Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Klasse C Verstärker Verständnis Problem


von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Hallo Zusammen,

Bin aktuell dabei einen Klasse C Verstärker entwickeln zu wollen. Der 
Transistor Bringt über seinen Kollektorstrom einen parallel Schwingkreis 
zum Schwingen, des weiteren ist diese Schaltung ja sehr effizient weil 
der Transistor nur einen sehr geringen Strom Flusswinkel hat. Das was 
ich mir Leider nicht zusammen reimen kann, ist wie hoch die 
Ausgangsspannung des Verstärkers ist. Der Kollektorstrom ist hier ja 
nicht sinusförmig, dieser Strom wird ja genutzt um den Schwingkreis 
anzuregen und somit entsteht eine Sinusschwingung. Aber wir hoch ist 
dann die zu erwartende Spannung am Ausgang bzw. Wie kann ich diese dann 
berechnen?

Schonmal Danke im Voraus

von Günni (Gast)


Lesenswert?

Ein Parallelschwingkreis ist nur bei einer einzigen Frequenz sehr 
hochohmig und benötigt nur geringe Ströme, um die Schwingung aufrecht zu 
halten (die Verluste im Schwingkreis auszugleichen). Ein Verstärker 
verstärkt aber üblicherweise einen größeren Frequenzbereich.

So ist die Fragestellung jedenfalls für mich unverständlich formuliert.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Der Klasse c Verstärker wird ja in der Resonanz Frequenz betrieben. Ich 
würde für diesen Punkt gerne wissen wie hoch hier die 
Spannungsverstärker ist? Oder ist in diesem Punkt die Verstärkung 
maximal also maximale Betriebsspannung ?

von ??? (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> Bin aktuell dabei einen Klasse C Verstärker entwickeln zu wollen. Der
> Transistor Bringt über seinen Kollektorstrom einen parallel Schwingkreis
> zum Schwingen, des weiteren ist diese Schaltung ja sehr effizient weil
> der Transistor nur einen sehr geringen Strom Flusswinkel hat. Das was
> ich mir Leider nicht zusammen reimen kann, ist wie hoch die
> Ausgangsspannung des Verstärkers ist. Der Kollektorstrom ist hier ja
> nicht sinusförmig, dieser Strom wird ja genutzt um den Schwingkreis
> anzuregen und somit entsteht eine Sinusschwingung. Aber wir hoch ist
> dann die zu erwartende Spannung am Ausgang bzw. Wie kann ich diese dann
> berechnen?
>
> Schonmal Danke im Voraus

Theoretisch unendlich hoch!

von Günni (Gast)


Lesenswert?

Eine Spannungsüberhöhung tritt an den Komponenten eines Serienkreises 
auf, der im Resonanzfall (idealerweise) einen Kurzschluss darstellt. 
Speist man in einen Serienkreis einen Strom ein (oder definiert den 
Strom über einen Vorwiderstand), so berechnet sich die Spannung über der 
Spule zu
I*2*PI()*L und die über dem Kondensator zu
I*1/(2*PI()*C). Da die Resonanzfrequenz von dem Produkt aus L und C 
abhängt, kann man die Spannungsüberhöhung durch das Verhältnis L/C (die 
Güte) in weitem Maße bestimmen.
Bei einem Parallelschwingkreis ist das komplizierter. Speist man den mit 
einer Stromquelle kann man zwar die "Leerlaufspannung" der Stromquelle 
erreichen, was aber nicht Sinn einer Stromquelle ist. Normalerweise legt 
man an einen Parallelschwingkreis eine Spannung an, wobei die Ströme in 
dem Schwingkreis viel höher als der aus der Spannungsquelle entnommene 
Strom ist.
Hier kann man mit einer Anzapfung (oder in dem man die Spule weiter 
wickelt) die Ausgangsspannung wie bei einem Transformator bestimmen.

Mir stellt sich immer noch die Frage, was das Ziel der Fragestellung 
ist. Was soll mit dem Verstärker betrieben werden? Wird - was vermutlich 
der Fall ist - Leistung entnommen? In dem Fall muss man die Impedanz der 
Entnahme mit in den Schwingkreis (seine Güte) "hineinrechnen".

von Günni (Gast)


Lesenswert?

??? schrieb:
> Theoretisch unendlich hoch!

Das war genau das, was ich mit der "Leerlaufspannung" der Stromquelle 
gemeint habe.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Erst an den Antworten habe ich erkannt, dass hier kein Audioverstärker, 
sondern ein HF-Verstärker im C-Betrieb gesucht wird.

von Günni (Gast)


Lesenswert?

Aber wie man in der Schaltung sieht, ist die Bezeichnung "parallel 
Schwingkreis" nicht in "Reinform" vorhanden. Die Ausgangsspannung kann 
somit auch nicht einfach aus den Eigenschaften eines 
Parallelschwingkreises abgeleitet werden. Und dass eine 
C-Endstufenschaltung nicht für alle Modulationsverfahren geeignet ist, 
sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Die Last soll 50 Ohm betragen. Das ist eine Aufgabenstellung von unseren 
Professor.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Schon mal etwas von der Güte eines Schwingkreises gehört?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Ja klar kann man ja berechnen.

Fr/Bandbreite

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Ja klar kann man ja berechnen.
>
> Fr/Bandbreite

Und jetzt mal aus L, C und R.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

X/r

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Ja klar kann man ja berechnen.
> Fr/Bandbreite

Wäre wesentlich angenehmer für die Leser, nicht (unnötige) Abkürzungen 
zu verwenden. Ich mußte 2x hinschauen.

Q = f/B  oder Q = f/Δf

statt Fr/Ba %-)

> X/r

ist was? Oder meinst Du X/R?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Ja ich meine X/R. ;)

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Wenn Du einen rudimentären Schaltplan postest, könnte man besser auf die 
Frage eingehen. Güte ist aber schon mal ein gutes Stichwort.

Der Plan von
Michael M. schrieb:
> HF-Verstärker

ist gut aber insofern verwirrend weil da mehrere frequenzbestimmende 
Bauteile (plus pi-Filter zur Anpassung) und 2 Transistoren drin sind. 
Also besser erstmal ein ganz simpler Schaltplan mit nur 1 Transistor und 
einem Schwingkreis.

von Thomas (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das ist die schematic. Und die Last wäre dann 50 Ohm.

von ??? (Gast)


Lesenswert?

Wo?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Die 1000 Ohm streichen und durch 50 Ohm tauschen.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Das ist die schematic.

Da ist die Last aber 10k. Und in Reihe zu L1 solltest Du einen 
Widerstand (Rcu) einfügen, sonst hat der Schwingkreis unendliche Güte.

Und die Frequenz von V1 stimmt nicht überein mit der Resonanzfrequenz 
von 1,3 MHz.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Die 10k Ohm streichen und durch 50 Ohm tauschen.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Die 1000 Ohm streichen und durch 50 Ohm tauschen.

Sind zwar 10.000. Aber dann ist C3 mit 100p viel zu klein. Eigentlich 
gehört dort ein pi-Filter zur Anpassung hin. C1 kann kleiner.

Was mir noch auffällt: Q1 hat überhaupt keinen vernünftigen 
Arbeitspunkt.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Schau Dir mal unter Spice die Oberwellen an.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Mohandes H. schrieb:
> Und in Reihe zu L1 solltest Du einen
> Widerstand (Rcu) einfügen, sonst hat der Schwingkreis unendliche Güte.

Der hat doch schon durch die Last keine unendliche Güte.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Der hat doch schon durch die Last keine unendliche Güte.

Stimmt, aber zu dem Zeitpunkt war die Last noch 10k. Außerdem wird's 
interessant wenn die Last 50R ist und dazwischen ein pi-Filter zur 
Anpassung kommt.

von Amplitude (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

die Amplitude am Schwingkreis kann (auch theoretisch) nicht größer 
werden als die Versorgungsspannung minus Ucesat des Transistors.

Amplitude

Beitrag #6894335 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Robert M. (r0bm)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Der Kollektorstrom ist hier ja
> nicht sinusförmig, dieser Strom wird ja genutzt um den Schwingkreis
> anzuregen und somit entsteht eine Sinusschwingung. Aber wir hoch ist
> dann die zu erwartende Spannung am Ausgang bzw. Wie kann ich diese dann
> berechnen?

Nimmt man für den Resonanzkreis ideale Eigenschaften an, werden 
sämtliche Harmonische des Kollektorstromes kurzgeschlossen und nur die 
Komponente der Grundwelle fließt durch den Lastwiderstand. Die 
Ausgangsspannung ist sinusförmig. Angenommen der Transistor ist ideal 
und es wird maximaler Wirkungsgrad angestrebt, kann der Amplitudenbetrag 
der neg. Halbwelle am Kollektor nur max. Us=Ub=12V sein. Da in deinem 
Bsp. der 50 Ohm Lastwiderstand RL direkt am Ausgang angeschlossen ist, 
liegt an diesem eine Spannung Uss=2xUB=24V bzw. Ueff=8,485V an. Aus der 
Endstufe kann eine Leistung von Po=(Ueff)²/RL=(Ub)²/2RL=1,44W entnommen 
werden.
Leistungsverstärkung und Wirkungsgrad der Endstufe sind abhängig vom 
Stromleitwinkel. Für einen Stromleitwinkel von z.B. 90° (d.h. der 
Transistor leitet Strom über 1/2 Periode), liegt der theoretische 
Wirkungsgrad n bei PI/4 (0,7854 bzw. 78,54%).

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.