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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker Grundlagen Fragen


Autor: Chris Tian (chris0086)
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Hallo Leute, ich brauche mal eure Hilfe weil ich nichtmehr durchblicke.
Wir haben im Elektronik Praktikum einen Versuch mit einem OV 
durchgeführt.
Die 2 Diagramme für Phasenverschiebung und Frequenzgang sind im Anhang 
zu finden.
Jetzt steht dort folgende Aufgabe:
Konstruieren sie aus Kenntniss des Frequenzgang der gegengekoppelten 
Schaltung und unter Annahme der Gültigkeit der Konstanz des 
Verstärkungs-Bandbreite-Produktes den Frequenzgang des 
nichtgegengekoppelten OV, wenn dessen Leerlaufgleichspannungsverstärkung 
v0 = 96db ist? Welche Grenzfrequenz hat der unbeschaltete OV?

ALso prinzipiel sollte ja der Amplitudengang dann nicht so konstant 
sein, nehm ich an. Aber wie bekomme ich jetzt aus den Diagrammen die 
richtigen Werte für dieses Diagramm? Und wie bekomme ich die 
GRenzfrenquenz für den unbeschalteten OV raus?
Wär echt gut wenn ihr mir helfen könntet.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Kai Klaas (Gast)
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Eine paar motivierende Fragen:

>Konstruieren sie aus Kenntniss des Frequenzgang der gegengekoppelten
>Schaltung und unter Annahme der Gültigkeit der Konstanz des
>Verstärkungs-Bandbreite-Produktes den Frequenzgang des
>nichtgegengekoppelten OV, wenn dessen Leerlaufgleichspannungsverstärkung
>v0 = 96db ist?

Wie sähe der Frequenzgang der Schaltung aus, wenn du 20dB Verstärkung 
eingestellt hättest, oder 30dB?

>Welche Grenzfrequenz hat der unbeschaltete OV?

Welche Grenzfrequenz hat der beschaltete OPamp? Warum hast du denn nicht 
auch noch bei 10MHz 25dB Verstärkung, sondern nur noch 0dB? Wie ändert 
sich die Grenzfrequenz, wenn du 20dB einstellst, oder 30dB?

Kai Klaas

Autor: yalu (Gast)
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Unabhängig von der Aufgabenstellung: Das Phasendiagramm will irgendwie
überhaupt nicht zum Amplitudendiagramm passen. Bist du sicher, dass die
Gradskala richtig ist?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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yalu schrieb:
> Unabhängig von der Aufgabenstellung: Das Phasendiagramm will irgendwie
> überhaupt nicht zum Amplitudendiagramm passen. Bist du sicher, dass die
> Gradskala richtig ist?

Denke Dir die (hier in beiden Diagrammen nicht eingezeichneten) 
Fehlerbalken dazu, dann sieht die Sache schon plausibel(er) aus.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Christian Hohmann schrieb:
>
> ALso prinzipiel sollte ja der Amplitudengang dann nicht so konstant
> sein, nehm ich an. Aber wie bekomme ich jetzt aus den Diagrammen die
> richtigen Werte für dieses Diagramm?

Fehlergrenzen einzeichnen ,-)


> Und wie bekomme ich die
> GRenzfrenquenz für den unbeschalteten OV raus?

V=1 liefert Dir wohl die Grenzfrequenz.
Könnte das 10 exp 4 Hz sein ? ,-)))

> Wär echt gut wenn ihr mir helfen könntet.

Wäre echt gut wenn Du Deine Vorlesungsskripte genauer durcharbeitest.

Autor: Jens G. (jensig)
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Grenzfrequenz eines OPV ohne irgendeine Rückkopplung liegt bei weninge 
Hz bzw. kHz.
Wenn Du den gezeigten Amplitudengang mal von hinten aufrollst, dann 
steigt die Linie an. Diese Steigung verlängerst Du jetzt soweit, bis Du 
in die Nähe von 96dB kommst. Kurz davor geht die Steigung wieder in eine 
Waagerechte über, und pendelt sich auf 96db bis auf 0Hz ein. Dort 
kannste also wieder deine Schnittgeraden legen. Dort, wo der Übergang 
Steigung zu Waagerechten ist, ist die 3dB-Grenzfrequenz, die bei 
0815-OPV i.d.R. irgendwo bei paar 100 bis paar 1kHz liegt.
Der Frequenzgang aber paßt überhaupt nicht dazu. Solch ein Verstärker 
würde hoffnungslos schwingen (180° Phasenverschiebung bei Verstärkung 
>1)

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Yalu,

>Unabhängig von der Aufgabenstellung: Das Phasendiagramm will irgendwie
>überhaupt nicht zum Amplitudendiagramm passen. Bist du sicher, dass die
>Gradskala richtig ist?

Da ist sicher ein Umrechnungsfehler passiert, als sie die gemessene 
Phasenverschiebung auf die Halbwelle bezogen haben und nicht auf die 
volle Periode. Teilt man nämlich die Phasenverschiebung durch 2 dann 
stimmts doch fast.

Kai Klaas

Autor: yalu (Gast)
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Hallo Kai,

Der Fehler scheint deutlich größer als Faktor 2 zu sein: An der Grenz-
frequenz (400kHz oder 500kHz, je nachdem, wie man das Diagramm liest)
hätte ich -45° erwartet. Stattdessen sind es -240° bzw. -265°, also fast
um den Faktor 6 zu viel.

Vielleicht wollten die Praktikanten die Phasenverschiebung aus der am 
Oszi
abgelesenen Zeitverschiebung gemäß

  φ = Δt·f·2π      (in Radiant)
  φ = Δt·f·360°    (in Grad)

berechnen, haben dabei aber aus Versehen mit 2π und mit 360° multi-
pliziert oder statt der Frequenz f die Kreisfrequenz ω eingesetzt, was
beidesmal ein um den Faktor 2π zu großes Ergebnis liefern würde.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Yalu,

>Vielleicht wollten die Praktikanten die Phasenverschiebung aus der am
>Oszi
>abgelesenen Zeitverschiebung gemäß
>
>  φ = Δt·f·2π      (in Radiant)
>  φ = Δt·f·360°    (in Grad)
>
>berechnen, haben dabei aber aus Versehen mit 2π und mit 360° multi-
>pliziert oder statt der Frequenz f die Kreisfrequenz ω eingesetzt, was
>beidesmal ein um den Faktor 2π zu großes Ergebnis liefern würde.

Ja, ja, du hast schon Recht. So ganz genau habe ich es mir jetzt auch 
nicht angeschaut. Wer weiß, wie die das gemessen haben. Bei den 
Phasenmessungen werden jedenfalls überdurchschnittlich oft 
Umrechnungsfehler gemacht. Das ist mir auch schon pasiert.

Kai Klaas

Autor: Chris Tian (chris0086)
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Hallo Leute, ich danke euch für die Antworten, waren sehr hilfreiche 
Infos dabei.
Ich war heut nochmal messen, da die Werte so grottenschlecht waren. Im 
Anhang findet ihr jetzt die Werte die eigentlich stimmen sollten.
Auch den Schaltplan für die Messung.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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10MHz Bandbreite? Nicht schlecht für einen 741...

Kai Klaas

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Kai Klaas schrieb:
> 10MHz Bandbreite? Nicht schlecht für einen 741...


Nein, paßt nicht und ist halt schlichtweg falsch gemessen. Also : 
Irgendwo bei der Aufnahme der Meßdaten im Praktikum einen Faktor 10 
dazugepackt.

Autor: yalu (Gast)
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Bei der neuen Messung ist aber zumindest der Phasen- mit dem Amplituden-
verlauf konsistent. Ich würde eher sagen, dass jetzt richtig gemessen
wurde, aber das Bildchen mit dem 741er historisch ist (es sieht ohnehin
aus, als wäre es auf dem Atari gemalt worden). Im praktischen Versuch
ist dann bspw. ein NE5534 oder NE5532 verwendet worden.

Autor: Chris Tian (chris0086)
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Leder ist in den Diagrammen noch ein Fehler in der Skalierung, die 
FRequenz reicht von 50 Hz bis 1 Mhz, wurde aber ausgebessert.
Stimmt die positive Phasenverschiebung? oder muss diese eigentlich ins 
negative gehen? Dann muss ich die noch umdrehen. (Bei der Messung wurde 
der 2. Eingang invertiert.)

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Die Phasenverschiebung muss negativ sein. Merk dir: Knicke nach unten im 
Amplitudengang sind ein Abfallen um 90° des Phasenganges. Knicke nach 
oben (DT-Glieder) bewirken einen Phasensprung um 90° in positive 
Richtung.

Autor: Michael R. (hellm)
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Am Eingang wird die Sägezahnspannung erzeugt. Die Schaltung mit der 
Diode in der Rückkopplung am invertierenden Eingang gibt das folgende 
Signal am Ausgang bei +-10V entsprechend aus (s.Bilder). Welche Wirkung 
hat diese Diode auf das Signal? Wie kann man die Ein- und 
Ausgangsspannungen formelmäßig verknüpfen?

Autor: Christian L. (cyan)
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Warum kaperst du in einen fast zwei Jahre alten Thread, um dann mit 
einem völlig anderen Thema weiterzumachen? Erstelle einen eigenen 
Thread.

LG Christian

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