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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker Ausgangsspannung theoretisch ermitteln


Autor: Markus (Gast)
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Hi!

Ich hab die Aufgabe bekommen bei folgender Aufgabe die theoretische 
Ausgangsspannung festzustellen, habs durchsimuliert, komm jedoch nicht 
dahinter.

Kann mir jemand kurz helfen, wie bestimmt man die Verstärkung bei dieser 
Schaltung?

Schaltung ist als Datei angehängt.

Danke vielmals!



MFG Markus

Autor: gast (Gast)
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schau mal hier unter differenzverstärker:
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker

Autor: gast (Gast)
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Autor: gast (Gast)
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oder hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

ps: sry wegen ganzen doppelpostings

Autor: HildeK (Gast)
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Beitrag "Re: Was ist das für eine OP-Schaltung? Differenzverstärker?"
Da habe ich gestern eine einfache Methode erklärt, wie das zu rechnen 
wäre.

Die Verstärkung ist R5 / (R1 || R2).

Autor: yalu (Gast)
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Wie ist bei dieser Aufgabe "theoretisch" definiert? Kann ein
theoretischer Operationsverstärker eine Ausgangsspannung liefern, die
außerhalb der Versorgungsspannung liegt? Oder begrenzt er sie auf die
Versorgungsspannung? Oder was macht er sonst?

Autor: Markus (Gast)
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Nein, damit meine ich das dieses Beispiel nur am Blatt auszurechnen ist, 
sry, schlecht formuliert.

Beim Pluspol des OP's sollte ja keine Spannung anliegen, beim Minuspol 
liegt laut meiner Berechnung eine Spannung von 0,79V an, mit einer 
Verstärkung von 21 ergibt das eine Ausgangsspannung von -16,58V?

Laut der Simulation kommt jedoch ein anderer Wert raus, wo liegt der 
Fehler?

Danke vielmals!

Autor: yalu (Gast)
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> Laut der Simulation kommt jedoch ein anderer Wert raus, wo liegt der
> Fehler?

Genau dieses Problem wollte ich mit meiner letzten Frage herausstellen:
Wie kann der OPV -16,58V (nach meiner Rechnung sind es sogar -16,67V)
liefern, wenn die negative Versorgungsspannung nur -15V ist?

Die Simulation berücksichtigt, dass der OPV in den "Anschlag" läuft.

Autor: Markus (Gast)
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Habs gerade herausgefunden!

Der OP läuft in den Anschlag, hab jetzt die Versorgung auf +/- 20V 
gestellt, jetzt stimmts, danke vielmals an alle!


:)


mfg Markus

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@Markus (zum Posting von 15:10):

Die Berechnung der Spannung am (-)-Eingang des OPs, die Du mit 0,79V 
angegeben hast, ist schlichtweg falsch!

Es gibt zu OPs nur einige wenige Merksätze, die einem die Funktionsweise 
eines OPs eigentlich immer wieder vor Augen führen sollten.

Den Merksatz den Du hier nicht beachtet hast, ist der, daß der OP 
immer bestrebt ist die Eingangsspannungsdifferenz zwischen seinem (+)- 
und (-)-Eingang zu Null zu machen.

Ob ihm dies jedoch immer gelingt, hängt in erster Linie davon ab wie der 
Ausgang auf den Eingang zurückgeführt ist (Rück- bzw. Mitkopplung) oder 
ob überhaupt eine Rückführung vorhanden ist, z.B. wie bein Komparator 
(im einfachsten Fall ohne Hysterese). In zweiter Linie sind dann 
natürlich noch die Randbedingungen, wie eben die max. mögl. 
Versorgungsspannung, usw. zu beachten.

Nun, da zwischen dem (-)-Eingang und dem Verbindungspunkt zwischen R1 
und R2 kein weiterer Widerstand geschaltet ist, wird er seinen Ausgang 
so 'fahren', daß am (-)-Eingang auch 0V anliegen werden. Nun kann man 
die Stöme berechnen die durch R1 bzw. R2 fließen müssen und es stellt 
sich heraus, das die Differenz der Ströme von R1 und R2 durch den 
Rückkopplungswiderstand R5 fließen muß - oder anders herum ausgedrückt: 
Die Teilstrom durch R2 und R5 müssen addiert den Strom durch R1 ergeben. 
Die Stromdifferenz beträgt 1/600 Ampere, was, nach Adam Riese, an R5 
einen Spannungsabfall von 10000/600=16,666...V entspricht. Da wir hier 
einen invertierenden Verstärker haben, ist der Spannungswert am Ausgang 
zu negieren, d.h. der Ausagang versucht die -16,666...V zu erreichen. 
Dieser Wert ist identisch mit dem, den 'yalu' bereits um 15:14 Uhr 
errechnet/angegeben hatte.

Die Moral von der Geschicht:
Wer ersteinmal die Funktionsweise eines OPs richtig verstanden hat (d.h. 
die wenigen dafür notwendigen Merksätze verinnerlicht hat), der kann 
jederzeit (zumindest überschlagsweise) die Formel für die 
Ausgangsspannung herleiten.

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