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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Opamp Schaltung


Autor: Simon Kl... (Gast)
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Hi,

ich habe ein kleines Verständnisproblemchen bei dieser Op amp Schaltung.

Und zwar gilt es erstmal Phi p und Phi n zu bestimmen.

Phi p liegt immer auf Ue. Auch R2 ändert nichts daran. (Wenn man mit 
Superposition draufschaut).
Phi n:
Ue hat keinen Einfluss darauf.
Die Ausgangsspannung bildet aber einen Spannungsteiler über R4 und R5 
sodass sich Phi n = Ua * R5 / (R4+R5) ergibt.

Die Ausgangsspannung wirkt auf Phi N, also ist der Apparillo 
gegengekoppelt.
Die Differenzsppanung Ud muss also Phi p = Phi n = 0V betragen.
Also kann man Phi p = Phi n setzen.
Vorrausgesetzt wird natürlich, dass der Op ideal ist und das vd -> 
unendlich herrscht.
Dann kann man sagen, dass Ua= Ue*(R4+R5) / R5 ist.
Für die verstärkung ergäbe sich dann, dass
v= Ue*(R4+R5)/ R5*Ue ist also = (R4+R5)/R5.
Wobei v= Ua/Ue ist.

Simon


Jetzt soll noch der Eingangswiderstand berechnet werden.
Dabei gehe ich so vor, dass ich mir das Ersatzschaltbild anschaue und 
sage, dass zwischen Phi p und Phi n eine Drahtbrücke sitzt.
Ich weiß nicht, ob es korrekt ist, aber wenn ich eine "masche" erstelle 
und das potential an dieser Stelle gleich Null ist, muss ja auf beiden 
Seiten der gleiche Strom fliessen nicht wahr?

Nur jetzt bin ich mir nicht mehr sicher, wie es weitergehen soll.
Vielleicht könnte mir jemand sagen, ob obiges korrekt ist und wie es nun 
weitergehen könnte.


Vielen lieben dank.

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Bitte zeichen die Schaltung sauberer, so wie ich sie jetzt 
interpretiere, ist der OP nie im linearen Bereich. Was genau ist am 
Ausgang angeschlossen? Was ist Phi n und Phi p? Diese Beschriftungen 
fehlen.

Grüße,

Peter

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Hi,

Phi N und Phi P stehen für den + und - Eingang am Op.
Im "mathematischen" modell schauen wir uns per Superposition an, was wo 
anliegt.
Für den Ausgang benutzen wir eine Spannungsquelle, Ua.
Bzw. Ua=Vd*Ud.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hat die Spannungsquelle UE einen Serienwiderstand?

Ist der Knoten R2/R3 und R4/R6 mit dem AUsgang des OPV verbunden?

Wozu ist UA da?

>Ua=Vd*Ud.

Vd=0.



Wo ist das Problem? Was wird gesucht?

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Hi,

Ue hat keinen vorwiderstand!
Ja, R2 und R3 sind mit dem Ausgang verbunden, ebenso R4 und R6.
Sorry, dass ich die knoten nicht eingezeichnet habe...

Ua dient für unsere Ersatzschaltbilder als Ausgansspannung.
...Denn wenn per Superposition die Potentiale an den beiden Eingängen 
berechnet werde müssen muss diese mit einfließen.
Wir zeichnen das halt extra mit ein...
Ua stellt also die Ausgangsspannungsquelle des Ops dar.

Also erstmal sind natürlich die Potentiale an den Eingängen gesucht.
Das habe ich ja schon beschrieben.
Ebenso, dass diese Schaltung berechnet werden kann durch Phi p = Phi n, 
da die Ausgangsspannung auf den Negativen Eingang zurück wirkt.

Erstmal möchte ich gern wissen, ob das so korrekt ist.

Weiter ist dann der Eingangsstrom der Schaltung zu berechnen bzw. der 
Eingangswiderstand.

Autor: DrPepper (Gast)
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Hmm, deine Fragen klingen sehr nach Schulaufgaben. Kann es sein, dass du 
möchtest, dass hier deine Hausaufgaben gemacht werden?

Autor: Simon Kl... (Gast)
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DIe Aufgaben klingen sehr nach Elektrotechnikstudium.

Wenn du die Antwort weisst, währe ich dir sehr verbungen, wenn du sie 
mir sagst.

Dankeschön.

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Mal ganz abgesehen von der Tatsache, dass ich meine Lösung schon 
reingestellt habe und nur wissen möchte, ob es korrekt ist und wie sich 
der Eingangswiderstand berechnen lässt.

Autor: aha (Gast)
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Einen idealen OpAmp vorausgesetzt, R3 und R6 bringen nichts, die kann 
man weglassen.

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Gut,
das würde ja meine oben aufgestellte Formel stützen.

Nur wie sieht es mit dem Eingangsstrom aus?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hm..

         R4 + R5
UA = UE ---------
            R5

      UE     UA - UE
IE = ---- - ----------    (Hier das UA durch obige Formel ersetzen)
      R1        R2

Wenn du IE=f(UE) hast, kannst du den Innenwiderstand der Schaltung 
errechnen.

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Hi,

ok jetzt stellt sich mir nurnoch die Frage, wie du darauf gekommen bist?
Einmal wird ein Strom durch die Eingangsspannung erzeugt.
Dieser ist ein Strom durch die Ausganggspannung entgegengesetzt.
Daher das Minus.
Ich verstehe sowas gern Anhand von Superposition ;)

Daher müsste man doch die Ausgangsspannungsquelle durch eine Brücke 
ersetzen.
Also würde in meinen Augen Strom von Ue aus durch R1 und R2 fliessen, 
sodass für den linken Term stehen müsste:
Ue/ R1||R2 = I .
Das währe dann der erste Teilstrom.
Für die Ausgangsquelle würde sich dann ergeben, dass Strom durch R2 
fliesst der entgegengesetzt zum oberen ist.


ODer liege ich da falsch?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>ok jetzt stellt sich mir nurnoch die Frage, wie du darauf gekommen bist?
Wie hieß es in der Schule immer:
"..wie man leicht sieht, ..."

>Einmal wird ein Strom durch die Eingangsspannung erzeugt.
erzeugt..? eher getrieben..


>Daher müsste man doch die Ausgangsspannungsquelle durch eine Brücke
>ersetzen.
Wenn du deine Superposition anwenden willst, dann musst du aber auch den 
OPV komplett ersetzen und weglassen.

>Also würde in meinen Augen Strom von Ue aus durch R1 und R2 fliessen,
Naja, ja.

>sodass für den linken Term stehen müsste:
>Ue/ R1||R2 = I .

Nein, da R1 und R2 nicht parallel liegen. Deshalb geht R2 nicht 1:1 in 
die Betrachtung ein..

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Aber das tun sie doch im Falle der Superposition.

Wenn man Ua ersetzt hat man quasi nurnoch R1 und R2 Parallelgeschaltet 
zu Gnd.
Dann fliesst ein Strom durch beide Parallel ab.
Der untere Schaltungsteil hat keine bedeutung mehr und R3 fällt ebenso 
weg, da nach R2 direkt Gnd ist.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Naja, dann rechne es doch mal komplett mit der Superposition durch. 
SOlltest ja dasselbe ausrechnen.

Autor: Simon Kl... (Gast)
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LoL.
ja es ist dasselbe ;)

Habe meine Formel:
I = Ue / (R1*R2)/(R1+R2)  - Ue*(R5+R4)/R5/R2 genommen.
Die habe ich artig nach SP aufgestellt und es funktioniert.

Sorry, dass ich so dumm Nachfrage..
Mir ist klar, dass irgendein Elektronik Hase sofort sieht, worums geht 
und wie er die Gleichungen aufzustellen hat.


Vielen Dank nochmal.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Mir ist klar, dass irgendein Elektronik Hase sofort sieht, worums geht
>und wie er die Gleichungen aufzustellen hat.

Naja, da fehlt dir nur Erfahrung. Die kommt mit der Zeit.

Tip:
R3 und R6 sind sinnlos. Die belasten nur den Ausgang (sinnlos).

Der OPV ist als nichtinvertierender Verstärker geschaltet. (EIngang auf 
PLUS, Rückführung üüber Spannungsteiler R4/R5 auf MINUS)
Die Verstärkung ist somit V=1+R4/R5. Somit gilt immer UA>=UE.

Der R1 belastet nur die Eingangsspannungsquelle (sinnlos)

Die Spannung über R5 ist immer gleich UE.

Der Strom IE teilt sich auf in:
1) durch R5 nach Masse,
2) vom OPV-Ausgang durch R2 (also entgegen IE)

Somit verschlechtert der R2 (und der R1) den (sonst unendlichen) 
Innenwiderstand der Schaltung.

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Ok.


Das die Spannung über R5 = Ue ist, liegt daran, dass Ud=0V ist und du 
eine Masche über Ud legst?


Und falls du mir darauf antworten willst...
Hast du auch E Technik studiert?


schönen Abend noch und vielen Dank.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Das die Spannung über R5 = Ue ist, liegt daran, dass Ud=0V

>eine Masche über Ud legst?
Naja, wenn UD=0 ist, dann kann ich mir PLUS und MINUS des OPV als 
verbunden vorstellen


>Hast du auch E Technik studiert?
Ja. Aber die Elektronikerausbildung hilft da mehr ;-)

Autor: Simon Kl... (Gast)
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Achso :)

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