Hallo, könnt ihr mit bitte weiterhelfen? Kann die Funktionsweise eines OPV nicht komplett nachvollziehen Z.B. es ist eine ganz gewöhnliche invertierende Schaltung eines OPV gegeben, mit R1 und R2. Ein Teil der Spannung geht dann in den invertierenden Eingang und müsste nun als Differenzspannung mit dem faktor 10^5 verstärkt werden. Doch irgendwie nach dem Erreichen des Wertes -R2/R1 bricht die Verstärkung ab..warum passiert das? Kann mir das nicht so bildhaft vorstellen (( Gruss
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Verschoben durch Admin
Poste mal deine konkrete OpAmp-Beschaltung! Welche Werte haben R1 und R2? Schau auch mal hier rein: http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen Da ist alles schön erklärt.
Der OP verstärkt die DIFFERENZSPANNUNG! Also den Unterschied zwischen dem Plus und dem Minus Eingang. Durch die Rückkopplung über die Widerstände ändert sich die Spannung am Minus-Eingang bis sie FAST mit der Spannung am Plus-Eingang übereinstimmt. Es ist erst mal einfacher sich vorzustellen die Verstärkung wäre unendlich groß, und die Spannung zwischen dem Plus und Minus-Eingang unendlich klein, also gleich.
Die Spannung am invertierenden Eingang ist Ui = (Ue·R2 + Ua·R1) / (R1 + R2) (Spannungsteiler) Solange Ua<-Ue·R2/R1, ist Ui<0, d.h. die Spannungsdifferenz zwischen den Opamp-Eingängen ist positiv. Damit wird auch die Ausgangsspannung positiv, was dem zu kleinen Ui entgegenwirkt. Irgendwann wird Ua>-Ue·R2/R1. Dann ist Ui>0 und die Differenzspannung und die Ausgangsspannung negativ, was dem zu großen Ui entgegenwirkt. Ein Gleichgewicht pendelt sich ein, wenn Ui ganz dicht bei 0 liegt. Dann ist Ua=-Ue·R2/R1.
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Hallo Dered, habe die Schaltung angehängt) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/02101411.gif normalerweise sind bei uns R1=1k und R2=10k geschaltet kann nicht so recht nachvollziehen, was nach dem Ausgang der verstärkten Spannung passiert. Gruss
Hallo Udo und Yalo, vielen Dank euch! hab das jetzt so bisschen mehr begriffen)
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Hi Du solltest schon den Herrn Kirchhoff kennen, der hat ein schönes Gesetz erfunden. Betrachte mal den Knotenpunkt der Widerstände R1 R2 mit dem Potential 0V. Nun legst du an das Freie Ende von R1 eine Spannung an, z.B. 1V. Wieviel Spannung muss nun an R2 angelegt werden (Vom Ausgang des OP ), um genau im Knotenpunkt ( -Eingang OP) 0V zu haben ? Der Kirchhoff hat von Strömen geredet und 0V können nun mal zu 0 V keinen Strom führen, da gleiches Potential. Also merk dir einfach: Die Eingänge + und - haben immer 0V, es sei denn, du übersteuerst den Verstärker. Das ist allerdings nur eine oberflächliche Betrachtung völlig ohne mathematischer Bewertung. Wenn du einen Verstärker 1:10 hast, dann kannst du nicht davon ausgehen, wenn du ihm 10 V anbietest, das da 100 V rauskommen. Er kann nur knapp bis zur Versorgungsspannug mithalten. Und wie kommst du auf einen Verstärkungsfaktor von 10^5 ? Gruß oldmax
> Doch irgendwie nach dem Erreichen des Wertes -R2/R1 bricht die Verstärkung ab. > Warum passiert das? Kann mir das nicht so bildhaft vorstellen Der Ausgang des OPs (U_a) wird über R2 auf den Eingang zurück gekoppelt. Bei einer Verstärkerschaltung wirkt U_a über diese Rückkopplung seiner eigenen Ursache (U_e) entgegen (Gegenkopplung). Dadurch stellt sich eine Verstärkung von -R2/R1 ein. Die Verstärkung des Operationsverstärkers (10^5) kann dabei in der Regel als ideal, also als Unendlich angenommen werden. Gleichzeitig kann man dann (im Arbeitsbereich der Schaltung) die Spannung zwischen den beiden Eingängen als 0V annehmen. Leicht kann man in deinem Bild sehen, dass sich dann am Minus-Eingang des OPs eine Spannung von 0V einstellt (virtuelle Masse). Diese Idealisierung vereinfacht die Berechnung erheblich.
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Hi Die Zeichnung war etwas zu klein. Die eingezeichnete schematische Brücke ist kaum zu erkennen. Hier nochmal ein Schaltbild. Die Brücke gibt es in Wirklichkeit nicht. Gruß oldmax
Hi,
Leider kann ich deine Frage nicht richtig verstehen^^.
Ich geh jetzt einfach mal davon aus, dass du gerne wissen möchtest, wie
die Spannung am Ausgang zu stande kommt? Dazu müssen wir die
Maschenregel verwenden.
Es gibt bei dieser Schaltung zwei Maschen, eine mit R1 und Ue, die
zweite mit R2 und Ua.
1) 0= +UR1 +Ud -Ue Da Ud gegen 0 geht kann es vernachlässigt
werden
-> Ue = UR1
Ue = IR1 * R1
IR1 = Ue / R1
2) 0= +Ua +Ud +UR2 Da Ud gegen 0 geht kann es vernachlässigt
werden
-> -Ua = UR2
-Ua = IR2 * R2
IR2 = -Ua / R2
Dann ist noch zu Erwähnen das IR2 = IR1. Nun Gleichzetzungsverfahren
anwenden
Ue / R1 = -Ua / R2
Umgestellt: Ua = Ue * -(R2 / R1)
Ich hoffe mir ist jetzt kein Fehler unterlaufen in der kurzen Zeit.
MfG Hohmi
Ich habe einen Fehler in meiner Formulierung: > Bei einer Verstärkerschaltung wirkt U_a über diese Rückkopplung seiner > eigenen Ursache (U_e) entgegen (Gegenkopplung). U_a wirkt natürlich nicht U_e entgegen, sondern der Differenzspannung an den OP-Eingängen. Diese ist auch die direkte Ursache von U_a:
hey Leute, vielen Dank für all die Antworten! habt mich wirklich weiter gebracht! das beste Forum hier bei euch!))
oldmax schrieb: > wie kommst du auf einen Verstärkungsfaktor von 10^5 ? > Gruß oldmax hallo oldmax, erstmal vielen Dank für die schöne Erklärung, hab jetzt begriffen, dass die Spannung nach der Verstärkung doch zurück über R2 läuft und so das Potenzial im Knotenpunkt beeinflusst, das war mir auf jeden Fall wichtig! Das Verstärkungsfaktor von 10^5, wie ich verstanden habe, ist die theoretische Vorstellung der möglichen Verstärkung (normalerweise bis 13 V, wegen Versorgungsspannung)doch durch Einfluss der Beschaltung wird das irgendwie begrenzt :) so habe ich das verstanden... Gruss!
Thomas schrieb: > Der Ausgang des OPs (U_a) wird über R2 auf den Eingang zurück gekoppelt. > Bei einer Verstärkerschaltung wirkt U_a über diese Rückkopplung seiner > eigenen Ursache (U_e) entgegen (Gegenkopplung). > Dadurch stellt sich eine Verstärkung von -R2/R1 ein. aha, genau diese Vorstellung hat mir gefehlt! mathematisch kennt man schon die Formeln, aber da ich in der Klausur anstatt von R2 verschiedene Bauelemente, bzw Schaltungen haben werde, muss ich mir das auch bildhaft vorstellen können! Danke!
@sirius7: rate mal, wie hoch der eingangswiderstand von deiner schaltung ist! (antwort trägt zum verständnis bei!)
hmm, also der Widerstand R1=1 kOhm, R2=10 kOhm, ich glaube solange es noch keine Rückkopplung gibt bleibt es bei 1 kOhm, doch nachdem die Verstärkung aufgetretten ist und die Spannung UR2 der UR1 entgegenläuft, ist der Eingangswiderstand unendlich, da der Potenzialunterschied zw. R1 und R2 nun 0 beträgt...
Andere Frage: Welche Spannung ist immer am invertierenden Eingang des gegengekoppelten OPs? (In dieser Grundschaltung) Und dann nochmal: Welchen Eingangswiderstand hat die Schaltung? ;-) Gruß Jobst
> Welche Spannung ist immer am invertierenden Eingang des gegengekoppelten OPs?
Welche Spannung da anliegt ist völlig unerheblich zur Berechnung des
Eingangswiderstands. Wichtig ist nur, dass diese Spannung (im
Arbeitsbereich) immer auf einen konstanten Wert geregelt wird.
Thomas schrieb: > Welche Spannung da anliegt ist völlig unerheblich zur Berechnung des > Eingangswiderstands. Wichtig ist nur, dass diese Spannung (im > Arbeitsbereich) immer auf einen konstanten Wert geregelt wird. Stimmt. Und Du meinst, daß es dann einfacher zu verstehen ist? Gruß Jobst
ich hab mal irgendwo gelesen, dass der eingangswiderstand vom invertierenden verstärker immer gleich R1 ist (also gleich dem R zwischen signalquelle und minus-eingang).
> Und Du meinst, daß es dann einfacher zu verstehen ist?
Leider sind nur wenige Menschen in der Lage zu unterscheiden, ob sie
etwas wirklich verstanden haben, oder ob sie nur glauben es zu
verstehen.
Mir ist es lieber, wenn diese Menschen wissen, dass sie es nicht
verstanden haben, bis sie es verstanden haben.
Anschauliche Erklärungen sind immer gut. Man sollte die Leute dabei
allerdings nicht auf eine falsche Fährte locken.
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