Operationsverstärker

22.05.2008 1

Up

Un

Ua

Vorsprecher : Pochang SuBetreuer : Andreas Deml

Übersicht

Eigenschaften von OPVGrundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

ZusammenfassungQuellen

22.05.2008 2

Übersicht Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 3

Eigenschaften von OPV

Idealer Verstärker sollte : Unendliche Verstärkung

- Unendlicher Eingangswiderstand wird die Signalquelle nicht belastet

Ausgangswiderstand ist null Ausgangsspannung unabhängig von der Last

Tiefpassverhältnis bei der Grenzfrequenz

22.05.2008 4

V=U e

U D

∞

Re∞ d.h. I e=0

Re=0

U D=U e

V0 U p=U nvirtuelleMasse

Eigenschaften von OPV

Vergleichen ideal und real OPV

22.05.2008 5

Übersicht

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 6

Ohne Rückkopplung

Komparator Eingangsspannungsdifferenz treibt den Ausgang in die

Sättigung bzw. gegen Betriebsspannung. Binäre Ausgangssignal

22.05.2008 7

Up

UnUa

Übersicht

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 8

Mit Gegenkopplung

Invertierender Verstärker Nicht-invertierender Verstärker Spannungsfolger Umkehraddierer Subtrahierer Integrator Differenzierer

22.05.2008 9

Mit Gegenkopplung

Invertierender Verstärker

22.05.2008 10

I e=U e

R1

U 2= I e R2=U e

R2R1

U a=−U 2 wg.U d=0

U a

U e

=−R2R1Ue

Ua

Mit Gegenkopplung

Nicht-invertierender Verstärker

22.05.2008 11

U 1=U P=U N=U e

I 1=U e

R1= I 2

U 2= I 2R2=U e

R2R1

U a=U 1U 2=U e1R2R1

U a

U e

=1R2R1

Ua

Ue

Mit Gegenkopplung

Spannungsfolger

22.05.2008 12

U D=0

U a=U e

Ue

Ua

Mit Gegenkopplung

Umkehraddierer

22.05.2008 13

I r=U 1

R1U 2

R2...

U m

Rm

U N=0virtuelleMasse

U a=−RN I r

U a=−U 1

RNR1

U 2

RNR2

...U m

RNRm

Um

U2

U1

Ua

Mit Gegenkopplung

Subtrahierer

22.05.2008 14

U p=U 2

R pR pR p /a

=U 2aa1

U N=U P

I 1=U 1−U P

RN /a=a

U 1−U P

RN

U a=U P−I 1 RN=U P−aU 1aU P

U a=U P a1−aU 1=U 2aa1

a1−U 1

U a=aU 2−U 1

U1

U2

Ua

Mit Gegenkopplung

Integrator

22.05.2008 15

I e=U e

R

U c=1c∫0

t U e

Rdt

U a=−U c

U a=− 1RC

∫0

t

U edt

UeUa

Mit Gegenkopplung

Differenzierer

22.05.2008 16

ie=cducdt

ua=−ie⋅R

ua=−RCducdtUe

Ua

Übersicht

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 17

Mit Mitkopplung

Invertierender Schmitt-Trigger Nicht-invertierender Schmitt-Trigger

22.05.2008 18

Mit Mitkopplung

Invertierender Schmitt-Trigger

22.05.2008 19

Ue

Ua

U D=U p−U n=U a

R1R1R2

−U e

U D0 ,U a0

U D0 ,U a0

U a vomnegativ zu positiv

U a vom positiv zunegativ

U eR1

R1R2U a min

U eR1

R1R2U a max

Mit Mitkopplung

Invertierender Schmitt-Trigger

22.05.2008 20

U eein=R1

R1R2U a min

U eaus=R1

R1R2U a max

Ue

Ua

Ue aus

Ue ein

Mit Mitkopplung

Nicht-invertierender Schmitt-Trigger

22.05.2008 21

U D=U p−U n=U p

U p=U e

R2R1R2

U a

R1R1R2

Ue

Ua

U n=0

U a vom positiv zunegativ

U e−R1R2U amax

U a vomnegativ zu positiv

U e−R1R2U amin

Mit Mitkopplung

Nicht-invertierender Schmitt-Trigger

22.05.2008 22

U eein=−R1R2U amin

U eaus=−R1R2U amax

Ue

Ua

Ue ein

Ue aus

Übersicht

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 23

Zusammenfassung

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

22.05.2008 24

Übersicht

Eigenschaften von OPV Grundschaltungen

Ohne Rückkopplung Mit Gegenkopplung Mit Mitkopplung

Zusammenfassung Quellen

22.05.2008 25

Quellen

[1] Eichler,Kronfeldt,Sahm:Das neue Physikalische Grundpratikum,Springer Berlin Heidelberg New York 2.Aufl.

[2] Klaus Beuth,Wolfgang Schmusch:Grundschaltungen Elektronik 3,Vogel 16.Aufl. Germany 2007

[3] Prof. Dr.-Ing. R. Orglmeister:Analog- und Digitalelektronik(Skript),Technische Universität Berlin 2006

22.05.2008 26

Ende

22.05.2008 27

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