Spezielle Verstärker – Differenzverstärker, Gegentakt-Endstufen

In der Mess- und Regelungstechnik werden häufig Verstärker mit besonderen Eigenschaften benötigt. Auch im Video Tutorial von mg-spots.de ist der Arbeitspunkt ein wichtiger Faktor für den Einsatz von Verstärkern.

Differenzverstärker

Wegen kleiner Signalspannungen, können schon kleinste Verschiebungen des Arbeitspunktes erhebliche Verfälschungen in den Messergebnissen hervorrufen. Deshalb müssen Messverstärker sehr stabile Arbeitspunkte haben. Auch werden zwei Eingänge benötigt. Alle benötigten Eigenschaften bringt der Differenzverstärker mit. Im Tutorial werden die Eigenschaften, Aufbau und Funktion ausführlich dargestellt.

Vorteile:

  • Hohe Spannungs-Verstärkung
  • Sehr stabiler Arbeitspunkt
  • Frequenzbereich ab 0 Hz
  • Invertierender und nichtinvertierender Eingang

Damit ein konstanter Kollektorstrom erreicht werden kann, wird ein sehr hoher Innenwiderstand benötigt.

Gegentakt-Verstärker im B-Betrieb

Bei Tonfrequenzen muss der Transistor positive und negative Halbwellen verstärken können. Der Arbeitspunkt muss dabei in der Mitte der Widerstandsgeraden liegen. So kann er sich in beide Seiten bewegen. Leider liegt bei diesem Fall eine sehr hohe Verlustleistung vor. Der Wirkungsgrad liegt dabei gerade einmal bei 0 – maximal 50%. In der dargestellten Schaltung sind die Transistoren im B-Betrieb geschaltet und haben fast keine Verlustleistung. Dafür sind jedoch zwei Transistoren (ein npn- und ein pnp-Transistor) nötig. Diese Schaltung kann einen Wirkungsgrad von maximal 78% erreichen.

Gegentakt-Verstärker im AB-Betrieb

Der Gegentakt-Verstärker im B-Betrieb bringt allerdings starke Signalverzerrungen mit sich. Diese kann man im AB-Betrieb verringern. Dafür wird der Arbeitspunkt jedoch niedriger gesetzt. In dieser Schaltungsart, kann sich der Arbeitspunkt allerdings von der Ruhelage (0,7 V) nur in eine Halbwellenrichtung bewegen. Bei dieser Schaltungsart werden eher weichere Übergänge beim Klang geschaffen. Dadurch wirken Töne weicher und sind nicht so unangenehm beim Klangempfinden.

Operations-Verstärker

Mit dem Differenz-Verstärker und dem Gegentakt-Verstärker (Gegentakt-Endstufe), kann zusammengeführt der Operations-Verstärker erstellt werden. Diese Funktionen werden jedoch an anderer Stelle ausführlicher dargestellt.