
Wer mit einer kaum zu überbietenden Penetranz sinnfreie Fragen stellt,
der sollte bei frechen Antworten nicht so Dünnhäutig sein, gell Stefan?
Und Du, Kurt: hau ab in Deinen eigenen Thread!
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