Gatterschaltung

[AtTheDriveIn]

gegeben hab ich folgenden Schaltung.
http://home.edvsz.fh-osnabrueck.de/~std10926/Bild004.jpg


Uq=5V
R3=10kOhm
R1,2=1kOhm

UD1,UD2 sollen vernachlässigt werden.

Gesucht ist die Ausgangsspannung für jede Schalterstellungen von S1 und S2, also:

0,0
0,1
1,0
1,1

Für eine Erklärung wäre ich dankbar.

[barracuda]

S1 S2 Ua[V]
0 0 0.238
0 1 0.454
1 0 0.454
1 1 5
Das Schließen der Schalter sperrt die jeweiligen Dioden, sodaß die daran angeschlossenen Widerstände gegen Masse unwirksam werden.

Referenz zum Spannungsteiler: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm

Ich mache dir doch nicht etwa deine Hausaufgaben für morgen? :rolleyes:

[AtTheDriveIn]

S1 S2 Ua[V]
0 0 0.238
0 1 0.454
1 0 0.454
1 1 5
Das Schließen der Schalter sperrt die jeweiligen Dioden, sodaß die daran angeschlossenen Widerstände gegen Masse unwirksam werden.

Referenz zum Spannungsteiler: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm

Ich mache dir doch nicht etwa deine Hausaufgaben für morgen? :rolleyes:

Nein, du hilfst mir für die morgige ET2 Klausur, danke =)

Aber deine hilfe hat mich bis jetzt noch nicht weiter gebracht. Wieso sperrt denn das schließen der Schalter die jeweilige Diode?

Wäre nett wenn du mal genau aufschreiben kannst was passiert wenn z.B.Schalter 1 geschlossen wird, wo Strom fließt und Spannung abfällt...

[barracuda]

Aaaalso: Wenn beide Schalter offen sind, leiten beide Dioden über R3 und R1/R2 parallel. Schließe ich jetzt S1, liegen +5 V an der Kathode der Diode an, während die Anode über die andere Diode und R2 an Masse liegt, somit sperrt die Diode. Entsprechend verhält es sich mit S2. Wenn beide Schalter geschlossen sind, liegt kein Potentialunterschied mehr an den Dioden an, dann sperren sie auch.

Bei dieser Betrachtung gehe ich natürlich vom unbelasteten Spannungsteiler aus.

[twoPhases]

ich bin in der 12 und hab ph lk, muss ich das verstehen?

[barracuda]

ich bin in der 12 und hab ph lk, muss ich das verstehen?
Solange du keine Klausur darüber schreibst, nein. A propos Klausur: schreibt man die nicht an Unis? Einen Larifari in dieser Größenordnung hatten wir damals in der Berufsschule.

Bis zur 12. bin ich übrigens nie gekommen, sie haben mich nach erfolglos wiederholter 9. rausgeschmissen.

[AtTheDriveIn]

Aaaalso: Wenn beide Schalter offen sind, leiten beide Dioden über R3 und R1/R2 parallel. Schließe ich jetzt S1, liegen +5 V an der Kathode der Diode an, während die Anode über die andere Diode und R2 an Masse liegt, somit sperrt die Diode. Entsprechend verhält es sich mit S2. Wenn beide Schalter geschlossen sind, liegt kein Potentialunterschied mehr an den Dioden an, dann sperren sie auch.

Bei dieser Betrachtung gehe ich natürlich vom unbelasteten Spannungsteiler aus.

Mmmh... liegt an der Anode gar keine Spannung?

[AtTheDriveIn]

Solange du keine Klausur darüber schreibst, nein. A propos Klausur: schreibt man die nicht an Unis? Einen Larifari in dieser Größenordnung hatten wir damals in der Berufsschule.

Bis zur 12. bin ich übrigens nie gekommen, sie haben mich nach erfolglos wiederholter 9. rausgeschmissen.

FH Technische Informatik ET 2.

Dumm nur das die Professorin das Ding an die Tafel geklatscht hat ohne viel Wort zu verlieren. Jetzt rätsel ich wie das von statten geht.

Hast du mal die Formeln für Ua und Uq parat bei S1 geschlossen? Im Internet habe ich nicht viel zum Thema Dioden als Schalter gefunden.

[barracuda]

Soll Uq nicht die Eingangsspannung sein? Davon bin ich bis jetzt ausgegangen, weil sich die Schaltsymbole ja alle naselang ändern und ich dem immer um mehrere Jahre zurück bin. So würde die Schaltung und dazugehörige Frage auch Sinn machen.

[Spasstiger]

S1,S2: 0 für offen, 1 für geschlossen

0,0: Strom durch R1,R2,R3 und die Dioden. An den Dioden in der Parallelschaltung fallen jeweils 0,7 Volt ab, für die Gesamtschaltung fallen damit auch 0,7 Volt ab. Ersatzwiderstand in der Parallelschaltung RP = R1*R2/(R1+R2) = 0,5kOhm. Spannungsteilerregel: (Ua - 0,7 V)/(Uq - 0,7 Volt) = RP/(RP+R3) => Ua = 1/21*4,3 V + 0,7 V = 0,905 V.

1,0: Gesamtschaltung wird zur Parallelschaltung. Ein Zweig beinhaltet nur R1, der andere R2, R3 und eine Diode. Die Ausgangsspannung wird jetzt nur an R2 gemessen, der Zweig mit R1 muss nicht betrachtet werden. Spannungsteilerregel: (Ua - 0,7 V)/(Uq - 0,7 V) = R2/(R2+R3) => Ua = 1/11*4,3 V + 0,7 V = 1,09 V.

0,1: analog zum Fall 1,0. Nur muss man R1 und R2 austauschen. Da R1=R2 gilt wie oben Ua = 1,09 V.

1,1: kein Strom durch die Dioden und durch R3. Damit Ua = Uq = 5 Volt.

Alle Angaben ohne Gewähr.

P.S.: Wenn mans genau nimmt, kann man für die abfallende Spannung an der Diode eine Funktion in Abhängigkeit vom Strom verwenden. Aber 0,7 Volt sollte eine gute Näherung sein.
Studiere übrigens Elektrotechnik an der Uni im dritten Semester.

[AtTheDriveIn]

Soll Uq nicht die Eingangsspannung sein? Davon bin ich bis jetzt ausgegangen, weil sich die Schaltsymbole ja alle naselang ändern und ich dem immer um mehrere Jahre zurück bin. So würde die Schaltung und dazugehörige Frage auch Sinn machen.

doch doch, kann sein das ich in meiner Unwissenheit eine sinnlose Frage gestellt habe, die dich jetzt verwirrt :D

[AtTheDriveIn]

S1,S2: 0 für offen, 1 für geschlossen

0,0: Strom durch R1,R2,R3 und die Dioden. An den Dioden in der Parallelschaltung fallen jeweils 0,7 Volt ab, für die Gesamtschaltung fallen damit auch 0,7 Volt ab. Ersatzwiderstand in der Parallelschaltung RP = R1*R2/(R1+R2) = 0,5kOhm. Spannungsteilerregel: (Ua - 0,7 V)/(Uq - 0,7 Volt) = RP/(RP+R3) => Ua = 1/21*4,3 V + 0,7 V = 0,905 V.

1,0: Gesamtschaltung wird zur Parallelschaltung. Ein Zweig beinhaltet nur R1, der andere R2, R3 und eine Diode. Die Ausgangsspannung wird jetzt nur an R2 gemessen, der Zweig mit R1 muss nicht betrachtet werden. Spannungsteilerregel: (Ua - 0,7 V)/(Uq - 0,7 V) = R2/(R2+R3) => Ua = 1/11*4,3 V + 0,7 V = 1,09 V.

0,1: analog zum Fall 1,0. Nur muss man R1 und R2 austauschen. Da R1=R2 gilt wie oben Ua = 1,09 V.

1,1: kein Strom durch die Dioden und durch R3. Damit Ua = Uq = 5 Volt.

Alle Angaben ohne Gewähr.

P.S.: Wenn mans genau nimmt, kann man für die abfallende Spannung an der Diode eine Funktion in Abhängigkeit vom Strom verwenden. Aber 0,7 Volt sollte eine gute Näherung sein.
Studiere übrigens Elektrotechnik an der Uni im dritten Semester.

Wenn sich die Dioden so verhalten wie ihr es sagt, komm ich da auch drauf, mein größtes Problem ist aber, das ich nicht kapiere warum sich die Dioden in der Schaltung so verhalten.

[barracuda]

Ist nicht dein Ernst: Du studierst E-Technik und weißt nicht wie sich eine Diode verhält? -> http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201113.htm
Die Diode wird mit dem Plus-Pol an der Anode in Durchlassrichtung betrieben.
Die Diode wird mit dem Plus-Pol an der Kathode in Sperrichtung betrieben.

Spasstiger hat die Schaltung erklärt unter Berücksichtung der Spannungsabfälle an den Dioden, deshalb andere Ergebnisse.

[Spasstiger]

Die Diode verhält sich im Prinzip wie ein Kondensator, der ab einer gewissen Spannung nicht mehr sperrt.

Ich versuche mal, die Diode anschaulich zu machen:
http://img77.imageshack.us/img77/6382/diode4jx.png

Die Diode verhält sich also bei kleinen Spannung wie ein Kondensator, der in Abhängigkeit von der Spannung eine bestimmte Ladung aufnehmen kann. Ab einer gewissen Ladungsmenge kann die Ladung allerdings die Diode passieren (fällt in meinem Schaubild von der Rampe herunter). Ab diesem Moment kann ein Strom fließen.
Trotzdem fällt aufgrund der in der Diode gespeicherten Ladung eine Spannung an der Diode ab. Diese ca. 0,7 Volt Spannungsabfall muss man in der Rechnung halt berücksichtigen.

[barracuda]

Trotzdem fällt aufgrund der in der Diode gespeicherten Ladung eine Spannung an der Diode ab. Diese ca. 0,7 Volt Spannungsabfall muss man in der Rechnung halt berücksichtigen.
Hast ja recht, aber...
UD1,UD2 sollen vernachlässigt werden.
...es geht dem Fragesteller nur um die Erklärung des Prinzips ohne halbleiterspezifische Details. Bei Lust und Laune könnte man das Ganze auch unter Verwendung von Schottky-Dioden nochmal durchrechnen.
Aber wir verzetteln und jetzt vom Thema weg.

[Spasstiger]

Dass man die UDs vernachlässigen soll, hab ich jetzt wohl überlesen. :redface:
Solche Vereinfachungen gabs in unseren Aufgaben nicht. :( Aber wäre ja auch zu einfach sonst. :tongue:

Mein Bild zur Veranschaulichung der Diode find ich aber gelungen, ist mir vorhin auf die Schnelle so in den Sinn gekommen. Vielleicht hilfts ja dem einen oder anderen beim Verständis der Diode, wenn er über den Thread stolpert.

[Rhönpaulus]

eure rechnung ist falsch weil...
UD1,UD2 sollen vernachlässigt werden.

vermutlich hat das der proff reingeschrieben damit keiner das multimeter nehmen kann.
;)

[Spasstiger]

eure rechnung ist falsch weil...

vermutlich hat das der proff reingeschrieben damit keiner das multimeter nehmen kann.
;)

Jaja, hab ich inzwischen auch gesehen. :redface:
Ich als Elektrotechniker geh solche Aufgaben wohl grundsätzlich komplizierter an, weil wirs nicht einfacher gelernt haben (wenn man in Bauelemente der Mikroelektronik schon ein Semester lang nur gelernt hat, wie allein die Diode funktioniert, dann vernachlässigt man nicht so schnell das Ud).

[AtTheDriveIn]

Ist nicht dein Ernst: Du studierst E-Technik und weißt nicht wie sich eine Diode verhält? -> http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201113.htm


Spasstiger hat die Schaltung erklärt unter Berücksichtung der Spannungsabfälle an den Dioden, deshalb andere Ergebnisse.

Ahhhhh natürlich weiß ich was eine Diode ist X-D

Nur durchschaue ich die obere Schaltung nicht so recht, soll heißen, ich sehe nicht gelich das die Diode bei S1 geschlossen sperrt.

Mir fehlt das geschulte Auge um gleich zu sehen was für euch offensichtlich ist, ich bräuchte dafür etwas mehr Erfahrung beim Schaltungen auseinanderbröseln und das braucht Zeit und die hab ich nicht.

Technische Informatik studier ich, wir machen das nicht so ausführlich wie die E-Techniker, weswegen manches in den Vorlesung auch nicht viel PLatz findet, bsp. Dioden als Schalter.

[AtTheDriveIn]

Prüfung war ganz ordentlich und es kam genau die Schaltung mit leicht abgeänderten Werten vor X-D

[x]powned

[Rhönpaulus]

Ich als Elektrotechniker geh solche Aufgaben wohl grundsätzlich komplizierter an, weil wirs nicht einfacher gelernt haben...
ja klar und vermutlich hast du im gegensatz zu mir dein studium wenigstens beendet wie dein ausführlicher lösungsweg vermuten läßt wobei du freundlicherweise auf matrizen und kirchhoff verzichtet hast.
die aufgabe ist halt nur ein stark vereinfachtes modell wobei da ja keine weitere vereinfachung mehr möglich ist.
;)
für die aufgabe gibt es in der klausur vermutlich auch nur eine minute lösungszeit.

@AtTheDriveIn: vermutlich hilft es dir weiter wenn du eine diode eher als rückschlagventil ansiehst.
unter schalter versteht man eher einen transistor.

[Gohan]

Also das is nu wirklich einfach ;) Selbst ich als Fach-Oberschüler habe das hinbekommen.
(Gut ich mach ja auch E-Technik :D)

[Spasstiger]

ja klar und vermutlich hast du im gegensatz zu mir dein studium wenigstens beendet wie dein ausführlicher lösungsweg vermuten läßt wobei du freundlicherweise auf matrizen und kirchhoff verzichtet hast.

Bin doch - wie oben geschrieben - erst im dritten Semester. :wink:

[barracuda]

Prüfung war ganz ordentlich und es kam genau die Schaltung mit leicht abgeänderten Werten vor X-D

[x]powned
Sehr gut! Dann hat es sich doch gelohnt die Aufgabe mal vorab im Forum durchzuackern.

Auch wenn es schulmeisterhaft klingt: Ich empfehle dir dich mit dem Lehrstoff auseinanderzusetzen bis er dir in Fleisch und Blut übergegangen ist. Irgendwann sitzt du vor nicht angekündigten Aufgaben wo du nicht vorher im Forum fragen kannst.