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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker Gegen oder mitgekoppelt?


Autor: Blade (Gast)
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Hallo zusammen,
Ich habe eine Frage bezüglich eines Operationsverstärkers.

Angenommen ich hab eine Eingangsspannung U_e am invertierenden (-) 
Eingang des OPs.
Wenn nun zwei Rückkopplungen vom Ausgang des Op(U_a) auf jeweils den 
invertierenden(Gegenkopplung) und den nichtinvertierenden(Mitkopplung) 
Eingang zurückgeführt sind, wie kann ich nun bestimmen ob er 
Gegengekoppelt oder Rückgekoppelt ist?
Angenommen beide Rückkopplungen haben jeweils einen Widerstand in ihren 
Leitungen zu "+" und "-" des Ops.
Was gilt für folgende Fälle?

R_invert > R_nichtinvert
R_invert = R_nichtinvert

Was wenn in der Zuleitung nur ein Widerstand ist und auf der anderen 
Leitung (zb. nichtinvertierend) ein Widerstand ist.

Wie kann ich nun bestimmen ob es sich um einen Gegengekoppelten oder 
Rückgekoppelten OP handelt. Ich denke es hat etwas mit dem Einfluss von 
U_a auf das jeeilige Potenzial zutun. Ist das richtig?

Angenommen U_a ist 10V und R_invert ist 100 Ohm und R_nichtinvert ist 
200 Ohm.
Demnach hätte R_nichtinvert einen größeren Einfluss auf das Potenzial P. 
Ist der OP somit Mitgekoppelt?

PS: Es handelt sich nicht um eine "Hausaufgabe oder ähnlichem", dient 
allerdings zum Verständnis für die anstehende ET Klausur.

Viele Grüße

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Blade schrieb:
> wie kann ich nun bestimmen ob er
> Gegengekoppelt oder Rückgekoppelt ist?

Wenn er gegengekoppelt ist, ist er auch rückgekoppelt.
Wenn er mitgekoppelt ist, ist er auch rückgekoppelt.

Wenn du rauskriegen willst wie sich das gesamte System verhält kann man 
i.A. annehmen, daß die beiden Eingänge auf gleichem Potential liegen. 
Dann die entsprechenden Maschen- und Knotengleichungen aufstellen und 
lösen.

Es hilft wenn man sih die OP Grundschaltungen reingezogen hat 
(Tieze/Schenk oder andere), dann kann man meistens schon sehen was der 
OP machen soll.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Noch was:

Blade schrieb:
> Angenommen U_a ist 10V und R_invert ist 100 Ohm und R_nichtinvert ist
> 200 Ohm.
> Demnach hätte R_nichtinvert einen größeren Einfluss auf das Potenzial P.
> Ist der OP somit Mitgekoppelt?
>
> PS: Es handelt sich nicht um eine "Hausaufgabe oder ähnlichem", dient
> allerdings zum Verständnis für die anstehende ET Klausur.

Überlege mal selbst, welches Potential liegt am invertierenden bzw. 
nichtinvertierenden Eingang unter der Annahme, daß die Eingänge einen 
Innenwiderstand von mindestens 10e9 Ohm haben!

Du musst wohl noch etwas tun für die Klausur! Viel Erfolg.

Autor: Blade (Gast)
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Hallo,
vielen Dank für die beiden Antworten. Ich habe meinen Denkfehler, 
nämlich das jenachdem an welchem Potenzial die Eingangsspannung anliegt, 
nicht durch eine Rückkopplung über U_a beeinflusst werden kann und sich 
somit der Sachverhalt ganz schnell klärt, gerade selber bemerkt.

@U.R.Schmitt:
Ich hatte vergessen zu sagen, dass es sich um einen idealen OP handelt 
und die Eingangswiderstände unendlich sind.
Nichtsdestrotrotz: Was haben die Eingangswiderstände mit dem Potenzial 
zutun? Das einzige was ich dadurch weiß ist doch, dass beim idealen OP 
keine Ströme in den OP fließen und beim realen OP nur sehr sehr kleine 
Ströme fließen.

Das hat doch nur indirekt etwas mit dem Potenzial zutun, oder nicht?

Viele Grüße

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Blade schrieb:
> Ich hatte vergessen zu sagen, dass es sich um einen idealen OP handelt
> und die Eingangswiderstände unendlich sind.
> Nichtsdestrotrotz: Was haben die Eingangswiderstände mit dem Potenzial
> zutun? Das einzige was ich dadurch weiß ist doch, dass beim idealen OP
> keine Ströme in den OP fließen und beim realen OP nur sehr sehr kleine
> Ströme fließen.

Eben!!!!
Und was passiert wenn du den Ausgang mit 100 oder 200 oder 5000 oder 
10Meg an einen Eingang rückkoppelst? Da der Eingang einen unendlichen 
Widerstand hat ist dort das Potential des Ausgangs, egal wie groß der 
Widerstand ist!
Meine Glaskugel sagt, daß du meinst daß du über einen Spannungsteiler 
rückkoppeln willst, aber das Bild ist leider so verwackelt.
Sprich: stelle konkrete Fragen (mit Schaltplan) und man kann dir ggf. 
halfen.
Vorher liest Du dir aber mal die Grundlagen zu OP Schaltungen durch 
(invert., nichtinv. Verstärker, Addierer, Subtrahierer, Schmitt-Trigger 
etc.), die brauchst du eh für die Klausur :-)

Autor: Elena (Gast)
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>Angenommen ich hab eine Eingangsspannung U_e am invertierenden (-)
>Eingang des OPs.

Das klingt schon mal grottig. Normalerweise legt man da keine Spannungen 
an. Da stellt sich durch die Wirkung der Gegenkopplung eine Spannung 
ein, die gleich der Spannung am "+" Eingang ist. Warum? Weil ein idealer 
OPamp die Differenz der Eingangsspannungen unendlich groß verstärkt: Ist 
die Spannung am "+" Eingang nur 1µV größer als die Spannung am "-" 
Eingang, geht der Ausgang auf +15V (idealer OPamp, gespeist mit +/-15V). 
Ist die Spannung am "+" Eingang dagegen nur 1µV kleiner als die Spannung 
am "-" Eingang, geht der Ausgang auf -15V.

Ein OPamp funktioniert also nur mit einer Beschaltung überhaupt 
sinnvoll. Das kann eine Gegenkopplung sein, für linearen 
Verstärkerbetrieb, oder eine Mitkopplung, wenn das Teil einen Komparator 
mit Hysterese bilden soll.

Es gibt auch Schaltungen, die sowohl Gegen- wie Mitkopplung enthalten, 
beispielsweise der Linearisierer für PT100-Sensoren (S-Kurve) oder die 
berühmt berüchtigte Howland Stromquelle. Diese Schaltungen können dann 
sehr tückisch sein und bei ungünstiger Bauteilewahl zu schwingen 
anfangen.

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