Schaltungstechnik — Analog und gemischt analog/digital: Entwicklungsmethodik, Verstarkertechnik, Funktionsprimitive von Schaltkreisen

633 Pages·2005·11.68 MB·German

by  Professor Dr. Johann Siegl (auth.)

Springer-Lehrbuch
Johann Siegl
Schaltungstechnik –
Analog und gemischt
analog/digital
Entwicklungsmethodik,Verstärkertechnik,
Funktionsprimitive von Schaltkreisen
2.,bearbeiteteundergänzteAuflage
Mit787Abbildungenund25Tabellen
123
ProfessorDr.JohannSiegl
Hackenrichtstraße21
90518Altdorf
Deutschland
e-mail:[email protected]
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Vorwort
Das Stoffgebiet der analogen und gemischt analog/digitalen Schaltungstechnik ist
außerordentlich umfangreich. Die hier getroffene Stoffauswahl soll wichtige
Grundlagen zum Verständnis analoger und gemischt analog/digitaler Schaltkreise
vermitteln. Fundierte Kenntnisse der Schaltungstechnik auf Transistorebene bilden
eine unverzichtbare Basis für die Entwicklung von Elektroniksystemen. Unlängst
betitelte eine namhafte Fachzeitschrift einen Beitrag mit „Renaissance der Analog-
Technik – Analog in einer digitalen Welt, Herausforderungen und Chancen“. Diese
Schlagzeile steht beispielhaft dafür, dass trotz der fortschreitenden Digitalisierung
das Thema „Analoge Schaltungstechnik“ für Elektroniksystementwickler hoch
aktuell ist.
Der Inhalt zu den Grundlagen der analogen und gemischt analog/digitalen
Schaltungstechnik gliedert sich in die Hauptsäulen: Entwicklungsmethodik, Ver-
stärkertechnik, Funktionsprimitive und Funktionsschaltungen von aktiven Schalt-
kreisen. Funktionsprimitive sind die Bausteine von Schaltungen. Erkennt man und
kennt man die Eigenschaften der Funktionsprimitive einer komplexeren Schaltung,
so erschließt man sich sehr viel leichter deren Funktionsweise. Die funktionsorien-
tierte Vorgehensweise wird auch vielfach mit „Functional Design“ gekennzeichnet.
Die Einführung in die Entwicklungsmethodik beinhaltet auch eine Einführung in
rechnergestützte Entwurfsverfahren zur Designbeschreibung und zur Designverifi-
kation. Mit Orcad-Lite/PSpice (CD-Rom) steht dem Anwender ein gängiges „Tool-
set“ für die Designbeschreibung und die Designverifikation zur Verfügung, mit
dem alle wesentlichen Funktionen nach heutigem Stand der Technik dargestellt
und verifiziert werden können. Neben der Einführung in die Beschreibung und
Verifikation von analogen und gemischt analog/digitalen Schaltungen mit PSpice
erfolgt eine Einführung in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS. Bei-
spiele von Modellbeschreibungen und Testbenchbeschreibungen wichtiger Funkti-
onsprimitive und Funktionsschaltkreise erläutern die Anwendung von VHDL-
AMS. Die VHDL-AMS Beispiele sind ebenfalls auf der CD-Rom abgelegt.
Nach einer Einführung in die Entwicklungsmethodik von Elektroniksystemen
stehen im Vordergrund die Probleme der „inneren“ Schaltungstechnik von wichti-
gen Funktionsbausteinen für Elektroniksysteme und deren Zusammenschaltung zu
komplexeren Funktionseinheiten. Naturgemäß ist die Verstärkertechnik mit die
wichtigste Analogfunktion, geht es doch darum, schwache und verrauschte Signale
geeignet aufzubereiten, um sie dann der „digitalen Welt“ wieder zuführen zu kön-
nen. Gefördert werden soll das „Denken“ in einfachen Modellen und Makromodel-
len, um sich ein Schaltungsverhalten durch eigenes Abschätzen erschließen zu
können.
VI Vorwort
Voraussetzung für erfolgreiches selbständiges Entwickeln ist das Abschätzen
der statischen Eigenschaften und des dynamischen Verhaltens im Frequenz- und
Zeitbereich, sowie der Schnittstelleneigenschaften von Schaltungen. Die Auswahl
einer Schaltung zur Lösung einer praktischen Aufgabenstellung erfolgt immer auf
Basis von geeigneten Funktionsprimitiven und Funktionsschaltkreisen, um
bestimmte vorgegebene charakteristische Eigenschaften zu erfüllen. Können mit
einer ausgewählten Schaltung vorgegebene Eigenschaften nicht realisiert werden,
so muss auf alternative Schaltungskonzepte zurückgegriffen werden. An zahlrei-
chen Praxisbeispielen wird die Zerlegung einer Schaltung in Funktionsprimitive
und die Ermittlung der Eigenschaften einer Schaltung durch Abschätzanalyse auf
der Basis vereinfachter Modelle geübt. Ein reichhaltiges Übungsprogramm zu
allen Hauptkapiteln bietet die Möglichkeit der Vertiefung des Lehrstoffs. Ausführ-
lich ausgearbeitete Lösungen zu den Übungen finden sich auf der CD-Rom. Sämt-
liche Beispiele sind als Experimente auf der begleitenden CD-Rom verfügbar und
so aufbereitet, dass sie unmittelbar mit der Demo-Version des Schaltkreissimula-
tors Orcad-Lite/PSpice verifiziert werden können. Damit kann der Anwender in
über 250 vorbereiteten Experimenten eigene vertiefende Erfahrungen im Umgang
mit einer genaueren Schaltungsanalyse zur Bestätigung der Abschätzungen für die
Ermittlung von Schaltungseigenschaften sammeln.
Wegen des umfangreichen Stoffgebietes werden bewußt textuelle Erläuterungen
so knapp wie möglich gehalten, zugunsten der Darstellung von Sachverhalten
anhand von Ergebnissen an begleitenden Experimenten. Um das selbständige
Experimentieren auf Basis der vorbereiteten Beispiele zu erleichtern, wird in die
Handhabung und Funktionalität der Schaltkreissimulation mit Orcad-Lite/PSpice
eingeführt. Die funktionsorientierte Beschreibung (auf der CD-Rom) soll das allge-
meine Verständnis für rechnergestützte Entwurfsverfahren fördern.
Dank gilt dem Verlag für die zuteilgewordene Unterstützung und Kooperations-
bereitschaft. Ein besonderer Dank richtet sich an meinen Kollegen, Herrn Prof. Dr.
Hubert Karl, für die Korrekturlesung und für wertvolle Hinweise bzw. Anregun-
gen, sowie an meine Kollegen Prof. Dr. Thomas Lauterbach und Prof. Dr. Edgar
Zocher für die kritische Durchsicht von Kap. 2. Mein Sohn Christian unterstützte
mich dankenswerterweise bei der elektronischen Aufbereitung des Manuskripts.
Nicht zuletzt möchte ich aber auch meiner Familie danken, für die mit Geduld und
Rücksicht ertragene „Abwesenheit“ während der Manuskripterstellung.
Altdorf, im Sommer 2003 Johann Siegl
In der 2. Auflage wurden einige Abschnitte ergänzt und abgerundet. Die ausgear-
beiteten PSpice-Experimente stehen zusätzlich für die Version 10.0 zur Verfügung.
Altdorf, im Frühjahr 2005 Johann Siegl
Inhaltsverzeichnis
1. Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Motivation für die analoge Schaltungstechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Wichtige Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Entwicklungs- und Analysemethodik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Methodik zur Elektroniksystementwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Prozessablauf bei der Elektroniksystementwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Beispiele für Anwendungen der analogen Schaltungstechnik . . . . . . . . . 15
2.1.3 Realisierungsmöglichkeiten von Schaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.1.4 Strukturierung der Schaltungstechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.5 Prozessablauf bei der Schaltungsentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.6 Prozessablauf bei der Schaltkreissimulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.1 Beschreibung und Analyse einer Testanordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.2 Die Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.2.3 Modellbeschreibungen einer Diode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.2.4 DC/AC/TR-Analyse dargestellt an einer Beispielschaltung. . . . . . . . . . . 80
2.2.5 Analyse einer nichtlinearen Schaltung im Arbeitspunkt. . . . . . . . . . . . . . 91
2.2.6 Detektorschaltung mit Arbeitspunkteinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.2.7 Frequenzbereichsanalyse – Bodediagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.3 Wärmeflussanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3. Grundlegende Funktionsprimitive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1 Passive Funktionsgrundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1.1 Passiver Integrator und Differenziator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1.2 Kapazitiver Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.1.3 Frequenzkompensierter Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.1.4 Übertrager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.1.5 RC-Resonator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.1.6 LC-Resonatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.1.7 Angepasster Tiefpass/Hochpass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
3.2 Funktionsgrundschaltungen mit Dioden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
VIII Inhaltsverzeichnis
3.2.1 Gleichrichterschaltungen und Spannungsvervielfacher . . . . . . . . . . . . . 134
3.2.2 Anwendungen der Diode als Spannungsquelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.2.3 Signaldetektorschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.2.4 Begrenzer-, Klemm- und Schutzschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3.2.5 Wirkprinzip von Schaltnetzteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4. Linearverstärker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.1 Eigenschaften von Linearverstärkern und Makromodelle. . . . . . . . . 161
4.1.1 Grundmodell eines Linearverstärkers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.1.2 Schnittstellenverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
4.1.3 Aussteuergrenzen eines Linearverstärkers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.1.4 Rauschen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.2 Rückgekoppelte Linearverstärker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.2.1 Rückkopplung allgemein und Schwingbedingung . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
4.2.2 Frequenzgang des rückgekoppelten Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
4.2.3 Seriengegengekoppelte LV mit gesteuerter Spannungsquelle . . . . . . . . 197
4.2.4 Seriengegengekoppelte LV mit gesteuerter Stromquelle . . . . . . . . . . . . 199
4.2.5 Parallelgegengekoppelte LV mit gesteuerter Spannungsquelle . . . . . . . 202
4.2.6 Parallelgegengekoppelte LV mit gesteuerter Stromquelle . . . . . . . . . . . 206
4.3 Stabilität und Frequenzgangkorrektur von LV. . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
4.3.1 Analyse der Schleifenverstärkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
4.3.2 Frequenzgangkorrektur des Geradeausverstärkers . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.3.3 Frequenzgangkorrektur am Rückkopplungsnetzwerk. . . . . . . . . . . . . . . 216
4.4 Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.4.1 Erweiterung des Makromodells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
4.4.2 Gleichtaktunterdrückung und Aussteuergrenzen von OPs . . . . . . . . . . . 229
4.4.3 Einflüsse der DC-Parameter auf die Ausgangsoffsetspannung. . . . . . . . 233
4.4.4 Rauschen von OP-Verstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
4.4.5 Slew-Rate Verhalten eines OP-Verstärkers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
4.5 OP-Verstärkeranwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
4.5.1 Instrumentenverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
4.5.2 Sensorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.5.3 Treppengenerator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
4.5.4 Kompressor/Expander-Verstärker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
4.5.5 Aktive Signaldetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
4.5.6 Tachometerschaltung zur analogen Frequenzbestimmung. . . . . . . . . . . 248
4.5.7 Analoge Filterschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
4.5.8 Virtuelle Induktivität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
4.5.9 Schmitt-Trigger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Inhaltsverzeichnis IX
4.5.10 Astabiler Multivibrator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5. Funktionsschaltungen mit Bipolartransistoren. . . . . . . . . . 259
5.1 Eigenschaften und Kennlinien von Bip.-Transistoren. . . . . . . . . . . . . 259
5.1.1 Wichtige Kennlinien eines Bipolartransistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.1.2 Physikalischer Aufbau und Grundmodell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
5.1.3 DC-Modellvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
5.1.4 AC-Modellvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.1.5 Rauschen eines BJT-Verstärkers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.1.6 Simulationsmodell in VHDL-AMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.1.7 Seriengegengekoppelter Transistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
5.1.8 Parallelgegengekoppelter Transistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.2 Arbeitspunkteinstellung und Stabilität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
5.2.1 Schaltungsvarianten zur Arbeitspunkteinstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
5.2.2 Arbeitspunktbestimmung und Arbeitspunktstabilität . . . . . . . . . . . . . . . 293
5.3 Wichtige Funktionsprimitive mit BJTs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.3.1 RC-Verstärker in Emittergrundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.3.2 RC-Verstärker in Basisgrundschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
5.3.3 Emitterfolger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
5.3.4 Der Bipolartransistor als Spannungsquelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
5.3.5 Der Bipolartransistor als Stromquelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
5.3.6 Darlingtonstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
5.3.7 Kaskode-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
5.3.8 Verstärker mit Stromquelle als Last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
5.4 Schalteranwendungen des Bipolartransistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
5.4.1 Spannungsgesteuerter Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
5.4.2 Gegentaktschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
5.5 Beispiele von Funktionsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
5.5.1 Logarithmischer Verstärker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
5.5.2 Optischer Empfänger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
5.5.3 AM/FM-modulierbarer Oszillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
6. Funktionsschaltungen mit FETs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
6.1 Eigenschaften von Feldeffekttransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
6.1.1 Eigenschaften von Sperrschicht-Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . 360
6.1.2 Eigenschaften von Isolierschicht-Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . 368
6.2 Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilität. . . . . . . . . . . . . . 377
6.3 Anwendungsschaltungen mit Feldeffekttransistoren. . . . . . . . . . . . . . 386
6.3.1 Verstärkerschaltungen mit Feldeffekttransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
6.3.2 Anwendung des Linearbetriebs von Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . 399
X Inhaltsverzeichnis
6.4 Digitale Anwendungsschaltungen mit MOSFETs . . . . . . . . . . . . . . . . 403
6.4.1 NMOS-Inverter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
6.4.2 CMOS-Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
6.4.3 Schalter-Kondensator-Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
6.5 Beispiele von Funktionsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
6.5.1 Spannungsgesteuerter Oszillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
6.5.2 Phasenvergleicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
6.5.3 Induktiver Abstandssensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
7. Gemischte Funktionsprimitive und Funktionsschaltungen 437
7.1 Differenzstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
7.1.1 Emittergekoppelte Differenzstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
7.1.2 Basisgekoppelte Differenzstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
7.1.3 Differenzstufen in Kaskodeschaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
7.1.4 Differenzstufen mit Feldeffekttransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
7.2 Konstantstrom- und Konstantspannungsquellen. . . . . . . . . . . . . . . . . 471
7.2.1 Konstantstromquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
7.2.2 Konstantspannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
7.3 Schaltungsbeispiele zur Potenzialverschiebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
7.4 Schaltungsbeispiele für Treiberstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
7.4.1 Treiberstufen im A-Betrieb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
7.4.2 Komplementäre Emitterfolger im AB-Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
7.5 Beispiele von Funktionsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
7.5.1 OP-Verstärker uA741 – Abschätzanalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
7.5.2 Zweistufiger Linearverstärker mit BJTs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
7.5.3 Regelverstärker mit BJTs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
7.5.4 Doppelgegentakt-Mischer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
7.6 PLL-Schaltkreis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
7.6.1 Aufbau und Wirkungsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
7.6.2 Funktionsbausteine einer PLL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
7.6.3 Systemverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
7.6.4 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
8. Analog/Digitale Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
8.1 Zur Charakterisierung einer Logikfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
8.1.1 Modellbeschreibung einer Logikfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
8.1.2 Ereignissteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
8.1.3 Entsprechungen zwischen Schematic- und VHDL-Beschreibung . . . . . 549
8.2 Digital/Analog Wandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
8.3 Abtasthalteschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
Inhaltsverzeichnis XI
8.4 Analog/Digital Wandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
Übungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
Übung 1 PSpice-Übung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
Übung 2 Frequenzbereichsanalyse und Bodediagramm. . . . . . . . . . . . . . . 568
Übung 3 Rauschen, Rauschzahl von Verstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
Übung 4 Linearverstärker – DC-Analyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573
Übung 5 Rückgekoppelte Linearverstärker – AC-Analyse. . . . . . . . . . . . . 576
Übung 6 Rückgekoppelte LV – Stabilitätsanalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
Übung 7 Bipolartransistorschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
Übung 8 Feldeffekttransistorschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
Übung 9 Differenzstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
Empfohlene Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616
Stichwortverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618