Übungsblatt 04
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Prof. Dr. J. Pochodzalla Sören Schlimme Übungen zur Vorlesung Elektronik, SS 2009 [email protected] Blatt 4 Abgabe bis 22.05.2009 Bandpass, Bandsperre Aufgabe 11: Bandpass Eine Spannung UE der Frequenz f = 6 P. ω 2π werde an die folgende Schaltung angelegt. R1 C1 UE R2 C2 UA1 a. Welche Ausgangsspannung UA1 liegt für sehr große Frequenzen vor (ω → ∞)? b. Welche Ausgangsspannung UA1 liegt für sehr kleine Frequenzen vor (ω → 0)? Es sei im Folgenden C1 = C2 = C sowie R1 = R2 = R. Aus sinnvollem Anlass kann man weiterhin die Größe ω0 = quenz bezeichnet wird. 1 RC einführen, die in diesem Fall als Mittenfre- c. Berechnen Sie gemäß der komplexen Spannungsteilerregel für den einfachen Fall ω = ω0 die relative U Ausgangsspannung, UAE1 , wobei ω die Kreisfrequenz der Spannungsquelle ist. Welche relative Phase liegt vor? d. Stellen Sie nun ganz allgemein die komplexe Übertragungsfunktion A auf (kann auch der vorherigen Aufgabe vorausgehen) und vereinfachen diese weitestmöglich. e. Bestimmen Sie Real- und Imaginärteil der Übertragungsfunktion. f. Bestimmen Sie den Betrag der Übertragungsfunktion, |A|, sowie die relative Phase zwischen Ausgangsund Eingangsspannung für die folgenden Werte der Spannungsfrequenz f : f f f f f = = = = = 0.01 · f0 0.1 · f0 1 · f0 10 · f0 100 · f0 Skizzieren Sie beide. (Sollte Ihre vereinfachte Formel nach wie vor zu kompliziert sein, denken Sie sich beliebige Zahlenwerte für R und C aus und setzen diese ein - falls das hilft.) Bitte wenden! Aufgabe 12: Bandsperre 4 P. Die Schaltung der vorherigen Aufgabe (mit C1 = C2 = C sowie R1 = R2 = R) wird nun mit einem Widerstandsteiler mit R3 = 2 · R4 kombiniert. R3 R1 C1 UA UE R2 C2 UA1 UA2 R4 a. Welche Spannung UA2 liefert der Widerstandsteiler? Ist diese frequenzabhängig? b. Welche komplexe Gesamtausgangsspannung UA ergibt sich? c. Geben Sie den Betrag der Übertragungsfunktion an sowie die Phasenverschiebung. Skizzieren Sie beide. Aufgabe 13: PSpice - Parametersweep → Kurvenschar Erstellen Sie für die Schaltung aus Aufgabe 9 das Bodediagramm, d.h. 3 B.P. a. die an der Induktivität abfallende Spannung relativ zu der Eingangsspannung (in dB) b. und die relative Phase zwischen der an der Induktivität abfallenden Spannung und der Eingangsspannung als Funktion der Frequenz f - zusätzlich für verschiedene Werte von L, so dass Sie eine Kurvenschar erhalten. Es ist R = 1 kΩ, L = 1 mH . . . 10 H. Verwenden Sie einen AC-Sweep (z.B. 1 Hz . . . 1 MHz unter General Settings), Parametric Sweep/Global parameter: als Parameter die Induktivität der Spule. Viel Erfolg!
