50Ω Lernplattform für Amateurfunk

Lösungsweg: AC405

Frage: Das folgende Signal wird als $U_1$ an den Eingang der Schaltung mit Siliziumdioden gelegt. Wie sieht das zugehörige Ausgangssignal $U_2$ aus?

1) Kurzbeschreibung: linker Teil: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U_1“, gestrichelte horizontale Linien bei „0,5 V“ und „1 V“; Sinuskurve, zuerst mit einer Amplitude von 0,5 V, danach mit einer Amplitude von 1 V; rechter Teil: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern; links oben ein Widerstand, rechts davon zwei in entgegengesetzter Richtung parallel geschaltete Dioden zum unteren horizontalen Leiter; links Pfeil „U_1“, rechts Pfeil „U_2“.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus zwei Teilen. Links ist ein Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U_1“. Bei „0,5 V“ und „1 V“ sind getrichelte horizontale Linien eingezeichnet. Eine Sinuskurve beginnt im Nullpunkt und hat zuerst eine Amplitude von 0,5 V, nach einer Schwingung geht die Amplitude auf 1 V. Rechts ist ein Schaltplan mit zwei parallelen horizontalen Leitern und jeweils einem Anschlusspunkt links und rechts dargestellt. Oben links ist ein Widerstand, rechts davon zwei in entgegengesetzter Richtung parallel geschaltete Dioden zum unteren horizontalen Leiter. Zwischen den beiden linken Anschlusspunkten gibt es einen vertikalen, nach unten gerichteten Pfeil mit der Beschriftung „U_1“, zwischen den beiden rechten Anschlusspunkten einen vertikalen, nach unten gerichteten Pfeil mit der Beschriftung „U_2“.

Lösung:

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U_2“; Kurve, zuerst in Sinusform, dann mit einer höheren Amplitude und einem plateauähnlich abgeflachten Maximum und Minimum.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U_2“. Eine Kurve beginnt zunächst in Sinusform im Nullpunkt, nach einer Schwingung erhöht sich die Amplitude, und die Kurve erhält ein plateauähnlich abgeflachtes Maximum und Minimum.

In der Schaltung liegen zwei Siliziumdioden antiparallel zum Ausgang. Dadurch begrenzen sie die Ausgangsspannung in beiden Richtungen.

Solange die Spannung kleiner als etwa $\qty{0,6}{\volt}$ bleibt, sperren beide Dioden und das Signal erscheint nahezu unverändert am Ausgang. Wird die Spannung jedoch größer als die Durchlassspannung einer Siliziumdiode, leitet jeweils eine der beiden Dioden und begrenzt die Spannung auf etwa $\pm\qty{0,6}{\volt}$.

Das Ausgangssignal wird daher oben und unten abgeschnitten wenn es größer als $\qty{0,6}{\volt}$ bzw. kleiner als $-\qty{0,6}{\volt}$ ist.