Thevenin-Äquivalent in einer nichtlinearen Schaltung

Ja, es ist möglich, das Thevenin-Äquivalent eines Spannungsteilers zu verwenden, der einen Emitterfolger antreibt.

Die Teilschaltung , die Sie durch ein Thevenin-Äquivalent ersetzen, ist eine lineare Schaltung (nur der Teil, der aus einer 15-V-Konstantspannungsquelle und dem Spannungsteiler besteht; Sie ersetzen keinen der nichtlinearen Teile). Daher ist die Verwendung des Thevenin-Äquivalents für die Teilschaltung nicht nur eine Annäherung, sondern völlig äquivalent und vollkommen in Ordnung. Es spielt keine Rolle, dass diese Teilschaltung mit einer nichtlinearen Teilschaltung verbunden ist.

Wenn Sie beide Implementierungen der linearen Teilschaltung jeweils in eine Blackbox stecken würden, gäbe es keine Möglichkeit, sie von außen zu unterscheiden; nicht einmal durch Anschließen einer externen nichtlinearen Schaltung wie Ihres Emitterfolgers. Deshalb heißt es Thevenin- Äquivalent und nicht Thevenin-Approximation.

Was Sie (im Allgemeinen) nicht tun können, ist, die nichtlineare Teilschaltung (rechter Teil mit Transistor) durch ein Thevenin-Äquivalent zu ersetzen. Es gibt keine Definition eines Thevenin-Äquivalents für eine nichtlineare Schaltung.

Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie zwei Dinge berücksichtigen:

• Wird der Transistor die gleiche Vorspannung haben?
• Wird sich die Kleinsignalübertragung ändern?

Machen wir es uns einfach und nehmen an, dass das Beta des Transistors sehr hoch ist, damit wir den Basisstrom ignorieren können. Dann wäre die Basisspannung in beiden Kreisen gleich. Der Rest der Schaltung (V2, Q1, R2) ist identisch, also JA, der Transistor hat die gleiche Vorspannung.

Damit sind auch die Kleinsignalparameter der Transistoren gleich !

Aber wird sich das gesamte Kleinsignaläquivalent ändern? Wir müssen nur berücksichtigen, wie das Signal von V1 in die Basis von Q1 im Vergleich zu V3 in die Basis von Q2 kommt. Jetzt sehe ich einen Unterschied! Siehst du es ?

R1 // R3 hat tatsächlich 333,3 Ohm (= R4). ABER während das Signal von V1 durch R1 und R3 gedämpft wird, ist das Signal von V3 NICHT !

Die Schaltung mit Q2 hat also eine höhere Spannungsverstärkung! Obwohl der Transistor aus DC-Sicht den Unterschied nicht erkennen kann, ob er sich in einem der beiden Schaltkreise befand.

Dies setzt voraus, dass das Eingangssignal an V1 und V3 die gleiche Amplitude hat. Aber V3 ist 10 V DC statt 15 V DC. Wenn Sie auch die Signalamplitude von V3 im gleichen Verhältnis verringern würden, wäre das Signal am Ausgang dasselbe! Dann wären die Schaltungen ja äquivalent !!!

Sehen Sie auch, dass es nicht so sehr die nichtlineare Komponente ist, die den Unterschied ausmacht? Ich meine, der Transistor ist auf die gleiche Weise vorgespannt, sodass er sich in beiden Schaltungen identisch verhält. Aber die Übertragung auf das Thevenin-Äquivalent hat die Art und Weise verändert, wie das Signal durch die Schaltung gedämpft wird.

Ich glaube nicht, dass Sie sagen können, dass es im Allgemeinen sicher ist, das Thevenin-Äquivalent zu verwenden. Man muss es von Fall zu Fall betrachten. Und nutzen Sie den gesunden Menschenverstand!

Generell - nein.

Das liegt daran, dass der Satz von Thevenin für lineare Schaltungen definiert ist. Für andere (nichtlineare) Schaltungen kann man kein Thevenin-Äquivalent sagen.

Sie möchten jedoch etwas, das in seinem Konzept ähnlich ist, jedoch für nichtlineare Schaltungen . Normalerweise gibt es zwei Möglichkeiten, dies zu erreichen:

1. Sie lösen Schaltungsgleichungen und prüfen, ob es für einige Werte linear oder ähnlich linear ist, und dann versuchen Sie zu approximieren,
2. man transformiert das Gleichungssystem von Schaltungen (z. B. mit dem Satz von Laplace ) und findet die Übertragungsfunktion für diese Schaltung. Es löst im Allgemeinen algebraische Gleichungen.