Schaltungen der Elektrotechnik und Elektronik
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on rsi ve e« en iv nt lus de ink tu »S 10.1 Jürgen Liepe Schaltungen der Elektrotechnik und Elektronik – verstehen und lösen mit NI Multisim Inhaltsverzeichnis 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Einführung in die Simulationssoftware MULTISIM 11 Was ist und was kann MULTISIM ................................................................................. 11 Installation....................................................................................................................... 13 Hilfe und Support............................................................................................................ 13 1.3.1 Benutzeroberfläche ......................................................................................... 14 1.3.2 Tastatur-Befehle.............................................................................................. 20 1.3.3 Arbeit mit der Maus-Taste ............................................................................. 21 1.3.4 Erklärung ausgewählter Menü-Befehle.......................................................... 23 Übersicht der Übungsbeispiele....................................................................................... 58 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Gleichstromkreis 59 Grundstromkreis............................................................................................................. 59 Reihenschaltung von Widerständen .............................................................................. 64 Parallelschaltung von Widerständen.............................................................................. 69 Gemischte Widerstandsschaltungen .............................................................................. 71 Brückenschaltungen........................................................................................................ 76 Betriebszustände des Grundstromkreises ...................................................................... 87 Netzwerke ........................................................................................................................ 94 3 Schaltvorgänge am Kondensator 101 4 Schaltvorgänge an der Spule 107 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Wechselstromkreis 109 Grundlagen des Wechselstromes ................................................................................. 109 Widerstand, Kondensator und Spule an einer Wechselspannung ............................. 114 Reihenschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule ....................................... 118 Parallelschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule ...................................... 122 Ausgewählte Wechselstromschaltungen ...................................................................... 124 5.5.1 Reihen- und Parallelresonanz ...................................................................... 124 5.5.2 Kompensation............................................................................................... 130 5.5.3 Strombegrenzung und komplexer Spannungsteiler ................................... 132 5.5.4 Vierpole und passive Filter........................................................................... 134 5.5.5 Phasendrehglieder ........................................................................................ 146 5.5.6 Wechselstrombrücken.................................................................................. 147 10 Inhaltsverzeichnis 6 6.1 6.2 6.3 Drehstromsysteme 151 Entstehung von Drehstrom und Verkettung von Wechselspannungen .....................151 Drehstromleistung.........................................................................................................155 Kompensation in Drehstromnetzen .............................................................................159 7 7.1 Analoge Schaltungen der Elektronik 162 Halbleiterdioden............................................................................................................162 7.1.1 Kennwerte......................................................................................................162 7.1.2 Arbeitspunkteinstellung ...............................................................................164 7.1.3 Anwendungsschaltungen..............................................................................165 Z-Dioden........................................................................................................................177 Transistoren ...................................................................................................................181 7.3.1 Bipolare Transistoren....................................................................................182 7.3.2 Feldeffekttransistoren ...................................................................................207 7.2 7.3 8 8.1 8.2 Operationsverstärker (OPV) 221 Grundschaltungen des OPV..........................................................................................221 8.1.1 Grundlagen und idealer OPV .......................................................................221 8.1.2 Invertierender OPV.......................................................................................224 8.1.3 Dynamisches Verhalten eines OPV..............................................................225 8.1.4 Nichtinvertierender OPV..............................................................................226 8.1.5 OPV als Differenzverstärker .........................................................................228 Ausgewählte Anwendungsbeispiele mit OPV ..............................................................229 9 Oszillatoren 237 10 Digitale Schaltungen der Elektronik 243 10.1 Schaltungen logischer Grundfunktionen .....................................................................243 10.1.1 Transistor als Schalter ...................................................................................243 10.1.2 TTL- und CMOS-Schaltkreise......................................................................251 10.2 Kombinatorische Schaltungen ......................................................................................263 10.3 Sequentielle Schaltungen...............................................................................................276 10.3.1 Kippschaltungen ...........................................................................................276 10.3.2 Zähler und Frequenzteiler.............................................................................291 10.3.3 Register, Schieberegister ...............................................................................309 10.3.4 Analog/Digital- und Digital/Analog-Umsetzer ...........................................321 Literaturverzeichnis 334 Sachwortverzeichnis 335 1 Einführung in die Simulationssoftware MULTISIM 1.1 Was ist und was kann MULTISIM NI MULTISIM, ehemals ELECTRONICS WORKBENCH, ist ein sehr leistungsfähiges und innovatives Softwareprogramm, das die Schaltungserfassung, die Entwicklung von elektrischen und elektronischen Schaltungen, die Eingabe von Schaltungsdaten sowie die Simulation und Analyse der Schaltung sehr effizient und auf einem hohen Niveau ermöglicht. Es basiert auf dem Standard-Simulationsprogramm SPICE, arbeitet jedoch mit einer rein grafischen Oberfläche. Kenntnisse der „SPICE-Sprache“ sind nicht erforderlich. Das Programm ist hervorragend in der Ausbildung und Lehre, aber auch für die professionelle Schaltungsentwicklung nutzbar. Bild 1.1 Das Start-Fenster von MULTISIM Aus einer umfangreichen, logisch geordneten Bauelementebibliothek mit über 17000 Bauelementen können reale, virtuelle, animierte oder interaktive Bauelemente ausgewählt werden, wobei die Auswahl durch eine komfortable Suchfunktion unterstützt wird. Bei Bedarf kann zusätzlich eine eigene Benutzerdatenbank generiert werden. SPICE- und XSPICEModelle werden ebenso unterstützt wie HF-Modelle bis zu einer Frequenz von 4 GHz. Nach der Auswahl erfolgen die gewünschte Platzierung der Bauelemente und Messgeräte auf der Arbeitsoberfläche und die Festlegung der Bauelementeparameter. Die Verdrahtung der Bauelemente kann automatisch durch Anklicken des Quell- und des Zielanschlusses oder manuell mit einem gewünschten Leitungsverlauf erfolgen. Eine mögliche virtuelle Verdrahtung gestattet bei aufwendigen Schaltungen einen übersichtlichen Schaltungsaufbau. Mit Hilfe eines leistungsfähigen und flexiblen Symboleditors können komplexe Bauelemente generiert werden. So lassen sich beispielsweise Baugruppen zusammenfassen oder neue ICs erstellen. Für vier ausgewählte Grundschaltungen (555-Timer, Filter, OP-Verstärker und Transistorverstärker in Emitterschaltung) stehen Schaltungsassistenten zur Verfügung. Die Simulation der aufgebauten Schaltung erfolgt mit Hilfe von 20 virtuellen Messgeräten. Diese sind teilweise sowohl optisch als auch funktionell mit realen Geräten identisch. So werden beispielsweise Geräte der Firmen Tektronix und Agilent eingesetzt, deren Bedienung wie bei den Originalgeräten vorgenommen werden muss. Mit diesem umfangreichen Gerätepark, 12 1 Einführung in die Simulationssoftware MULTISIM der sich über die Kopierfunktion stückzahlmäßig beliebig erweitern lässt, ist eine optimale, gefahrlose und zerstörungssichere Schaltungsuntersuchung gewährleistet. MULTISIM stellt neben der benutzerdefinierten Untersuchung 24 verschiedene Analysefunktionen zur Verfügung, die eine umfassende, effiziente und bei realen Laboruntersuchungen kaum mögliche Funktionskontrolle erlauben. Die Simulationsergebnisse können in einem Diagrammfenster dargestellt und weiterverarbeitet werden. So ist eine Exportfunktion zum Tabellenkalkulationsprogramm EXCEL möglich. Ein besonderer Postprozessor erlaubt weitere Berechnungen mit den Simulationsergebnissen. Bild 1.2 Schaltungsbeispiel MULTISIM wird in drei verschiedenen Ausstattungsformen bereitgestellt: POWER PRO für Industriekunden, EDUCATION für die Lehre und Ausbildung und STUDENTSUITE für Schüler, Auszubildende und Studenten. Die entwickelte und überprüfte Schaltung kann von MULTISIM an das Programm ULTIBOARD übergeben werden. Es erlaubt die Leiterplattenentflechtung, die Durchführung von CAD-Operationen, Bauelementeplatzierung und Layout-Funktionen. Außerdem ist die Zusammenarbeit mit dem Programm MULTISIM MCU-MODUL möglich, mit dem die CoSimulation von Mikrocontrollern auf der Basis von Assembler und C-Code durchgeführt werden kann. Alle drei Programme sind Bestandteil der NATIONAL INSTRUMENTS CIRCUIT DESIGN SUITE. 13 1.3 Hilfe und Support 1.2 Installation MULTISIM gibt es in drei Versionen: der Einzelbenutzer-, der Mehrplatz- und der Schulversion. Die Einzelbenutzerversion ist nur für den Computer lizenziert, auf dem sie installiert wurde. Wenn die Software auf einem anderen Computer genutzt werden soll, muss nach der Deinstallation ein neuer Freischaltcode angefordert werden. Installieren Sie MULTISIM wie folgt: 1. Notieren Sie sich die Seriennummer, die Sie mit MULTISIM erhalten haben. 2. Beenden Sie alle Programme. 3. Legen Sie die CD von MULTISIM in das CD-ROM-Laufwerk ein. Klicken Sie im Startfenster auf „Installation der NI CIRCUIT DESIGN SUITE“, um die Installation zu starten. 4. Folgen Sie zur Installation des Programms den Aufforderungen auf dem Bildschirm. Bild 1.3 Installationsstart Für MULTISIM wird ein Freischaltcode benötigt, den Sie innerhalb einer Evaluierungszeit von 30 Tagen eingeben müssen. Nach dem Ablauf dieser Frist startet MULTISIM ohne Eingabe des Codes nicht mehr. Den Freischaltcode erhalten Sie automatisch während der Installation oder auch jederzeit über die Website http://www.electronicsworkbench.com/. Dabei werden die Seriennummer und die Computer-ID, die Sie vom NI Licence Manager erhalten, benötigt. Bei der Mehrbenutzerversion gibt es nur eine Seriennummer, die für alle Computer gilt. Es muss jedoch für jeden Computer, auf dem MULTISIM installiert ist, ein separater Freischaltcode angefordert werden. Die Schulversion von MULTISIM kann als Mehrbenutzerversion oder auch als Serverversion installiert werden. Bei der Serverversion wird MULTISIM lokal installiert und die Aktivierung erfolgt über den Volumen-Lizenz-Manager (VLM) von National Instruments. 1.3 Hilfe und Support MULTISIM bietet eine umfangreiche Hilfe an. Sie können aus dem Programm heraus wie üblich die Hilfe-Funktion nutzen, die aber nur in der englischen Version bereitsteht. 14 1 Einführung in die Simulationssoftware MULTISIM Bild 1.4 Das Hilfe-Fenster von MULTISIM Eine sehr umfangreiche Anleitung erhalten Sie im Programm-Punkt DOCUMENTATION, der PDF-Produktbroschüren von den Programmen MULTISIM, MCU-MODUL und ULTIBOARD enthält. Eine weitere Hilfe-Möglichkeit finden Sie im Internet. Die Website http://www.ni.com/multisim bzw. http://www.ni.com/academic/circuits bieten neben vielen Beispielprogrammen und Tutorien auch den Zugang zum technischen Support und zu Diskussionsforen. 1.3.1 Benutzeroberfläche Wir starten MULTISIM in WINDOWS über die Schaltfläche START, PROGRAMME, MULTISIM oder über einen angelegten Button im Desktop. Das Programm kann in zwei verschiedenen Ausführungen geöffnet werden: in der ausführlichen oder in der vereinfachten Version. Die Umschaltung erfolgt über den Menüpunkt OPTIONEN, VEREINFACHTE VERSION. Die vereinfachte Version enthält eine eingeschränkte Auswahl von Befehlen. 15 1.3 Hilfe und Support Bild 1.5 Benutzeroberfläche der ausführlichen Version Die gewünschte Anzeige der Symbol-Leisten kann über ANSICHT, WERKZEUGLEISTEN ausgewählt werden oder über das Klicken mit der rechten Maus-Taste an einer freien Stelle des Menüfensters. Dann erscheint das Fenster der Werkzeugleisten, das die Schaltfläche ANPASSEN… enthält. Nach einem Klick öffnet sich ein Kontextmenü, wie es im Bild 1.6 dargestellt ist. Bild 1.6 Anpassen der Befehle Bei der Befehlsauswahl werden für die wichtigsten Befehle Buttons (Schaltflächen) angezeigt, die wir mit der linken Maus-Taste in das Menüfenster ziehen können. Die Auswahl der Toolbars erfolgt, wie im Bild 1.7 zu sehen ist, im Register SYMBOLLEISTEN durch Betätigung der entsprechenden Schalter. Es erleichtert die Arbeit, wenn vor dem Erstellen einer Schaltung die benötigten Toolbars geöffnet werden. Öffnet man zu viele, dann verliert man leicht die Übersicht. Sachwortverzeichnis 1-aus-M-Kodierer 266 2-zu-1-Multiplexer 272 4002BD_10V 258 7400N 259 74HC02D_6V 259 74HC164 319 74HC194 314 74HC73 302 74HC73D 295 74LC247 269 74LS148 325 74LS157 272 74LS15D 256 74LS164 318 74LS165 318 74LS253 273 74LS259 311 74LS395 317 74LS42D 268 74S09D 256 74S93D 294 7-Segment-Dekoder 269 A A-Betrieb 188 AB-Betrieb 212 Abfallzeit 258 abgeglichene Brücke 77 AC-Analyse 116 Addierer 229 ADU 321, 322 − direkter ADU 322 − mit Parallelumsetzung 322 − Spannungs-Zeit-Umsetzung 326 äquivalente Wechselstromschaltungen 129 Akkumulator 320 aktiver Filter 229 Amplitudengang 135 Analog/Digital-Umsetzer siehe ADU Analyse − AC-Analyse 116 − Analyse mit linear variabler Eingangsspannung 244 − Analyse mit linear variabler Gleichspannung 222 − Analyse mit variablen Parameterwerten 235 − Fourier-Analyse 217, 240 − Klirrfaktor 215 − Monte-Carlo- 246 − Worst-Case-Analyse 247 Anpassung 88 Anstiegszeit 258 Anstiegsgeschwindigkeit 225, 258 Arbeitspunkt 178 Arbeitspunkteinstellung 164, 182, 183, 189, 208 Arbeitspunktstabilisierung 184 arithmetischer Mittelwert 109 Auflösung 321 Augenblickswert 109 Ausgangsstufe 251 Aussteuerbereich 188, 192 B Bandbreite 125, 188, 227 Bandbreite B 125, Bandpass 143, 234 Bargraph-Anzeige 268, 313 − UNDCD-Bargraph-Anzeige 268 Basis-Schaltung 182 BCD/DEC-Kodierer 268 Begrenzerschaltungen mit Z-Dioden 180 Belastung 155 Belastungsfälle 87 bipolare Transistoren 182 bistabile Kippstufe 282 Bitmuster-Generator 252, 293, 301 336 Blindleistung 115, 130, 150 Blindleistungskompensation 159 Blindleitwert 115 Blindwiderstand 114 − induktiver 114 − kapazitiver 114 Bode-Plotter 126, 190 Brücke − abgeglichene 77 − nicht abgeglichene 77, 79 Brückengleichrichter 168 Brückengleichrichter MDA 2501 169 Brückenschaltung 76, 147 − Gleichrichter- 167 Brücken zur Temperaturmessung 81 Brummspannung 141, 171 Brummwechselspannung 140 C CMOS-Schaltkreis 250, 251 Colpitts-Oszillator 238 Current Probe 171 D Dämpfungsfaktor 134, 139 Dämpfungsmaß 134, 139 Daten-Eingang 309 DAU 327 − mit Stromausgang 331 − R2R-Netzwerk 329 − Wägeverfahren 327 D-EF 285 Dekodierer 267 − 7-Segment-Dekoder 269 Demultiplexer 272, 275 Dezimalzähler 298 Diagrammansicht 103 Differenzierglied 144 Differenzverstärker 203, 205, 206 Digital/Analog-Umsetzer siehe DAU digitale Schaltungen 243 Digitaltechnik 243 Diode 66, 162, 164 − als Spannungsbegrenzer 175 Diode 1N3064 164 Diodenkenndaten 163 Dioden-Kennwerte, Ermittlung 66 Sachwortverzeichnis Drehstrom 151 Drehstrommotor 156, 160 Drehstromnetz 155 Dreieckschaltung 153 Dreieck-Stern-Transformation 79 Durchlassrichtung 162 dynamische Flip-Flops 284 E Effektivwert 109 Einweggleichrichtung 167 ELECTRONICS WORKBENCH 11 elektrisches Netzwerk 94 Ermittlung der Dioden-Kennwerte 66 Ersatzschaltbild eines Drehstrommotors 157 Ersatzspannungsquelle 96 Ersatzstromquelle 96 Ersatzwiderstände 71 Emitter-Schaltung 182 Entstörfilter 141 EXCEL 12 EXCEL EXPORTIEREN 91 F Feldeffekttransistoren (FET) 207 FET, Sperrschicht 208 Flip-Flop 282 − D-FF 285 − dynamische 284 Filter 139 − aktiver 229 − LC- 144 − passiver 134 Filterschaltung 144 Folgeschaltungen 276 Fourier-Analyse 217, 240 Freigabe-Eingabe 309 Frequenzgang 135, 224 Frequenzteiler 295 Frequenzmesser 307 G Gegenkopplung 184 Gleichrichter-Brückenschaltung 167 Gleichrichtung 166 Gleichrichtwert 109 337 Sachwortverzeichnis Gleichtaktunterdrückung 203 Gleichtaktverstärkung 203, 212 Grenzfrequenz 128, 139, 188, 191, 194, 224 Grundstromkreis 59 Grundverknüpfung, logische 248 Gütefaktor Q 125 H Halbleiterdioden 162 Hochpass 139 I IC74192 306 IC7643 332 Impedanzwandler 227 Impulsdauer 144 Impulsdiagramm 301, 303, 316 Impulsformung 144 Impulsgenerator 279 Impulsregenerierung 290 IN EXCEL EXPORTIEREN 91 induktiver Blindwiderstand 114 Installation 13 Integrierglied 144 Inverter 250 J JK-FF 286 K Kapazität 101, 114 Kapazitätsmessbrücke 149 kapazitiver Blindwiderstand 114 Kenngrößen 188 Kettenschaltung 138, 142, 145 Kippschaltung 140, 276 Kippstufe, bistabile 282 Kirchhoff ’sches Gesetz 64, 69 Kleinsignalverstärker 188 Klirrfaktor 215 Klirrfaktor-Analyse 215 Klirrfaktor-Messgeräte 215 Kodierer 267 − 1-aus-M-Kodierer 267 − BCD/DEC-Kodierer 74LS42D 268 Kollektor-Schaltung 182 Komparator 277 Kompensation 160 Kompensations-Blindleistung 159 Kompensationsschaltung 130 Komplementär-Transsistor 201 Kondensator 101, 114 Konstantstromquelle 206 Konvertierung 266 Kopplung, direkt 200 Koppelglied 198 Koppel-Kondensator 199 Kurzschlussfall 87 L Ladekondensator 171 Latch-FF 309 LC-Filter 144 LC-Oszillator 237 LC-Siebglied 141 Leerlauffall 87 Leistung 115 Leistungsanpassung 88, 135 Leistungsfaktor 122, 130 − cos 119 Leistungsverstärker 212 Leiterspannung 153 Leiterstrom 156 Leitwert 115 Lichtbandanzeige 313 LM555 290 Logik-Analyser 254, 301 Logik-Analysator 293 Logik-Konverter 252, LR-Siebglied 141 LSB – Least Significant Bit 321 M Menü-Befehle, Übersicht 17 Menü-Befehle 18 − ANSICHT − ENTWURFS-TOOLBOX 27 − FENSTER UND DIAGRAMMERSTELLUNG 26 − RASTER ANZEIGEN 25 − SCHALTUNGSBESCHREIBUNG 27 − TABELLEN-ANSICHT 25 − WERKZEUGLEISTEN 15, 27 338 − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − BEARBEITEN AUSRICHTUNG 24 EIGENSCHAFTEN 24 FORMULARE/FRAGEN 24 TITELBLOCKPOSITION 24 BERICHTE 53 NETZLISTENBERICHTE 53 QUERVERWEISBERICHT 54 SCHALTUNGSSTATISTIK 54 BERICHTSFENSTER 29 DATEI JÜNGSTE ENTWÜRFE 23 MUSTER ÖFFNEN 24 NEUES PROJEKT 23 DIAGRAMMERSTELLUNG 46 EINFÜGEN 28 EXTRA BAUELEMENT-WIZARD 50 BESCHREIBUNGSEDITOR 49 BILDSCHIRMBEREICH ERFASSEN 51 DATENBANK 50 NC-MARKIERUNGEN HIN- UND HERSCHALTEN 53 PRÜFUNG AUF EINHALTUNG ELEKTRISCHER GESETZE 51 SCHALTUNGSASSISTENTEN 51 SCHALTUNGSBAUELEMENTE AKTUALISIEREN 51 SCHULUNGS-WEBSITE 52 SYMBOLEDITOR 51 VERSUCHSANORDNUNG 49 FENSTER 56 FORMAT 43 HILFE 13, 57 ANALYSES 46 OPTIONEN ALLGEMEINE EINSCHRÄNKUNGEN 55 ALLGEMEINE EINSTELLUNGEN 56 BENUTZEROBERFLÄCHE ANPASSEN 56 BLATTEIGENSCHAFTEN 54 SCHALTUNGSEINSCHRÄNKUNGEN 55 VEREINFACHTE VERSION 56 PLATZIEREN Sachwortverzeichnis − − − − BAUELEMENT 27 BUS 30 BUS-VEKTORVERBINDUNG 37 DOKUMENT AUS MEHREREN SEITEN 40 − DURCH HIERARCHISCHEN BLOCK ERSETZEN 32 − DURCH TEILSCHALTUNGEN ERSETZEN 38 − GRAFISCHE BESCHRIFTUNG 41 − GRAPHIKEN 41 − HIERARCHISCHER SCHALTUNGSBLOCK AUS DATEI 30 − KNOTENPUNKT 30 − KOMMENTAR 41 − LEITERSPROSSE 42 − NEUER HIERARCHISCHER BLOCK 34 − NEUE TEILSCHALTUNG 39 − STECKVERBINDER 30 − TEXT 41 − SIMULIEREN − ANALYSEN 46 − DYNAMISCHE TASTKOPFEIGENSCHAFTEN 46 − EINSTELLUNGEN FÜR DIE SIMULATION DIGITALER BAUELEMENTE 45 − EINSTELLUNGEN FÜR INTERAKTIVE SIMULATION 46 − INSTRUMENTE 43 − OPTION AUTOMATISCHE FEHLERZUWEISUNG 49 − POSTPROZESSOR 46 − PRÜFPROTOKOLL/PRÜFPFAD 48 − TOLERANZEN NUTZEN 49 − XSPICE-BEFEHLSZEILENSCHNITTSTELLE 48 − TRANSFER 49 − HB/SC-Stecker 30 − hierarchische Blöcke (HB) 30 − Substromkreise (SC) 30 Messbereichsunterdrückung 180 Messgeräte, Klirrfaktor- 215 Messproben 201 Mittelpunktgleichrichter 169 Mittelwert, quadratischer 109 339 Sachwortverzeichnis Mitkopplung 237 − Monoflop 279, − nachtriggerbar 279 − nicht nachtriggerbar 279 Modulo-m-Zähler 298 monostabile Kippschaltung 279 Monte-Carlo-Analyse 246 MOSFET 210 Multiplexer 272 MULTISIM 11 − ANSICHT, FENSTER FÜR DIE DIAGRAMMERSTELLUNG 126 − Auswahl der Bauelemente 61 − Dimensionierung und Bezeichnung der Bauelemente 61 − Einbau der Messinstrumente 62 − eine neue Schaltung beginnen 60 − EXPORT ZU EXCEL 86 − Simulation der Schaltung 63 − Temperaturanalyse 83 − Verbinden der Bauelemente 62 − vereinfachte Version 14 − virtuelle Verbindung 323 MULTISIM MCU-MODUL 12 Multivibrator 276 N Nadelimpuls 145 Negator 248 Netzgerät 179 Netzgleichrichter 169 Netzgleichrichtung 166 NETZLISTENBERICHT 324 Netzwerk, elektrisches 94 nicht abgeglichene Brücke 77, 79 NI MULTISIM 11 Normalform, disjunktiv 266 O offener Kollektor 251 Offsetstrom-Kompensation 229 ohmsches Gesetz 59 ohmscher Widerstand 114 Operationsverstärker siehe OPV OPTIONEN 86 − allgemeine Einschränkungen 87 − allgemeine Einstellungen 90 − Benutzeroberfläche anpassen 92 − Blatteigenschaften 86 − Schaltungseinschränkungen 89 − vereinfachte Version 92 OPV 221 − Differenzverstärker 228 − ideal 221 − invertierender 224 − nichtinvertierender 226 − real 221 − Übertragungskennlinie 222 − Slew Rate 316 − Spannungsfolger 318 − Subtrahierer 320 − Temperatur-Messbrücke 320 − Tiefpass 324 − Tiefpass 2. Ordnung 325 − Transitfrequenz 316 − Verstärkungsfaktor 316, 317, 319 − Vorverstärker 231 − Wechselspannungsverstärker 230 Oszillator 237 − durchstimmbarer 240 − LC- 237 − RC- 238 − Sinus- 237 P -Glied 140 Paralellregister 310 Parallelschaltung von Widerständen 69 Parallelschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule 122 Parallelschwingkreis 125, 129 Parameter-Analyse 89, 194 passiver Filter 134 Phasendrehbrücke 149 Phasendrehglied 146, 147 Phasengang 135 Phasenschieber, RC- 238 Phasenverschiebung 120 Phasenwinkel 119 − 122 Q quadratischer Mittelwert 109 340 R R-2R-Schaltung 75 RC-Glied 142 RC-Oszillator 238 RC-Phasenschieber 238 RS-EF 282 Rechteck-Generator 276 Rechteckspannung 111 Reflexionen 135 Register 309 − Latch-FF 309 Reihenschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule 118 Reihenschaltung von Widerständen 64 Reihenschwingkreis 125, 128 Resonanz 124 Resonanzbedingung 125 Resonanzfrequenz 125, 127, 128 S Schalthysterese 287 Schaltungen − Abfallzeit 278 − Anstiegszeit 258 − digitale 243 − kombinatorische 263 − sequentielle 276 − Signalübertragung 262 − Störeinflüsse 260 − Übertragungsleitung 261 − Verzögerungszeit 258 Schaltungsassistent 277 Schaltungssynthese mit Logik-Konverter 265 Schaltungstransformation 79 Scheinleistung 130, 155 Scheinleitwert 122 Scheinwiderstand 119 Schieberegister 312 − 4-Bit-Rechts/Links- Schieberegister 314 − Akkumulator 320 Schleusenspannung 163 Schmitt-Trigger 277, 287 Schwellwertschalter 287 Serienaddition 320 Siebglied 140, 172 Signalübertragung 262 Signalverknüpfung 176 Sachwortverzeichnis Slew-Rate 225 Sinusoszillator 237 Source-Schaltung 208 Spannung 59 Spannungsanpassung 88 Spannungsbegrenzung 165, 174, 177 Spannungsfolger 227 Spannungs-Gegenkopplung 187, 196 Spannungsstabilisierung 165, 177 Spannungsstabilisierung mit Z-Diode 179 Spannungsteiler 132 Spannungsteiler-Regel 64 Spannungsüberlagerung 113 Sperrrichtung 162 Sperrschicht-FET 208 Sperrschicht-FET BF 256B 209 Spike 300 − belasteter Spannungsteiler 74 − unbelasteter Spannungsteiler 67 Spule 107, 114 Stabilisierungsschaltungen 178 Stapel-Analyse 216 Sternpunkt 152 Störeinflüsse bei digitalen Schaltungen 260 Strangspannung 152 Strangstrom 156 Stromanpassung 88 Strombegrenzung 132 Stromflusswinkel 171 Strom-Gegenkopplung 186, 193 Stromstärke 59 Subtrahierer 229 symmetrische Leitung 145 T taktflankengesteuerte FF 284 taktzustands gesteuerte FF 284 Temperaturabhängigkeit 164 − einer Diode 164 Temperaturanalyse, mit MULTISIM 81 Temperaturkoeffizient 81 Temperatur-Messbrücke 82 T-Glied 142 Tiefpass 139 − 1. Ordnung 233 − 2. Ordnung 233 Timer-Baustein NE 555 277 341 Sachwortverzeichnis Torschaltung 174 Totem-Pole-Ausgang 251 Transformator 181 Transistor 2N2218 183 Transistor BC 107BP 184 Transistor − bipolar 182 − unpolar 207 Transitorgrundschaltung 182 Transistor-Schalter 243 Transitfrequenz 225 Triggerschaltung 276 Tristate-Ausgang 252 T-Schaltung 136 TTL-Schaltkreis 251 U U7A 310 Überlagerung 113 − von Wechselspannungen 113 Überlagerungsmethode 95 Übernahmeverzerrung 215 Übertragungsfaktor 134 Übertragungsfunktion 244 Übertragungsleitung 260 Übertragungsverhalten 134 − der Leistung 261 Übertragungsmaß 134 ULTIBOARD 12 Umlaufspeicher 312 UNDCD-Bargraph-Anzeige 268 UND-Funktion 177 Univibrator 279 unsymmetrische Belastung 157 V Verdopplerschaltung 174 Verkettung 152 Verlustfaktor 123, 125 Verstärker 188 − MOSFET 211 − mit Gegenkopplung 193 − ohne Gegenkopplung 189 − zweistufige Verstärker 198 Verstärkerbetrieb 183 Verstärkungsfaktor 188, 190, 196, 197, 224, 226, 227 Verzögerungszeit 258 Vierkanaloszillograf 169 Verknüpfungsschaltung 263 Vier-Kanal-Oszilloskop 260 Vierleiter-Netz 153 Vierpol 134, 136 − Kettenschaltung 138 − symmetrisch 136 − unsymmetrisch 136 virtuelle Verbindung 323 Volladdierer 274 Vorwärts-/Rückwärtszähler 306 Vorwiderstand 65, 178 W Wahrheitstabelle 249 Wechselspannung 113 Wechselstrombrücke 147, 148 Wechselstromschaltungen 124 − äquivalente 129 Wellenwiderstand 134, 137 Wheatston’sche Messbrücken 78 Widerstand, ohmscher 114 Widerstandsschaltungen 71 Wien-Robinson-Brücke 238, 239 Wired-AND-Funktion 256 Wirkleistung 114, 115, 130, 155 Wirkungsgrad 92 Wirkwiderstand 114 WORST-CASE-ANALYSE 247 Z Zähler 291 − Bereichszähler 300 − Binärzähler 292 − dekadische Vorwärts-/Rückwärtszähler 306 − Dezimalzähler 298 − mehrstufiger 305 − Modulo-m-Zähler 298 − Parallelübertrag 303 − Rückwärtszähler 296 − programmierbare 306 − Serienübertrag 303 − synchroner 303 − Verzögerungszeit 304 − Vorwärtszähler 296 342 Zählkapazität 292, 303 Z-Diode 66, 177 Zeitkonstante 101, 107 Zeitkonstante 144 Sachwortverzeichnis zeitmultiplexe Übertragung 317 Zustandstabelle 249, 263, 316 Zweipol 59 Zweipulsgleichrichtung 167
