Gegentaktverstärkung/Gleichtaktverstärkung von differential amplifier berechnen

[gegentaktverstärker1 (Gast)]

Hey würde gerne den CMRR von mehrstufigen Verstärkerschaltungen 
berechnen. Dafür brauche ich insbesondere die Gleichtaktverstärkung 
(common mode gain) und Gegentaktverstärkung (differential mode gain).

Es folgt CMRR=differential mode gain/common mode gain.

bzw CMRR=Ad/Acm

wobei Ad und Acm die Beträge der jeweiligen Frequenzgänge darstellt. 
Witerhin gilt:

Ad=Uout,d/Vin,d bzw. Acm=Uout,cm/Vin,cm

Wie komm ich nun an die beiden Frequenzgänge? Muss ich eine 
Kleinsignalanalyse machen, d.h. mithilfe der KS-ESB der Transistoren an 
den Frequenzgang kommen (via MGLn und KGLn Analyse -> Lineares 
Gleichungssystem) oder kann man die Frequenzgänge ,,direkt" aus dem 
Großsignal-ESB rauslesen indem man die Kleinsignalwiderstände rd und 
Transkonduktanzen gm berechnet.

Es handelt sich um das SPICE Level Model1 1 von Mosfets.

Im Anhang befindet sich ein Beispiel da wird der Frequenzgang direkt 
berechnet ohne ein KS-ESB zu zeichnen. Woran liegt das oder ist das eher 
eine Ausnahme?

Es geht nur um Aufgabenteil c. Wie kommt man auf diese Formel?

[gegentaktverstärker1 (Gast)]

Was ich ebenfallst nicht verstehe ist, dass zwei Eingänge vorhanden 
sind. Wie beachtet man das bei einem Frequenzgang der Form 
Ausgang/Eingang?

[Achim S. (Gast)]

gegentaktverstärker1 schrieb:
> Was ich ebenfallst nicht verstehe ist, dass zwei Eingänge vorhanden
> sind

Wie könntest du bei nur einem Eingang überhaupt zwischen Gleichtakt- und 
Gegentaktansteuerung unterscheiden? Die Differenzverstärkung erhältst du 
z.B. als Änderung der Ausgangsspannung pro Änderung der 
Differenz-Eingangsspannung.

gegentaktverstärker1 schrieb:
> Witerhin gilt:
>
> Ad=Uout,d/Vin,d bzw. Acm=Uout,cm/Vin,cm

Uout,d und Uout,cm sind etwas irreführend: du hast nur einen Ausgang und 
nur  eine Ausgangsspannung Uout. Beim Eingang ist es anders: da kannst 
du natürlich unterscheiden, ob du die beiden Eingänge im Gleich- oder im 
Gegentakt ansteuerst.

gegentaktverstärker1 schrieb:
> Muss ich eine
> Kleinsignalanalyse machen, d.h. mithilfe der KS-ESB der Transistoren an
> den Frequenzgang kommen (via MGLn und KGLn Analyse -> Lineares
> Gleichungssystem)

im Prinzip ja

> oder kann man die Frequenzgänge ,,direkt" aus dem
> Großsignal-ESB rauslesen indem man die Kleinsignalwiderstände rd und
> Transkonduktanzen gm berechnet

Wenn du es über die Kleinsignalgrößen berechnest ist das doch letztlich 
eine Form der Kleinsignalanalyse. Es wurde halt nur darauf verzichtet, 
das Kleinsignal-ESB in voller Schönheit hinzuzeichnen und die 
Maschengleichungen explizit aufzustellen, weil dem Ersteller der 
Musterlösung eh schon klar war, was dabei rauskommt. (Weil er früher 
schon mal die vollständige Kleinsignalanalyse durchgeführt hat oder weil 
er nachgelesen hat, was das Ergebnis ist).

gegentaktverstärker1 schrieb:
> Es geht nur um Aufgabenteil c. Wie kommt man auf diese Formel?

Auch wenn es blöd klingt: man schnappt sich am besten ein Lehrbuch zur 
Elektronik und vollzieht dort nach, wie sich bei DC die 
Kleinsignalverstärkung aus den Kleinsignalgrößen am Arbeitspunkt ergibt.

In dem Fall sind es dann halt zwei Verstärkerstufen hintereinander, was 
die beiden Terme ergibt, die multipliziert werden. Einfacher wirds, wenn 
man erst mal mit einer einzelnen Transistorstufe in Emitterschaltung 
beginnt.

Lass dich nicht davon irritieren, dass im Tietze-Schenk die Steilheit 
mit S bezeichnet wird (in deiner Formel mit gm)

[gegentaktverstärker01 (Gast)]

Hey vielen dank für deine Antwort. Ich habe hier noch eine andere 
Klausur inkl. Musterlösun vor mor liegen wo die 
Kleinsignalgegentaktverstärkung berechnet wird. Schon wieder ohne einem 
ESB. Es scheint auf

A=gm*Rout hinauszulaufen, wobei gm die Transkonduktanz des Einganges des 
Differenzverstärkers darstellt und Rout gegeben ist doch eine 
mehrstufige Transistorschaltung. Jetzt muss ich einfach nur den Pfad 
entlang Rout durchlaufen und sozusagen Rges aufstellen denke ich. Jetzt 
frage ich mich nur noch woher ich weiß was genau parallel bzw in reihe 
liegt.

z.b. liegt der Kleinsignalausgangswiderstand von M2 in Reihe und nicht 
parallel. Wieso ist das so?

[Achim S. (Gast)]

gegentaktverstärker01 schrieb:
> z.b. liegt der Kleinsignalausgangswiderstand von M2 in Reihe und nicht
> parallel. Wieso ist das so?

Eine Schaltung wie die zuletzt gezeigte analysiert man nicht einfach mal 
schnell aus dem Stand. Speziell die Beschaltung von M2 und M4, die auf 
den ersten Blick nach einer Kaskode ausschaut, aber (aufgund der 
Signaleinkopplung zwischen den beiden) keine Kaskode ist.

Ich könnte dir die gezeigte Musterlösung auch nicht ohne weiteres 
hinschreiben. Wie schaut es mit den Fragen a-c aus? Führen die 
vielleicht ein Stück weit zur Lösung von Frage d hin?

Oder wie schaut es mit dem Vorlesungsskript aus? Sind dort zumindest 
Teile dieser Schaltung mal vorexerziert worden?

[gegentaktverstärker1 (Gast)]

Das sind die Teilsysteme die wir in der Vorlesung behandelt haben. Kann 
man mithilfe diesem nun Rückschlüsse auf zb das letzte genannte IC 
schließen?