Hochpass Schaltplan

Letti007 (Beitrag #1) schrieb:

habe eine dringende frag muss die tage ein Referat über den Hochpass halten und hab nicht sehr viel Ahnung davon. Kann mir vllt. irgend jemand diesen Schaltplan erklären das ich nicht ganz blöd dastehe? <-----Schaltplan wäre echt super dankbar

Was ist denn nun genau Deine Frage?


MfG
DB

Nun ich muss diesen Schaltplan erklären können nur weis ich nicht was ich da sagen soll und und genau das ist mein Problem

Na, wenn Du ein Referat über die Schaltung halten sollst, dann solltest Du im Unterrricht / in der Vorlesung zumindest den Transistor, die LED und RC-Schaltungen drangehabt haben.
Simulieren kannst Du sie mit LTSpice, um Dir das Verhalten anzusehen.
Was Du da genau sagen sollst, kann ich Dir auch nicht sagen: das ist Deine Aufgabe.
Allein über das Verhalten eines Transistors als Schalter lassen sich mühelos 45 Minuten füllen.


MfG
DB

Da es laut dem Titel wohl um Filter geht, schau dir mal an, wie sich ein Kondensator bei hohen / niedrigen Frequenzen verhält.

Da kann man im Prinzip seitenweise drüber schreiben, je nachdem, wie weit man in die Grundlagen einsteigen will...

Schaltungsbeschreibung für Fortgeschrittene:

Ein niederfrequenter Wechselpannungs-Generator G (f=300 Hz) ist über einen Kondensator C=47nF an den Basis-Anschluß eines bipolaren Silizium-NPN-Transistors Tr angekoppelt. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke liegt ein Widerstand R1 = 1kOhm , der somit zusammen mit dem Eingangskondensator C einen RC-Hochpaß bildet, und der nebenbei eine ungewollte unipolare Aufladung des Kondensators infolge der Gleichrichtwirkung der Basis-Emitter-Diode verhindert. Der Emitter von Tr liegt direkt am Minuspol einer 9-Volt-Gleichspannungsquelle. Der Kollektor von Tr ist über die Reihenschaltung aus einer LED und (zur Strombegrenzung) einem Widerstand R2 = 470Ohm mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbunden.

In Abhängigkeit von der Generator-Frequenz und der Generator-Spannung gelangt eine Wechselspannung in mehr oder minder grosser Amplitude an den Basis-Anschluß des Transistors.

Bei negativen Halbwellen sperrt der Transistor in jedem Fall den Strom und die Leuchtdiode bleibt dunkel.


Bei ausreichend grosser Spannung der positiven Halbwellen der Generator-Wechselspannung wird der Transistor zwischen dem Kollektor- und Emitter-Anschluß elektrisch leitend und gibt somit (ähnlich einem Schalter) den Stromfluß durch den Widerstand R2 und die Leuchtdiode frei.

Bei der sogenannten Grenzfrequenz des unbelasteten RC-Gliedes von:

fgrenz = 1 / ( 2 x Pi x R x C ) = 1 / ( 2 x 3,14.. x 1000 [V/A] x 0,000000047 [As/V] ) = 3386,27... [1/sec] = 3386 Hz

wäre die Impedanz des Kondensators C mithin ungefähr gleich dem Widerstand R1; somit teilt sich bei 3386Hz die Generatorspannung im Verhältnis 1:1 auf den Kondensator und den Widerstand auf. Bei Anschluß des RC-Gliedes an die Basis des Transistors wird die resultierende Impedanz aus der Parallelschaltung von R1 und der Basis-Emitter-Strecke natürlich noch etwas geringer als 1kOhm sein, und somit gelangt - ohne Blick aufs Kennlinienfeld nicht abschätzbar - etwas weniger als die Hälfte der Eingangswechselspannung an die Basis des Transistors. Bei einer Generatorfrequenz von 300 Hz (= ca. 1/11 von fgrenz) hingegen ist die Impedanz des Kondensators C noch um ca. das 11-fache höher als R1, wodurch maximal ca. 1/12 der Generatorspannung an die Basis gelangt.


Um den Transistor in den leitenden Zustand und die Leuchtdiode deutlich zum Leuchten zu bringen, ist deshalb bei 300Hz Generatorfrequenz schätzungsweise eine Generatorspannung nötig, deren Spitzenwert mindestens ca. 12-mal höher ist, als die Schwellenspannung der Transistorschaltung von ca. 0,5V, mithin ca. 12 x 0,5V = 6 Volt.

Aufgrund der Generator-Frequenz von 300Hz ist der Hell-Dunkel-Wechsel der Leuchtdiode so schnell, daß dieses "Flackern" der LED nicht mehr mit dem (normalen) menschlichen Auge wahrnehmbar ist.

Anmerkung für die Esoterik-Fraktion hier im Forum: "Goldaugen" sehen ein Flackern der LED selbstverständlich noch bei 40.000Hz..... und "Goldohren" können sogar den Jitter des Flackerns zweifelsfrei heraushören.


Etwas genauere Erläuterung der Vorgänge beim Schaltvorgang im Transistor:
Solange an der Basis-Emitter-Strecke keine positive Spannung anliegt, werden die frei beweglichen Elektronen in der Kollektorschicht quasi vom Pluspol der Spannungsquelle abgesaugt, wodurch sich die ohnehin ladungsverarmte PN-Schicht zwischen Kollektor und Basis noch weiter als im spannungslosen Ruhezustand vergrössert.
Bei jeder positiven Halbwelle der Generator-Spannung fliesst nun (oberhalb einer der Schwellenspannung von ca. 0,5..0,7V an der Basis von Tr) ein Strom durch Basis und Emitter. Genau genommen saugt/drückt die extern anliegende Spannung frei bewegliche Elektronen aus der Emitter-Schicht in die an freien Ladungsträgern arme Basis-Emitter-Grenzschicht und von dort in die Basis. Der grösste Teil der vom Emitter in die sehr dünne Basis-Schicht injizierten Elektronen wird "nebenbei" von dem stark positiven Potential der Kollektorschicht angezogen, driftet deshalb zur Kollektor-Schicht hin ab und gelangt in die (im Ruhezustand an frei beweglichen Ladungsträgern verarmte) PN-Grenzschicht zwischen Basis und Kollektor. Die Basis-Kollektor-Grenzschicht wird quasi mit frei beweglichen Elektronen geflutet, die zum Pluspol der Spannungsquelle hin abfliessen. Somit verliert die PN-Schicht zwischen Basis und Kollektor ihre sperrende Wirkung, und zwar in Abhängigkeit von der Stärke des Basisstromes.

Und wozu schreibst Du ihm das? Damit er sein Referat mit 0% eigener Leistung halten kann?

MfG
DB