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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik schaltung mit verstäker


Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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hallo leute ich habe einen problem mit diesem aufgabe
es wird Ua=f(Ig) gesucht
ich habe so gemacht
1.stromquelle ===> ersatzspannungquelle und das ergibt Ig/jwck=Ue
und dann hab ich komplexe widerstande von Ck durch Z1 ersetz und 
parallelschaltung von C und R durch Z2
dann hab ich die übertragunsfunktion Ua/Ue gerechner aber es gibt immer 
was falsches
in der Aufgabe steht : der verstärker kann als tiefpass erster ordnung 
modiliert werden
und angenommen 1+VD0=VD0
und 1/VD0 = 0
ich wäre dankbar wenn jemand mir hilft
lübe grüße

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>1/VD0 = 0
Bedeutet, dass die Leerlaufverstärkung des OPVs unendlich ist.

Also:
Der Ck ist mM nach wirkungslos, da die Spannung überselbigen immer Null 
ist ,weil der Strom ig(t) durch den Ausgangsstrom des OPVs kompensiert 
wird.

Somit folgender Ansatz:
Strom durch C: ic(t)
Strom durch R: ir(t)

Am Knotenpunkt (inv.Eingang OPV) gilt:
 U = 0V & ir(t) + ic(t) = ig(t)

mit:  ic(t) = C * dua(t) / dt

      ir(t) = ua(t) / R

Eingesetzt ergibt sich:

           dua(t)     ua(t)
ig(t) = C -------- + -------
             dt         R

...

R * Ig(s) = Ua(s) [RCs + 1]

...

 Ua(s)        R
------- = ---------
 Ig(s)     RCs + 1

Autor: Peter (Gast)
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Und wieder hat sich ein Dummer gefunden, der die Hausaufgaben eines 
faulen Studenten erledigt, der dabei nicht lernen konnte, was er 
egentlich lernen sollte: Nämlich selber zu denken um Probleme und 
Aufgaben zu lösen!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Und wieder hat sich ein Dummer gefunden...
Eine fertig vorgerechnete Aufgabe hilft ihm aber nicht weiter.

>Nämlich selber zu denken um Probleme und Aufgaben zu lösen!
Wenn er das verstehen will, kommt er aber um das denken nicht 
drumherum..

Ob er das abschreibt, oder versucht zu verstehen, muss er selbst wissen.

Autor: Peter (Gast)
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Der Lerneffekt beim selbständigen Lösen einer Aufgabe ist viel grösser 
als beim nachvollziehen eine vorgekackten Musterlösung...

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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danke dir Matthias.

ich hab versucht und versucht die aufgabe zu lösen mit paar freunde aber 
ging nicht ich bin nicht faul und die ergebnis von Mathias ist irgendwie 
falsch
ich habe die ergebnis hier aber wie kommt man frauf  weiss ich ned
Ua=-Ig(G-(c+ck)W²/Wt+jw(G/wt  +C))
ich habe den ganzen tag versucht die aufgabe zu lösen aber ich hab 
aufgegeben
hilfe!!!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ua=-Ig(G-(c+ck)W²/Wt+jw(G/wt  +C))

Was sind das alles für Größen?

Ig ist klar,
C  :  ist der Kondensator C,
w  :  Kreisfrequenz
j  : imaginäre Einheit
c  : ?
ck : ?
W  : ?
t  : Zeit ?????

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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hallo
C ist der kondensator
w ist die winkelgeschwindigkeit omega
Ck ist der anderer kondensator am eingang
und t ist natürkich die zeit
Wt=VD0Wg=====>Wg=2piFg              Fg ist grenzfrequenz

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wt=VD0Wg

???


Und der Rest stimmt? Schreibst doch am Besten mal vollständig hin!

>Ua=-Ig(G-(c+ck)W²/Wt+jw(G/wt  +C))

>C  :  ?
>w  :  ?
>j  :  ?
>c  :  ?
>ck :  ?
>W  :  ?
>t  :  ?

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Peter,

> Und wieder hat sich ein Dummer gefunden, der die Hausaufgaben eines
> faulen Studenten erledigt, der dabei nicht lernen konnte, was er
> egentlich lernen sollte: Nämlich selber zu denken um Probleme und
> Aufgaben zu lösen!

Ja. Wenn ich aber lese, daß es auf Ck nicht ankommt, kann ich mir nicht 
vorstellen, daß die Lösung praxistauglich ist.

Ich kenne die Schaltung als Transimpedanzverstärker, wie er 
beispielsweise für Photodioden benutzt wird. Ck ist die 
Sperrschichtkapazität der Photodiode. Die Photodiodenkapazität hat 
eigentlich bei allen solchen Transimpedanzstufen einen negativen Einfluß 
auf die obere Grenzfrequenz.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsenso...

Wenn die Stromquelle denn wirklich ideal sein sollte und der OPV keine 
Offsetspannung am Eingang aufweist, dann mag die Annahme richtig sein, 
daß der Kondensator irrelevant ist. Aber das ist ja immer so: Wenn alles 
anders wäre, würde die Schaltung so funktionieren wie gewünscht ;-)



Gruß,
  Michael

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wenn die Stromquelle denn wirklich ideal sein sollte und der OPV keine
>Offsetspannung am Eingang aufweist,

Der OPV muss hier ideal sein, weil:
>und angenommen 1+VD0=VD0
>und 1/VD0 = 0
Offsetspannung ist nicht gegeben.

>der verstärker kann als tiefpass erster ordnung modiliert werden
Auch keine weiteren Infos.

Autor: Ratgeber (Gast)
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ich hab die lösung!
studier was andres...

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Matthias,

>>Wenn die Stromquelle denn wirklich ideal sein sollte und der OPV keine
>>Offsetspannung am Eingang aufweist,
>
> Der OPV muss hier ideal sein, weil:
>>und angenommen 1+VD0=VD0

>>und 1/VD0 = 0
> Offsetspannung ist nicht gegeben.

>>der verstärker kann als tiefpass erster ordnung modiliert werden
> Auch keine weiteren Infos.

nichts gegen Deine Lösung. Deine Posts lese ich immer gerne.

Mein Kommentar bezog sich eher auf die Aufgabenstellung. Die erstellen 
an den Unis häufig die neu eingestellten Doktoranden. Wenn die nur die 
idealen Ersatzschaltungen kennen, kommt es zu so seltsamen 
Aufgabenstellungen wie dieser hier.
Wenn Du Dir die Aufgabenstellung nämlich einmal mit ein wenig Verstand 
näher ansiehst, sollen die Studenten nachrechnen, daß ein in der Praxis 
relevanter Effekt gar nicht vorhanden ist. "Didaktisch wertvoll" ist 
dafür sicher nicht der passende Begriff.

Aber anscheinend ist die Aufgabenstellung in Wirklichkeit nur schlampig 
gestellt (oder abgeschrieben). Denn in der "Lösung" kommen ja beide 
Kapazitäten vor und dazu noch ein paar Buchstaben, die wir nicht kennen:

Ua=-Ig(G-(c+ck)W²/Wt+jw(G/wt  +C))

So recht sehe ich da nicht durch, und wenn ich die Zeit t und die 
Frequenz w zusammen in einer Formel sehe, w mal groß und mal 
kleingeschrieben, dann lese ich auch ungern weiter.



Gruß,
  Michael

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Der Buchstabe G (Gleichspannungsverstärkungsfaktor des OPV, G ~= 10^5) 
in der Lösung läßt darauf schließen, daß man den OPV ohne äußere 
Beschaltung schon als Tiefpaß 1. Ordnung auffassen soll. Das wäre dann 
zumindest ein realistisches Modell.

Autor: Michael H* (Gast)
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oder das nullor-modell. wenn man dann durch "gezieltes hinschaun" noch 
nicht draufkommt, muss eine knotenspannungsanalyse her.
aber man lernt nur mit der ersten methode etwas wertvolles.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Du scheinst recht zu haben:

>Aber anscheinend ist die Aufgabenstellung in Wirklichkeit nur schlampig
>gestellt (oder abgeschrieben). Denn in der "Lösung" kommen ja beide
>Kapazitäten vor und dazu noch ein paar Buchstaben, die wir nicht kennen:

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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hallo leute
Ua=-Ig/(G-(C+Ck)omega²/omegat+jomegaG/omegat+C))
Ig===> strom
G====> leitwert = 1/R
C====> kapazität von dem kondensator C
Ck===> kapazität von dem kondensator Ck
t====> zeit
w war omega nur konnte ich omega nicht schreiben weil das mit "??" 
ersetzt wurden
gruß

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ua=-Ig/(G-(C+Ck)omega²/omegat+jomegaG/omegat+C))

               Ig
Ua = - -------------------
        G - [C+Ck]w²...???

Hä?? Kannst du das mal ordentlich hinschreiben, oder einscannen?

>>Ua=-Ig/(G-(C+Ck)omega²/omegat+jomegaG/omegat+C))
                               ^^^          ^^^
Wenn das eine die imaginäre EInheit, und das andere die Zeit t ist, dann 
ist das riesiger Unsinn. Es kommt nie beides zugleich in ner Formel vor.
Entweder die Formel ist im Zeitbereich dann gibt es t. Das glaube ich 
aber nicht, da ich dann eine DGL erwarte.
Oder sie ist im Frequenz/Laplacebereich, dann hat eine Zeit da nix zu 
suchen.

Autor: Michael H* (Gast)
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hey nur so als tipp.

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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hallo leute

so ich habe jetzt der formel als foto hinzugefügt.
viele grüße

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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so ich habe die formel als foto hinzugefügt

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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ja gibts ein problem oder was ich kann das foto nicht hinzufügen

Autor: HildeK (Gast)
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>ja gibts ein problem oder was ich kann das foto nicht hinzufügen
Nach Auswahl des Dateianhanges nicht mehr auf Vorschau drücken - sonst 
ist der wieder weg ....

Autor: eine sehr schwierige aufgabe (Gast)
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alles klar ich habe es geschafft guck mal auf dem foto

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Es scheint kein t sondern ein 'tau' zu sein, womit für 'omega(tau)' wohl 
die Grenzfrequenz(! und nicht die Zeitkonstante) des R-C-Gliedes 
gemeint ist. Macht dann auch mehr Sinn in Verbindung mit omega^2 usw.

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