Dieses Buch ist aus der Notwendigkeit heraus entstanden, das frequenz­ abhängige und zeitliche Übertragungsverhalten des Strom/Spannungs­ Wandlers mit Fotodiode, welcher auf der Umschlag-Vorderseite abge­ bildet ist, zu bestimmen. Es stellte sich heraus, daß keine Literatur erhältlich war, die die Vorge­ hensweise zur Analyse aktiver Analogschaltungen geschlossen darstellt. Oft findet man zwar die Ergebnisse von Schaltungsanalysen, jedoch keinen Hinweis darauf, wie man zu diesen Ergebnissen gelangt. Nur wenige anwendungsorientierte Bücher widmen der eleganten Beschrei­ bung elektronischer Analogschaltungen mit komplexen Widerständen einige Seiten, wobei als Beispiele fast ausschließlich sehr einfache passi­ ve Schaltungen aufgeführt werden. Andere Bücher wiederum behandeln die Analyse elektrischer Netzwerke oder die Anwendung der Laplace­ Transformation aus rein akademischer Sicht. Da diese Bücher meist aus Vorlesungsskripten entstanden sind, steht dabei naturgemäß die Praxis­ relevanz nicht im Vordergrund. Wie so oft mangelt es auch hier an einer Darstellung wissenschaftlich längst etablierter Erkenntnisse, die nicht auf Allgemeingültigkeit, sondern auf Verständlichkeit und Anwendbar­ keit abzielt. Das vorliegende Buch soll diese Lücke schließen. Es liefert eine Anlei­ tung, wie passive und aktive Analogschaltungen einfach und systema­ tisch analysiert werden können. Angesprochen sind sowohl Studenten der naturwissenschaftlich-technischen Fächer als auch alle Praktiker, die sich mit der Analogelektronik beschäftigen.

Inhaltsangabe1 Einleitung.- 2 Mathematische Grundlagen.- 2.1 Komplexe Zahlen.- 2.2 Lineare Gleichungssysteme.- 2.3 Komplexe Berechnungen; Sprungfunktion.- 2.4 Die Arcustangens-Funktion.- 3 Knoten- und Maschenregel.- 4 Komplexe Widerstände.- 5 Übertragungsfunktion.- 5.1 Spannungsteiler- und Stromteiler-Regel.- 5.2 Entkoppelte Vierpole.- 6 Amplituden- und Phasengang.- 6.1 Berechnung eines Amplitudengangs.- 6.2 Berechnung eines Phasengangs.- 7 Laplace-Transformation.- 7.1 Hilfssätze für die Laplace-Transformation.- 7.2 Sprungantwort.- 7.3 Pulsantwort.- 8 Analyseprinzip anhand eines passiven Tiefpasses 1. Ordnung.- 8.1 Übertragungsfunktion.- 8.2 Amplitudengang.- 8.3 -3 dB-Grenzfrequenz.- 8.4 Phasengang.- 8.5 Pulsantwort.- 8.6 Bemerkungen zum Tiefpaß 1. Ordnung.- 8.7 Grafische Darstellung.- 9 Weitere passive Tiefpässe.- 9.1 Gekoppelter Tiefpaß 2. Ordnung.- 9.2 Entkoppelter Tiefpaß 2. Ordnung.- 9.3 Entkoppelter Tiefpaß n-ter Ordnung.- 10 Passive Hochpässe.- 10.1 Hochpaß 1. Ordnung.- 10.2 Entkoppelter Hochpaß 2. Ordnung.- 10.3 Entkoppelter Hochpaß n-ter Ordnung.- 11 Passive Bandfilter.- 11.1 Gekoppelter RC-Bandpaß 2. Ordnung.- 11.2 Entkoppelter RC-Bandpaß 2. Ordnung.- 11.3 RC-Bandsperre (Doppel-T-Filter).- 12 Schwingkreise.- 12.1 RLC-Serienschwingkreis.- 12.2 RLC-Parallelschwingkreis.- 13 Operationsverstärker.- 13.1 Entkopplung durch OPV-Impedanzwandler.- 13.2 Unkompensierte OPV.- 13.3 OPV im linearen Netzwerk.- 13.4 OPV-Grundschaltungen.- 14 Invertierende Grundschaltung.- 15 Aktive Tiefpässe.- 15.1 Tiefpaß 1. Ordnung.- 15.2 Tiefpaß 2. Ordnung.- 15.2.1 Einstellen einer Filtercharakteristik.- 15.3 Tiefpaß n-ter Ordnung.- 15.3.1 Tiefpässe mit kritischer Dämpfung.- 16 Aktive Hochpässe.- 16.1 Hochpaß 1. Ordnung.- 16.2 Hochpaß 2. Ordnung.- 16.2.1 Einstellen einer Filtercharakteristik.- 16.3 Hochpaß n-ter Ordnung.- 16.3.1 Hochpässe mit kritischer Dämpfung.- 17 Aktive Bandfilter.- 17.1 Bandpaß 2. Ordnung.- 17.2 Bandsperre 2. Ordnung.- 18 Aktiver Phasenschieber (Allpaß) 1. Ordnung.- 19 Verstärker mit OPV.- 19.1 Invertierender Verstärker.- 19.2 Nicht-invertierender Verstärker.- 20 Strom/Spannungs-Wandler.- 20.1 I/U-Wandler mit Fotodiode.- 20.1.1 Diskrete FET-Eingangsstufe.- 20.1.2 Rauschanalyse.- 21 PID-Regler.- 22 Integrator und Differentiator.- 22.1 Integrator.- 22.2 Differentiator.- 23 Dioden- und Transistorschaltungen.- 24 Anhang.- 24.1 Nützliche mathematische Gleichungen.- 24.2 Häufig benötigte Laplace-Korrespondenzen.- 24.3 Kenngrößen einiger OPV.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.

1 Einleitung.- 2 Mathematische Grundlagen.- 2.1 Komplexe Zahlen.- 2.2 Lineare Gleichungssysteme.- 2.3 Komplexe Berechnungen; Sprungfunktion.- 2.4 Die Arcustangens-Funktion.- 3 Knoten- und Maschenregel.- 4 Komplexe Widerstände.- 5 Übertragungsfunktion.- 5.1 Spannungsteiler- und Stromteiler-Regel.- 5.2 Entkoppelte Vierpole.- 6 Amplituden- und Phasengang.- 6.1 Berechnung eines Amplitudengangs.- 6.2 Berechnung eines Phasengangs.- 7 Laplace-Transformation.- 7.1 Hilfssätze für die Laplace-Transformation.- 7.2 Sprungantwort.- 7.3 Pulsantwort.- 8 Analyseprinzip anhand eines passiven Tiefpasses 1. Ordnung.- 8.1 Übertragungsfunktion.- 8.2 Amplitudengang.- 8.3 -3 dB-Grenzfrequenz.- 8.4 Phasengang.- 8.5 Pulsantwort.- 8.6 Bemerkungen zum Tiefpaß 1. Ordnung.- 8.7 Grafische Darstellung.- 9 Weitere passive Tiefpässe.- 9.1 Gekoppelter Tiefpaß 2. Ordnung.- 9.2 Entkoppelter Tiefpaß 2. Ordnung.- 9.3 Entkoppelter Tiefpaß n-ter Ordnung.- 10 Passive Hochpässe.- 10.1 Hochpaß 1. Ordnung.- 10.2 Entkoppelter Hochpaß 2. Ordnung.- 10.3 Entkoppelter Hochpaß n-ter Ordnung.- 11 Passive Bandfilter.- 11.1 Gekoppelter RC-Bandpaß 2. Ordnung.- 11.2 Entkoppelter RC-Bandpaß 2. Ordnung.- 11.3 RC-Bandsperre (Doppel-T-Filter).- 12 Schwingkreise.- 12.1 RLC-Serienschwingkreis.- 12.2 RLC-Parallelschwingkreis.- 13 Operationsverstärker.- 13.1 Entkopplung durch OPV-Impedanzwandler.- 13.2 Unkompensierte OPV.- 13.3 OPV im linearen Netzwerk.- 13.4 OPV-Grundschaltungen.- 14 Invertierende Grundschaltung.- 15 Aktive Tiefpässe.- 15.1 Tiefpaß 1. Ordnung.- 15.2 Tiefpaß 2. Ordnung.- 15.2.1 Einstellen einer Filtercharakteristik.- 15.3 Tiefpaß n-ter Ordnung.- 15.3.1 Tiefpässe mit kritischer Dämpfung.- 16 Aktive Hochpässe.- 16.1 Hochpaß 1. Ordnung.- 16.2 Hochpaß 2. Ordnung.- 16.2.1 Einstellen einer Filtercharakteristik.- 16.3 Hochpaß n-ter Ordnung.- 16.3.1 Hochpässe mit kritischer Dämpfung.- 17 Aktive Bandfilter.- 17.1 Bandpaß 2. Ordnung.- 17.2 Bandsperre 2. Ordnung.- 18 Aktiver Phasenschieber (Allpaß) 1. Ordnung.- 19 Verstärker mit OPV.- 19.1 Invertierender Verstärker.- 19.2 Nicht-invertierender Verstärker.- 20 Strom/Spannungs-Wandler.- 20.1 I/U-Wandler mit Fotodiode.- 20.1.1 Diskrete FET-Eingangsstufe.- 20.1.2 Rauschanalyse.- 21 PID-Regler.- 22 Integrator und Differentiator.- 22.1 Integrator.- 22.2 Differentiator.- 23 Dioden- und Transistorschaltungen.- 24 Anhang.- 24.1 Nützliche mathematische Gleichungen.- 24.2 Häufig benötigte Laplace-Korrespondenzen.- 24.3 Kenngrößen einiger OPV.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.