Hallo, ich hätte eine Frage zum Opamp... wenn ich das richtig Verstanden
habe, bildet der Eingang doch einen Differenzverstärker, oder?
Nun hab ich gehört das das Potential bei der Gegenkopplung NULL an den
Eingängen entspricht. Wie kann der Verstärker denn dann noch arbeiten?
Wenn die Eingänge ein Potential von Null aufweisen müssten doch am
Ausgang 0V anliegen, und damit den invertierten Eingang auf 0 V
Schalten... Verstehe nicht so ganz, wie die Schaltung funktioniert. Ich
Spreche von einer einfachen Beschaltung. Signal am nicht-invertierenden
Eingang, Rückkopplung über einen Spannungsteiler R1 + R2 an den
invertierenden Eingang.
Auf einer Seite hab ich eine Formel (R1+R2) / R2 = V =
Verstärkungsfaktor gefunden. Die Formel kann ich mir nicht ganz
erschließen. Kann mir jemand erklären, wie man sich diese Formel
herleitet.
Viele Grüße,
Sebi2020
Schüler Nietnagel schrieb:> Schon gelesen?> http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker> https://www.mikrocontroller.net/articles/Operation...
Sonst würde ich ja nicht Fragen...
Dein erster Link Wikipedia, und auch auf anderen Seiten findet man das
dass Potential zwischen den Eingängen Null ist bei Gegenkopplung d.H.
gleicher Spannungspegel an den Eingängen, was für mich ein U_D = 0
entspricht, das mal Vorwärtsverstärkung ergibt 0V, damit stellt sich mir
genau die selbe Frage immer noch.
Anlass ist eine Seite im Internet, dort wird ein OPV mit +10 - -10 V
versorgt. Am nicht-invertierenden Eingang liegt 1V, am Ausgang 4V, am
invertierenden-Eingang 1V, was für mich aber 0V statt 4V machen müsste.
Zumindest nachdem, was ich über Differenzverstärker gelesen habe...
Die Gegenkopplung geht über einen Spannungsteiler 18k zwischen Ausgang
und Eingang und 6k zwischen Eingang und Masse.
Der Spannungsfolger is für mich ein Beispiel für mein Problem:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/1/10/Op-spannungsfolger2.png
Da haben wir als Beispiel +2V am Eingang (der nicht-invertierende) und
erhalten erstmal 2V am Ausgang was wiederum für eine Spannung am
invertierenden Eingang von 2V sorgt, damit ergibt sich mir die
Gleichung:
UD = 0
V = unendlich
0 * unendlich = 0V am Ausgang
Vergiss erstmal die Verstärkung der Differenzspannung. Der
Operationsverstärker verstärkt die Differenzspannung mit einem sehr
hohen Faktor, so im Bereich von 100000.
Jetzt sieh dir zum Beispiel den nicht invertierenden Verstärker an.
Nehmen wir an, am Ausgang liegt eine Spannung von 0V an. Dann liegt über
den Spannungsteiler auch 0V am invertierenden Eingang an. Jetzt sei die
Eingangsspannung, am nicht invertierenden Eingang, zum Beispiel 1V.
Damit ist die Differenz 1V. Die wird mit dem hohen Faktor verstärkt.
Nehmen wir an, dass die Spannung nicht springt, sondern in einer Rampe
anfährt. Die Ausgangsspannung wird größer und größer und damit auch die
Spannung am invertierenden Eingang. Dadurch wird die Differenzspannung
kleiner, bis sie irgendwann 0V ist. Dann liegt an beiden Eingängen 1V
an. Am Ausgang muss aber für die 1V eine höhere Spannung anliegen,
abhängig von den Widerständen.
Geh mal vom Ausgang aus: V_Out = 1,9998V, also auch V_in- = 1,9998V.
Wenn jetzt V_in+ = 2V ist, dann hast du eine Differenzspannung von
0,0002V. Bei einer DC-Leerlaufverstärkung von sagen wir mal ungefähr
10000 werden daraus ungefähr 2V und alles passt. Das ist in der
Regelungstechnik oder auch Systemtheorie ein Proportional-Glied mit
Rückkopplung. Dieses Proportional-Glied hat bei geschlossener
Regelschleife, egal wie groß die Verstärkung ist, immer einen statischen
Fehler, der hier erst für die korrekte Funktion sorgt. mfg mf
Dussel schrieb:> Vergiss erstmal die Verstärkung der Differenzspannung. Der> Operationsverstärker verstärkt die Differenzspannung mit einem sehr> hohen Faktor, so im Bereich von 100000.> Jetzt sieh dir zum Beispiel den nicht invertierenden Verstärker an.> Nehmen wir an, am Ausgang liegt eine Spannung von 0V an. Dann liegt über> den Spannungsteiler auch 0V am invertierenden Eingang an. Jetzt sei die> Eingangsspannung, am nicht invertierenden Eingang, zum Beispiel 1V.> Damit ist die Differenz 1V. Die wird mit dem hohen Faktor verstärkt.> Nehmen wir an, dass die Spannung nicht springt, sondern in einer Rampe> anfährt. Die Ausgangsspannung wird größer und größer und damit auch die> Spannung am invertierenden Eingang. Dadurch wird die Differenzspannung> kleiner, bis sie irgendwann 0V ist. Dann liegt an beiden Eingängen 1V> an. Am Ausgang muss aber für die 1V eine höhere Spannung anliegen,> abhängig von den Widerständen.
Mhs, klingt aber für mich wie nen Widerspruch, einerseits brauch ich ne
höhere Spannung am Ausgang um 1V zu erreichen, aber wenn ich 1V erreicht
habe, müsste normalerweise der Ausgang auf Null sein. Warum schwingt das
ganze nicht? Klingt für mich nach ner Schaltung die hin und her
schwingen müsste, mit einer Frequenz abhängig von der Anstiegszeit des
OPs
Joachim минифлоть schrieb:> Geh mal vom Ausgang aus: V_Out = 1,9998V, also auch V_in- = 1,9998V.> Wenn jetzt V_in+ = 2V ist, dann hast du eine Differenzspannung von> 0,0002V. Bei einer DC-Leerlaufverstärkung von sagen wir mal ungefähr> 10000 werden daraus ungefähr 2V und alles passt. Das ist in der> Regelungstechnik oder auch Systemtheorie ein Proportional-Glied mit> Rückkopplung. Dieses Proportional-Glied hat bei geschlossener> Regelschleife, egal wie groß die Verstärkung ist, immer einen statischen> Fehler, der hier erst für die korrekte Funktion sorgt. mfg mf
Das müsste aber bedeuten, das er im invertierten Betrieb eine großere
Leerlaufverstärker als im nicht-invertierten Betrieb haben müsste.
Vmax schrieb:> schau mal hier:> http://e3.physik.uni-dortmund.de/~suter/Vorlesung/...> unter 8.2.2>> Die Kennlinie zeigt, dass es eine Differenzeingangsspannung gibt, um> damit den Ausgang zu steuern. Sie ist nur sehr sehr klein.
???
Also was ich sagen will
wenn Ud = Ue −κU
und Ud * V_0 = U_a, dann muss Ud größer als 0 sein. Aber wenn beide
Eingänge gleiches Potential haben, ist die Gleichung nicht erfüllt,
deswegen können beide Eingänge nicht gleiches Potential aufweisen... Und
andererseits Frage ich mich, ob so ein Idealer OP überhaupt
funktionieren würde, also nur theoretisch. Praktisch gibt es ja keinen
:D
>Und andererseits Frage ich mich, ob so ein Idealer OP überhaupt>funktionieren würde, also nur theoretisch. Praktisch gibt es ja keinen :D
Wo ist eigentlich Dein Problem?
Sebi2020 schrieb:> ???
In dem Link findest du die Kennlinie eines realen OPAMP. In dem
gezeigten Falle führt die Eingangsspannungsdifferenz von -100µV bis
+100µV zur Ansteuerung des Ausgangs von Vmin bis Vmax.
Die Vorzeichengeschichte ist auch daraus ablesbar.
spontan schrieb:>>Und andererseits Frage ich mich, ob so ein Idealer OP überhaupt>>funktionieren würde, also nur theoretisch. Praktisch gibt es ja keinen :D>> Wo ist eigentlich Dein Problem?
Ud * V_0 = Ua, wie oft soll ich es noch sagen?!
Es wird gesagt bei gegenkopplung Ud = 0
wenn Ud aber 0 dann müsste daraus folgen Ua = 0
Vmax schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> ???>> In dem Link findest du die Kennlinie eines realen OPAMP. In dem> gezeigten Falle führt die Eingangsspannungsdifferenz von -100µV bis> +100µV zur Ansteuerung des Ausgangs von Vmin bis Vmax.>> Die Vorzeichengeschichte ist auch daraus ablesbar.
Es wird aber gesagt, das bei Gegenkopplung gleiche Spannung an den
Eingängen anliegt. aber das dürfte zu einer Ausgangsspannung von 0 V
führen. Zumindest laut dieser Gleichung:
Ud * V_0 = Ua
und V_0 ist die Leerlaufverstärkung und wenn die Eingänge Gleiche
Spannung führen ist Ud doch 0.
Sebi2020 schrieb:> Es wird gesagt bei gegenkopplung Ud = 0
n a h e z u Null. Es handelt sich um eine Vereinfachung zur Berechnung.
Das ist erlaubt, da die Verstärkung enorm groß ist.
Aber das Ding ist ein stinknormales lineares Bauteil mit einer
Übertragungs-K e n n l i n i e. Und wenn du einen Blick darauf wirfst,
ist deine Frage geklärt. :-D
Vmax schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> Es wird gesagt bei gegenkopplung Ud = 0>> n a h e z u Null. Es handelt sich um eine Vereinfachung zur Berechnung.> Das ist erlaubt, da die Verstärkung enorm groß ist.>> Aber das Ding ist ein stinknormales lineares Bauteil mit einer> Übertragungs-K e n n l i n i e. Und wenn du einen Blick darauf wirfst,> ist deine Frage geklärt. :-D
Wenn du mal schauen würdest siehst du das die Kennlinie auf U_D bezogen
ist. Und wenn gesagt wird U_D null spielt die keine Rolle, weil 0 * xyz
= 0
idealer OPAMP: Ud = 0 bei Gegenkopplung
realer OPAMP: Ud nahezu 0 bei Gegenkopplung
Druck dir die Kennlinie des realen OPAMP auf DIN A3 aus. Du kannst dann
für jede Spannung am Ausgang die notwendige Eingangsdifferenzspannung
ablesen.
Vmax schrieb:> idealer OPAMP: Ud = 0 bei Gegenkopplung> realer OPAMP: Ud nahezu 0 bei Gegenkopplung>> Druck dir die Kennlinie des realen OPAMP auf DIN A3 aus. Du kannst dann> für jede Spannung am Ausgang die notwendige Eingangsdifferenzspannung> ablesen.
Das meine ich doch, der ideale Opamp könnte doch garnicht Funktionieren,
weil die Gleichung dann net mehr Stimmen würde.
Und woher seh ich den daran, das es nahezu null ist, ich weis net was
das mit der kennlinie zu tun hat. Die sagt genau das, was ich auch schon
gesagt habe. nämlich, wenn U_D gleich NULL auch Va gleich Null Und
entspricht damit genau der Gleichung.
Wenn im Idealfall Ud zu Null wird, dann ist die Verstärkung unendlich,
dies stößt an die Grenzen Deiner Mathematik und Deiner Vorstellung.
Die OpAmp-Ausgangsspannung rechnet sich dann eben nicht aus
Ud x Verstärkung, das wär ja: Null x Unendlich, sondern schau die
Widerstände der Beschaltung an.
spontan schrieb:> Wenn im Idealfall Ud zu Null wird, dann ist die Verstärkung unendlich,> dies stößt an die Grenzen Deiner Mathematik und Deiner Vorstellung.>> Die OpAmp-Ausgangsspannung rechnet sich dann eben nicht aus> Ud x Verstärkung, das wär ja: Null x Unendlich, sondern schau die> Widerstände der Beschaltung an.
Und weiter?
Sebi2020 schrieb:> spontan schrieb:>> Wenn im Idealfall Ud zu Null wird, dann ist die Verstärkung unendlich,>> dies stößt an die Grenzen Deiner Mathematik und Deiner Vorstellung.>>>> Die OpAmp-Ausgangsspannung rechnet sich dann eben nicht aus>> Ud x Verstärkung, das wär ja: Null x Unendlich, sondern schau die>> Widerstände der Beschaltung an.>> Und weiter?
Also wenn ich jetzt im Idealfall denke... was sagt der
Widerstandsteiler?
wenn die Spannung am Ausgang unendlich hoch ist, ist sie durch das
Teilerverhältnis immer noch kleiner als die am anderen Eingang.
Nur als Beispiel: 2x unendlich is ja immer noch größer als 1x unendlich
spontan schrieb:> Wenn im Idealfall Ud zu Null wird, dann ist die Verstärkung unendlich,> dies stößt an die Grenzen Deiner Mathematik und Deiner Vorstellung.>> Die OpAmp-Ausgangsspannung rechnet sich dann eben nicht aus> Ud x Verstärkung, das wär ja: Null x Unendlich, sondern schau die> Widerstände der Beschaltung an.
Das würde ja bedeuten das der OpAmp auf einnmal bei U_d = 0 eine riesen
große Ausgangsspannung liefern würde, aber soweit ich weis, ist es
gerade die Funktion eines Differenzverstärkers Differenzen zu verstärken
und net wenn beide gleich sind. Wenn an beiden Eingängen die Gleiche
Spannung anliegt und Ud = 0 soll der doch eben gar keine Spannung
ausgeben. Zumindest laut Beschreibungen auf diversen Seiten.
spontan schrieb:> Wenn im Idealfall Ud zu Null wird, dann ist die Verstärkung unendlich,> dies stößt an die Grenzen Deiner Mathematik und Deiner Vorstellung.>> Die OpAmp-Ausgangsspannung rechnet sich dann eben nicht aus> Ud x Verstärkung, das wär ja: Null x Unendlich, sondern schau die> Widerstände der Beschaltung an.
Laut Wikipedia und anderen Seiten:
Ua = (Ue+ - Ue-) * V_0
Mit V_0 = \infinity
Weitere Bedingung Gegenkopplung und Eingangsspannungen gleich, also UD =
0
Ua = (2V - 2V) * \infinty = 0 also muss die Aussage schlichtweg falsch
sein, dass die Eingangspannungen gleich sind.
Sebi2020 schrieb:> Nur als Beispiel: 2x unendlich is ja immer noch größer als 1x unendlich
2x unendlich ist immer noch genauso viel wie 1x unendlich denn mehr als
unendlich geht schon wegen der Definition von unendlich nicht (wachsen
über alle Grenzen hinaus).
Noch komplizierter wird die (mathematisch korrekte) Tatsache, dass wenn
man von unendlich unendlich subtrahiert man immer noch unendlich als
Ergebnis hat ;)
Michael schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> Nur als Beispiel: 2x unendlich is ja immer noch größer als 1x unendlich>> 2x unendlich ist immer noch genauso viel wie 1x unendlich denn mehr als> unendlich geht schon wegen der Definition von unendlich nicht (wachsen> über alle Grenzen hinaus).> Noch komplizierter wird die (mathematisch korrekte) Tatsache, dass wenn> man von unendlich unendlich subtrahiert man immer noch unendlich als> Ergebnis hat ;)
Naja, ich habs im Leistungskurs anders gelernt, aber okay, wenn du das
sagst.
Sebi2020 schrieb:> Michael schrieb:>> 2x unendlich ist immer noch genauso viel wie 1x unendlich denn mehr als>> unendlich geht schon wegen der Definition von unendlich nicht (wachsen>> über alle Grenzen hinaus).>> Noch komplizierter wird die (mathematisch korrekte) Tatsache, dass wenn>> man von unendlich unendlich subtrahiert man immer noch unendlich als>> Ergebnis hat ;)>> Naja, ich habs im Leistungskurs anders gelernt, aber okay, wenn du das> sagst.
Naja egal, ändert aber nix das xy * 0 immer 0 ergibt was schon erkärt
warum das ganze überhaupt net Funktionieren würde wenn die Spannungen
gleich wären.
Sebi2020 schrieb:> Naja egal, ändert aber nix das xy * 0 immer 0 ergibt was schon erkärt> warum das ganze überhaupt net Funktionieren würde wenn die Spannungen> gleich wären.
Aber nur wenn xy eine reelle Zahl ist. Bei idealen OP ist xy aber keine
reelle Zahl sondern unendlich und dann wirds kompliziert das richtig zu
betrachten. Da muss man dann Grenzwertanalysen betreiben ;)
> Ua = (2V - 2V) * \infinty = 0 also muss die Aussage schlichtweg falsch
sein, dass die Eingangspannungen gleich sind.
Es geht doch dabei um sinnvolle Näherungen. All die schönen Formeln für
Opamp-Schaltungen basieren auf dieser Näherung. Die Formeln würden total
unverständlich, wenn wir da mit endlicher Verstärkung rechnen würden.
Ein Opamp hat z. B. eine Leerlaufverstärkung von 100000 bei
Gleichspannung. Bei 10V Ausgangsspannung haben wir dann 10V/100000 =
0,1mV Differenzspannung am Eingang. Wenn das ein Verstärker mit
Verstärkung 10 war. Dann gibt es einen Verstärkungsfehler von 0,1mV/1V =
0,0001 = 0,01%.
Wie genau soll es denn sein?
Spendierst du auch so genaue und temperaturstabile Widerstände (0,01%,
10ppm/°C)?
Helmut S. schrieb:>> Ua = (2V - 2V) * \infinty = 0 also muss die Aussage schlichtweg falsch> sein, dass die Eingangspannungen gleich sind.>> Es geht doch dabei um sinnvolle Näherungen. All die schönen Formeln für> Opamp-Schaltungen basieren auf dieser Näherung. Die Formeln würden total> unverständlich, wenn wir da mit endlicher Verstärkung rechnen würden.> Ein Opamp hat z. B. eine Leerlaufverstärkung von 100000 bei> Gleichspannung. Bei 10V Ausgangsspannung haben wir dann 10V/100000 => 0,1mV Differenzspannung am Eingang. Wenn das ein Verstärker mit> Verstärkung 10 war. Dann gibt es einen Verstärkungsfehler von 0,1mV/1V => 0,0001 = 0,01%.>> Wie genau soll es denn sein?> Spendierst du auch so genaue und temperaturstabile Widerstände (0,01%,> 10ppm/°C)?
Ne, ich finde nur das man falsche tatsachen Vermittelt wenn man
behauptet das die Differenz 0 wäre. Wobei cih beim Spannungsfolger immer
noch nicht ganz folgen kann, wieso dort die Differenz > 0 ist. Wenn ich
da wieder nachrechne, hat man das hier bei einer Verstärkung von 10.000:
Ua = 2V *10.000 - 2V * 10.000 = 0 V. Ich blick jetzt noch nicht ganz
woher die Differenz überhaupt kommt.
Spannungsfolger: v=+1
Ue=2V,
Ud = Uin+ - Uin-
Ua/Ud = 100000
Ud*100000 = Ua
(Ue-Ua)*100000 = Ua
Ue*100000 = Ua*100001
Ua = Ue*100000/100001
Näherungsweise
Ua = Ue*(1-0,00001) = 1,99998V
===================
Ud = Ua-Ua
Ud = Ue*0,00001
Ud = 20uV
---------
Hallo Sebixyz:
Dein Ansatz ist falsch:
Deine Worte:
>Naja egal, ändert aber nix das xy * 0 immer 0 ergibt
Eine ideal unendliche Verstärkung kannst Du nicht mit Null
multiplizieren, oder umgekehrt. Auch wenn die Schulmathematik, egal
welche Leistungsstufe das vielleicht vorgibt. Hast den Lehrer da mal
gefragt, welche Widersprüche sich so ergeben?
Was ergibt 5 : 0 = unendlich? Dann wäre 0 * unendlich ja 5. Glaubst Du
nicht? Ich glaub Dir nicht, das 0 * unendlich = 0 ergibt. Ist ja genauso
willkürlich.
spontan schrieb:> Hallo Sebixyz:>> Dein Ansatz ist falsch:>> Deine Worte:>>Naja egal, ändert aber nix das xy * 0 immer 0 ergibt>> Eine ideal unendliche Verstärkung kannst Du nicht mit Null> multiplizieren, oder umgekehrt. Auch wenn die Schulmathematik, egal> welche Leistungsstufe das vielleicht vorgibt. Hast den Lehrer da mal> gefragt, welche Widersprüche sich so ergeben?>> Was ergibt 5 : 0 = unendlich? Dann wäre 0 * unendlich ja 5. Glaubst Du> nicht? Ich glaub Dir nicht, das 0 * unendlich = 0 ergibt. Ist ja genauso> willkürlich.
5 : 0 darfst du net machen falls du das schon vergessen hast. Du darfst
nicht durch 0 teilen... Hast du das etwa nicht gelernt?
Natürlich ergibt das NULL. Wenn du mir jetzt schon mit Mathematik
daherkommst, dazu ein Beispiel, und dann überleg noch mal
(Grenzwertbildung):
Wir haben x und lassen es gegen unendlich laufen:
Limes von 0 * x mit x gegen unendlich = 0
Erklärung:
0*1 = 0
0*2 = 0
...
0 * 100000000000000 = 0
... usw
jetzt überleg was passiert, wenn x gegen unendlich strebt. Pure Logik.
Helmut S. schrieb:> Ue*100000 = Ua*100001
Ergibt dsa nicht nen Widerspruch? Das würde bedeuten, der
Operationsverstärker schwächt das Eingangssignal ab. Zumindest sagst du
Ue = 2V und Ua = 1,99998 V.
Mag aber auch daran liegen, das ich nicht weis wie du auf diese 100.001
auf einmal kommst.
spontan schrieb:>>5 : 0 darfst du net machen>> Wer erlaubt Dir zu behaupten 2x unendlich ist mehr als unendlich?>> Wer sagt, daß 0 * unendlich sinnvoll ist?
Das 2x unendlich größer als unendlich ist, war mist und unüberlegt.
Aber hier geht es doch nicht darum was Sinnvoll ist, sondern was eim die
Gleichungen sagen, und wenn schon unendlich ins Spiel kommt muss man mit
Grenzwerten arbeiten. Und Fakt ist der Grenzwert von 0 * \infinity ist 0
Sebi2020 schrieb:> Wir haben x und lassen es gegen unendlich laufen:> Limes von 0 * x mit x gegen unendlich = 0>> Erklärung:> 0*1 = 0> 0*2 = 0> ...> 0 * 100000000000000 = 0> ... usw> jetzt überleg was passiert, wenn x gegen unendlich strebt. Pure Logik.
Und trotzdem Falsch. 0*∞ = nicht definiert
Gegenbeispiel:
0 = 1/∞ somit auch 1/∞ * ∞ = 1 ?
0 = 2/∞ somit auch 2/∞ * ∞ = 2 ?
0 = n/∞ somit auch n/∞ * ∞ = n ? (n Element von R)
Wie du siehst funktioniert das nicht. In diesem Fall kann 0*∞ jede
beliebige Zahl annehmen.
Die Rechenregeln für Unendlich unterscheiden sich von den Rechenregeln
mit reellen Zahlen.
Man muss gucken, wo der Ausdruck 0*∞ her kommt. Dann kann man
gegebenenfalls einen Grenzwert bilden. Allgemein allerdings nicht.
LG Christian
Sebi2020 schrieb:> Ergibt dsa nicht nen Widerspruch? Das würde bedeuten, der> Operationsverstärker schwächt das Eingangssignal ab. Zumindest sagst du> Ue = 2V und Ua = 1,99998 V.> Mag aber auch daran liegen, das ich nicht weis wie du auf diese 100.001> auf einmal kommst.
Hast du dir die Beiträge aus meinem Link durchgelesen?
Beitrag "Re: Operationsverstärker"
Dort steht drin, woher die zusätzliche eins kommt.
LG Christian
Edit: Hier noch mal der Link für die Herleitung:
Beitrag "Re: Frage zur Funktions eines Operationsverstärkers"
Christian L. schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> Ergibt dsa nicht nen Widerspruch? Das würde bedeuten, der>> Operationsverstärker schwächt das Eingangssignal ab. Zumindest sagst du>> Ue = 2V und Ua = 1,99998 V.>> Mag aber auch daran liegen, das ich nicht weis wie du auf diese 100.001>> auf einmal kommst.>> Hast du dir die Beiträge aus meinem Link durchgelesen?> Beitrag "Re: Operationsverstärker"> Dort steht drin, woher die zusätzliche eins kommt.>> LG Christian>> Edit: Hier noch mal der Link für die Herleitung:> Beitrag "Re: Frage zur Funktions eines Operationsverstärkers"
Ja, hab da sogar was gepostet. Hab jetzt nicht finden können in dem
Beitrag woher die 1 kommt. Nur das ja anscheinend die Verstärkung <
100.000 sein muss, wenn bei Ud = 50 uV Ua = 4,99995 ist. Das entspricht
einer Verstärkung von 4,99995/0.00005 = 99.999 statt 100.000
Gegenbeispiel:
> 0 = 1/∞ somit auch 1/∞ * ∞ = 1 ?> 0 = 2/∞ somit auch 2/∞ * ∞ = 2 ?> 0 = n/∞ somit auch n/∞ * ∞ = n ? (n Element von R)> LG Christian
Eben nicht...
Denn
Sebi2020 schrieb:> Gegenbeispiel:>> 0 = 1/∞ somit auch 1/∞ * ∞ = 1 ?>> 0 = 2/∞ somit auch 2/∞ * ∞ = 2 ?>> 0 = n/∞ somit auch n/∞ * ∞ = n ? (n Element von R)>> LG Christian> Eben nicht...
EDIT: Sorry...
ich meine denn:
Super. Genial. Sollst Recht haben, Dir solls gut gehen, Du bist der
Größte. Toll abgeschrieben.
Aber x / unendlich = 0 könnte man auch als x = 0 deuten. Und das ist ja
nicht in Deinem Sinne.
Um Ops zu verstehen hilft Dir das alles nix. Da helfen nur Maschen und
Knoten.
Also ich hab mir jetzt zwar nicht alles im Detail durchgelesen, aber
irgendwie finde ich ist das Thema in ne flasche Richtung abgedriftet.
Deine Anfängliche Frage war doch wenn ich das richtig Verstanden habe:
> bildet der Eingang doch einen Differenzverstärker, oder?
ja ist richtig, die Diff-Stufe hat ihren Arbeitspunkt bei 0V!
> Nun hab ich gehört das das Potential bei der Gegenkopplung NULL an den> Eingängen entspricht. Wie kann der Verstärker denn dann noch arbeiten?> Wenn die Eingänge ein Potential von Null aufweisen müssten doch am> Ausgang 0V anliegen, und damit den invertierten Eingang auf 0 V> Schalten...
Nicht ganz, das Potential der Eingägne zueinander ist Null! Also
Uplus - Uminus = 0V, das Potential der Eingänge ist aber auf Masse
bezogen.
Das Stichwort Gegenkopplung (Rückopplung auf den invertierenden Eingang)
sagt es schon. Der OP verändert nun sein Ausgangspotential soweit dass
die Differenz an den Eingägnen wieder zu Null wird.
Es wurde ja schon der Spannungsfolger angesprochen, der ist eigentlich
zum Verständnis am besten geeignet.
Nehmen wir an du hast in deiner Schaltung nun so einen Spannungsfolger
den du mit +5V und -5V versogt hast. Du legst nun an den
nicht-invertierenden Eingang eine Spannung von 3V an, nun ist Differenz
der beiden Eingänge nicht mehr Null sondern => 3V - 0V = 3V, d.h. der OP
muss jetzt seinen Ausgang soweit erhöhen dass der Eingangsdifferenz
wieder zu Null wird, in diesm Fall also 3V.
Das ganze funktioniert natürlich auch mit einer negativen Spannung am
nicht-invertierenden Eingang, dann wird halt auch dein Ausgang negativ.
Nicht vergessen die Eingangs- und Ausgangspotentiale sind auf Masse
bezogen. Nur das Eingangspotential ist zwischen den beiden Eingängen des
OPs!!!!!!
Und wie bereits schon erwähnt Maschen- und Knotenregel helfen dir da
weiter und mehr wie die vier Grundrechenarten brauchst du da eigentlich
auch nicht.
> ...> Du legst nun an den> nicht-invertierenden Eingang eine Spannung von 3V an, nun ist Differenz> der beiden Eingänge nicht mehr Null sondern => 3V - 0V = 3V, d.h. der OP> muss jetzt seinen Ausgang soweit erhöhen dass der Eingangsdifferenz> wieder zu Null wird, in diesm Fall also 3V.> ...>> Nicht vergessen die Eingangs- und Ausgangspotentiale sind auf Masse> bezogen. Nur das Eingangspotential ist zwischen den beiden Eingängen des> OPs!!!!!!>> Und wie bereits schon erwähnt Maschen- und Knotenregel helfen dir da> weiter und mehr wie die vier Grundrechenarten brauchst du da eigentlich> auch nicht.
Ja aber es heißt doch ein Differenzverstärker verstärkt Differenzen. Ich
weis nich ob ich den Differenzverstärker nicht verstanden habe, oder das
mit den Eingangspotentialen. Aber Wenn die Eingänge zueinander ein
Potential von 0V aufweisen ist da doch nichts zu verstärken...
Ich mein, führ dein Beispiel doch mal fort, Wir sind bei einer
Ausgangsspannung von 3V, die Eingänge weisen zueinander nun ein
Potential von 0 auf nun müsste der Ausgang doch wieder auf 0 V
springen...
Christian L. schrieb:> @sebi2020>> Du hast meine Gleichungen leider Missinterpretiert. Ich wollte damit> ausdrücken:> LG Christian
Mh, jetzt wirds ganz verwirrend:
> Tobi H schrieb:> Und wie bereits schon erwähnt Maschen- und Knotenregel helfen dir da> weiter und mehr wie die vier Grundrechenarten brauchst du da eigentlich> auch nicht.
Was ich noch schwieriger finde ist: Beim idealen Verstärker ist
Das heißt es fließt kein Strom in den Eingang. Was hilft mir dann noch
die Knotenpunktregel. Die sagt ja auch nich mehr als das Summe
zufließender Ströme = Summe abfließender Ströme, aber dort fließt
jeglicher Strom nur in die Last. Also vom Ausgang aus betrachtet.
Sebi2020 schrieb:> Ja aber es heißt doch ein Differenzverstärker verstärkt Differenzen. Ich> weis nich ob ich den Differenzverstärker nicht verstanden habe, oder das> mit den Eingangspotentialen.
Das ist ja auch so. Ein realer OPV benötigt auch immer eine
Differenzspannung am Eingang um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Was du
allerdings nicht verstehst ist, dass bei einem idealen OPV mit
unendlichen Differenzverstärkung nur eine Differenzspannung von Null
Volt nötig ist.
Für immer größer werdende Differenzverstärkungen wird die nötige
Differenzspannung sich null annähern um ein konstante Ausgangsspannung
zu erzeugen. Für eine Differenzverstärkung A von unendlich ergibt sich
eine nötige Eingangsdifferenz von null.
für A->∞
Du glaubst aber, dass 0*∞ = 0 sein soll. Demnach müsste U_aus null sein.
Dies ist aber falsch.
Da die Differenzspannung null sein soll beim idealen OPV wird allgemein
gesagt, dass der OPV die Differenz zu null regelt. Damit kann man einen
idealen OPV und seine Funktion einfach erklären, ohne viel auf die
genauen Abläufe im inneren eingehen zu müssen.
Du hast kein Verständnis Problem zum OPV, sondern ein Verständnisproblem
zu den Rechenregeln mit unendlich.
Sebi2020 schrieb:> Mh, jetzt wirds ganz verwirrend:
Eben. Genauso:
Du siehst, dass viele Rechenregeln im unendlichen nicht mehr
funktionieren.
LG Christian
Sebi2020 schrieb:> Helmut S. schrieb:>> Ue*100000 = Ua*100001>> Ergibt dsa nicht nen Widerspruch? Das würde bedeuten, der> Operationsverstärker schwächt das Eingangssignal ab. Zumindest sagst du> Ue = 2V und Ua = 1,99998 V.> Mag aber auch daran liegen, das ich nicht weis wie du auf diese 100.001> auf einmal kommst.
(Ue-Ua)*100000 = Ua
Achtung jetzt kommt die simple Berechnung mit Zwischenschritt.
Ue*100000 -Ua*100000 = Ua
Ue*100000 = Ua*100001
Ua = Ue*100000/100001
Näherungsweise
Ua = Ue*(1-0,00001) = 1,99998V
===================
Auf Grund der endlichen Leerlaufverstärkung ist Ua<Ue.
Anstatt der sinnlosen Diskussionen über 1/0 und "unendlich" solltet ihr
euch besser der sinnvollen Berechnung von Schaltungen widmen.
Gruß
Helmut
Sebi2020 schrieb:>> ...>> Du legst nun an den>> nicht-invertierenden Eingang eine Spannung von 3V an, nun ist Differenz>> der beiden Eingänge nicht mehr Null sondern => 3V - 0V = 3V, d.h. der OP>> muss jetzt seinen Ausgang soweit erhöhen dass der Eingangsdifferenz>> wieder zu Null wird, in diesm Fall also 3V.>> ...>>>> Nicht vergessen die Eingangs- und Ausgangspotentiale sind auf Masse>> bezogen. Nur das Eingangspotential ist zwischen den beiden Eingängen des>> OPs!!!!!!>>>> Und wie bereits schon erwähnt Maschen- und Knotenregel helfen dir da>> weiter und mehr wie die vier Grundrechenarten brauchst du da eigentlich>> auch nicht.>> Ja aber es heißt doch ein Differenzverstärker verstärkt Differenzen. Ich> weis nich ob ich den Differenzverstärker nicht verstanden habe, oder das> mit den Eingangspotentialen. Aber Wenn die Eingänge zueinander ein> Potential von 0V aufweisen ist da doch nichts zu verstärken...> Ich mein, führ dein Beispiel doch mal fort, Wir sind bei einer> Ausgangsspannung von 3V, die Eingänge weisen zueinander nun ein> Potential von 0 auf nun müsste der Ausgang doch wieder auf 0 V> springen...
Ja ich glaube du verwechselt das mit Open Loop Gain (offene
Schleifenverstärkung oder Leerlaufverstärkung), dann macht die
Geschichte Sinn, aber nicht bei einer Rückkopplung. Dort möchte man ja
die Verstärkung auf ein handlichen Mass begrenzen.
Du musst dabei aber immer eins bedenken, damit die Eingangsdifferenz zu
Null wird, muss der Ausgang ein gewisses Potential haben damit das auch
so bleibt. Denn dann hat er ja die Differenz verstärkt und das ist es
was du am Ausgang möchtest.
Das Bsp mit dem spannungsfolger: Wenn am Ausgang 3V sind, dann ist die
Differenz Null, d.h. OP hat soweit die Ausgangsspannung hochgefahren,
damit die Eingangsdifferenz!!! wieder Null ist. Insoweit hat das doch
dann verstärkt, in diesem Fall mit dem Faktor 1.
Schnap dir mal den Tietze-Schenk Halbleiterschaltungstechnik und schau
dir dort die Diff-Stufe an. Denk nicht so viel mathematisches Zeug mit
rein, zu dem müsste man hier anfangen Grenzwerte zu betrachten.
Helmut S. schrieb:> Ue*100000 -Ua*100000 = Ua> Ue*100000 = Ua*100001
Ich hab keine Ahnung wie du darauf kommst! Hier:
(Ue-Ua)*100000 = Ua | (Ausklammern)
Ue * 100.000 - Ua*100.000 = Ua | + (-Ua*100.000)
Ue * 100.000 = Ua + -Ua*100.000 | Ua
(Ue * 100.000) / Ua = -Ua*100.000 | * -1
-((Ue*100.000)/Ua) = Ua*100.000
Sebi2020 schrieb:> Helmut S. schrieb:>> Ue*100000 -Ua*100000 = Ua>> Ue*100000 = Ua*100001>> Ich hab keine Ahnung wie du darauf kommst! Hier:> (Ue-Ua)*100000 = Ua | (Ausklammern)> Ue * 100.000 - Ua*100.000 = Ua | + (-Ua*100.000)> Ue * 100.000 = Ua + -Ua*100.000 | Ua> (Ue * 100.000) / Ua = -Ua*100.000 | * -1> -((Ue*100.000)/Ua) = Ua*100.000
Sorry, das war ja mein Rechenfehler... Mhhh.
Tobi H. schrieb:> gehts dir jetzt um die Diff-Stufe oder um Formelschubserei???^^
Es geht ihm darum beides in Einklang miteinander zu bringen.
LG Christian
Sebi2020 schrieb:
> Ich mein, führ dein Beispiel doch mal fort, Wir sind bei einer> Ausgangsspannung von 3V, die Eingänge weisen zueinander nun ein> Potential von 0 auf nun müsste der Ausgang doch wieder auf 0 V> springen...
Is gibt einen nicht so ganz ernst gemeinten Spruch:
Chemie ist das was knallt und stinkt,
Physik ist das was nie geligt.
Wenn die Ausgansspannun 3V ist, geht die EingangsSpannung gegen 0V.
Ist aber nie ganz 0V. Es sind immer noch einige µV.
Das ist aber so wenig das man es in der Praxis vernachlässigen kann.
Man geht von einer Idealvorstellung aus.
Ein idealer Spannungsmesser hat einen unendlich hohen
Einganswiderstand, liegt aber in der Praxis doch irgendwo
im Megaohmbereich. Ein idealer Strommeßgerät hat 0 Ohm,
hat aber in der Praxis doch einige mOhm.
Günter Lenz schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> Ich mein, führ dein Beispiel doch mal fort, Wir sind bei einer>> Ausgangsspannung von 3V, die Eingänge weisen zueinander nun ein>> Potential von 0 auf nun müsste der Ausgang doch wieder auf 0 V>> springen...>> Is gibt einen nicht so ganz ernst gemeinten Spruch:>> Chemie ist das was knallt und stinkt,> Physik ist das was nie geligt.>> Wenn die Ausgansspannun 3V ist, geht die EingangsSpannung gegen 0V.> Ist aber nie ganz 0V. Es sind immer noch einige µV.> Das ist aber so wenig das man es in der Praxis vernachlässigen kann.> Man geht von einer Idealvorstellung aus.> Ein idealer Spannungsmesser hat einen unendlich hohen> Einganswiderstand, liegt aber in der Praxis doch irgendwo> im Megaohmbereich. Ein idealer Strommeßgerät hat 0 Ohm,> hat aber in der Praxis doch einige mOhm.
Naja, ich glaub mein Problem ist auch das ich in Schritten denke. Hab
ich schon erwähnt das ich Digitaltechnik Liebe? :D
Nein, was ich sagen möchte, ich wusste nicht das Ua < Ue ist. Ich bin
davon Ausgegangen das Ua = Ue ist und dann würde die Formel einfach
nicht mehr hinhauen, für das was wirklich passiert. Weil dann wäre der
Ausgang ja auch 0V. Aber vielleicht liegt mein Fehler ja auch daran das
man sie vllt garnicht bei der Gegenkopplung anwenden darf? Ich weis es
nicht. Ich verlass mich halt auf die Mathematik, die erklärt mir
meistens alles logisch. Aber vielleicht sollte ich mich auch einfach von
der Idealvorstellung losreißen, die lässt sich so schwer in vernünftige
Formeln und Zahlen zu packen. Finde das die reale Arbeitsweise viel
Anschaulicher ist... Ich meine, nur so kann ich mir ein System im
Gleichgewicht im Moment erklären, das Permanent einen gleichen
Spannungspegel am Ausgang anliegen hat von 4,99995V bei 5V und V =
100.000. Wenn ich vom Idealfall ausgehe und nach meim Schrittmuster gehe
musste der Ausgang unendlich schnell zwischen 0V und 5V hin und
herspringen.
Man kann sich die Operationsverstärkerschaltung
als Regelkreis vorstellen. Wenn die Ausgangsspannung
nicht der Sollspannung entspricht, versucht er
es auszugleichen. Wenn die Last am Ausgang zufällig
schon Sollspannung hat, brauch auch nichts ausgeregelt
werden. Dann könnte die Differenzeingangsspannung
tatsächlich 0V sein. Jenachdem wie der Laststrom fließt,
nach - oder nach + ist dann auch die wenigen µV
am Differenzeingang gepolt, damit er dagegen an arbeiten
kann.
Ein Beispiel wäre, wenn ich jetzt z.B. von Digitaltechnik ausgehe ein
XOR-Gatter. Was passiert wenn du den Ausgang des Gatters mit einem
Eingang des Gatters verbindest? Die Spannung müsste jetzt zwischen 0V
und 5V hin und herspringen. Baut man im Rückkopplungszweig jetzt noch
nen Delay ein, hättest du quasi nen Rechteckgenerator, dessen Frequenz
durch das Delay bestimmt wird.
Günter Lenz schrieb:> Man kann sich die Operationsverstärkerschaltung> als Regelkreis vorstellen. Wenn die Ausgangsspannung> nicht der Sollspannung entspricht, versucht er> es auszugleichen. Wenn die Last am Ausgang zufällig> schon Sollspannung hat, brauch auch nichts ausgeregelt> werden. Dann könnte die Differenzeingangsspannung> tatsächlich 0V sein. Jenachdem wie der Laststrom fließt,> nach - oder nach + ist dann auch die wenigen µV> am Differenzeingang gepolt, damit er dagegen an arbeiten> kann.
Vielleicht lässt sich mein Problem durch das angehängte Bild
veranschaulichen. Das ist die Darstellung eines P-Reglers.
Sei der Wasserhahn +Ue und der Schwimmer, der direkt den Hahn steuert
-Ue.
Die Füllmenge im Becken entspricht Ua. In diesem Fall gibt es keinen
Abfluss, sprich Ue und Ua alleine Steuern die Füllmenge und können sie
auch wieder entfernen (Diff-Amp). Nun legt man eine Ausgangsspannung von
5V an. Resultat: Becken ist Voll , Schwimmer (Ue-) schließt den Hahn.
Nun ist das Becken leer. Resultat: Schwimmer geht nach unten. Resultat:
Becken voll. Nen Teufelskreis... Das gleiche habe ich z.B. bei einem XOR
- Gatter. Ich meine, wie will man einen Ausgangszustand so definieren?!
ich kann es nicht mehr ertragen schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> Das ist die Darstellung eines P-Reglers.>> Ein P-Regler hat immer eine bleibende Regelabweichung!!!
-.- dann nimm halt nen i-regler
Sebi2020 schrieb:> dann nimm halt nen i-regler
???
Du suchst doch die Differenzspannung beim OPV und einem P-Regler. Ich
weiss wie das funktioniert. Und ich habe mich dabei nicht so engstirnig
angestellt.
ich kann es nicht mehr ertragen schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> dann nimm halt nen i-regler>> ???>> Du suchst doch die Differenzspannung beim OPV und einem P-Regler. Ich> weiss wie das funktioniert. Und ich habe mich dabei nicht so engstirnig> angestellt.
Ich hab durch dieses Bild nur mein Problem versucht zu verdeutlichen,
und in dem Post davor mit einem Beispiel aus der Digitalwelt. Für mehr
war das Bild nicht gedacht, lediglich eine Analogie.
Man Stirnrunzeln ergibt einfach das wenn man eine Gleichgroße Spannung
zurückführt auf den Eingang wie die Eingangsgröße, wie kann es dann eine
definierte Ausgangsgröße geben. Das habt sich ja allein schon aus
mathematischer Sicht auf 5V - 5V = 0V. Deswegen sollte doch eigentlich
nur die Rückführung der größe Abhänhgig vom Ist-Wert erfolgen, und nich
wenn Ist und Soll Wert übereinstimmen gleich ganz auf Null runter gehen.
ich kann es nicht mehr ertragen schrieb:> Sebi2020 schrieb:>> dann nimm halt nen i-regler>> ???>> Du suchst doch die Differenzspannung beim OPV und einem P-Regler. Ich> weiss wie das funktioniert. Und ich habe mich dabei nicht so engstirnig> angestellt.
Es gibt eigentlich nur ein Szenario indem das System ausgewogen
scheint... Nämlich wenn man mit einem Spannungsteiler 99.999/100.000 der
Ausgangsspannung auf den Eingang zurückführt. Dann hätten wir
Eingangsspannung = 5V , Ausgangsspannung = 5V und am invertierenden
Eingang: 4.999.995 V und damit ein U_D von 0,000005V. Aber anscheinend
klappt es ja ohne... warum ever.
Hab mir mal die Mühe gemacht und viele der Beiträge gelesen.
Es stellt sich die Frage: Was willst Du eigentlich?
Dozieren, provozieren? Nachdenken, dazu anregen?
Hast Du konkrete Fragen, oder nur wischi-waschi ( wenn kein P-Regler,
dann halt ein I-Regler, nach dem Motto: ist mir doch egal)?
Du hast Spanungsteiler mit einer Präzision von 1/100000, dann wieder ein
XOR-Gatter.
Solche Sätze gabs auch:
Sebi2020:
>Naja, ich glaub mein Problem ist auch das ich in Schritten denke. Hab>ich schon erwähnt das ich Digitaltechnik Liebe?
Digitaltechnik und Gatterlaufzeiten hast Du aber nicht erfunden. Oder
wie der Franzose sagt: Du haschst nicht den Draht erfunden, mit dem man
den Käse schneidet.
Was ist Deine Motivation hier zu posten?
IST DIR LANGWEILIG?
> IST DIR LANGWEILIG?
Nein, hast du meinen Letzten Post gelesen? Ich will das selber verstehen
und zum nachdenken anregen. Wenn du es wissen willst. Und jetzt reagier
dich mal woanders ab.
Sebi2020 schrieb:> Vielleicht lässt sich mein Problem durch das angehängte Bild> veranschaulichen. Das ist die Darstellung eines P-Reglers.> Sei der Wasserhahn +Ue und der Schwimmer, der direkt den Hahn steuert> -Ue.> Die Füllmenge im Becken entspricht Ua. In diesem Fall gibt es keinen> Abfluss, sprich Ue und Ua alleine Steuern die Füllmenge und können sie> auch wieder entfernen (Diff-Amp). Nun legt man eine Ausgangsspannung von> 5V an. Resultat: Becken ist Voll , Schwimmer (Ue-) schließt den Hahn.> Nun ist das Becken leer. Resultat: Schwimmer geht nach unten. Resultat:> Becken voll. Nen Teufelskreis... Das gleiche habe ich z.B. bei einem XOR> - Gatter. Ich meine, wie will man einen Ausgangszustand so definieren?!
Bei deinem Beispiel hast du einen kleinen Gedankenfehler: Du gehst davon
aus, dass der Schwimmer den Füllstand regelt. Das macht er aber nicht.
Der Schwimmer regelt den Fluss durch den Hahn in Abhängigkeit des
Füllstandes des Beckens. Das ist ein kleiner Unterschied. ;)
Sebi2020 schrieb:> Ich will das selber verstehen
Ach, und dann solch lapidare Kommentare?
Sebi2020 schrieb:>> Ein P-Regler hat immer eine bleibende Regelabweichung!!!> -.- dann nimm halt nen i-reglerSebi2020 schrieb:> und zum nachdenken anregen.
Dann denk doch mal nach, was ein P-Regler ist ...
Vielleicht findest Du Gemeinsamkeiten ...
Gruß
Jobst
imm halt nen i-regle>
> Sebi2020 schrieb:>> und zum nachdenken anregen.>> Dann denk doch mal nach, was ein P-Regler ist ...> Vielleicht findest Du Gemeinsamkeiten ...>>> Gruß>> Jobst
Es ging nur ums Beispiel mit dem Bild, wie auch immer. Ich denke ich hab
das Problem sehr deutlich in meinem letzten Post gemacht, nämlich das
die Volle größe wieder zurückgeführt wird es eine Verstärkung von 0
ergeben müsste.
Sebi2020 schrieb:> Es ging nur ums Beispiel mit dem Bild
Darum geht es schon gar nicht mehr.
Fang endlich an zu denken! Und bringe dies ...
ich kann es nicht mehr ertragen schrieb:> Ein P-Regler hat immer eine bleibende Regelabweichung!!!
... mit diesem ...
Sebi2020 schrieb:> nämlich das> die Volle größe wieder zurückgeführt wird es eine Verstärkung von 0> ergeben müsste.
... zusammen.
Gruß
Jobst
P-Regler gut und schön aber seit wann hat der Ideale OP ne bleibende
Regelabweichung? Das beantwortet die Frage des TEs nicht!
Ich bleib dabei: Der TE betrachtet das Problem falsch.
Bleiben wir mal beim Spannungsfolger (Rückführung des Ausgangs auf den
invertierenden Eingang).
Der ideale OP hat eine Leerlaufverstärkung, die über alle Grenzen wächst
(andere würden auch "unendlich" sagen)
Als erstes definieren wir nun alle Potentiale am OP zu 0V
Nun legen wir an den nicht invertierenden Eingang ein Signal von 1V DC
an.
Da der Ausgang zu 0 V definiert wurde und er auf den invertierenden
Eingang zurück geführt wurde haben wir ein Ud von 1V.
Durch die Leerlaufverstärkung wächst nun der Ausgang unmittelbar über
alle Grenzen.
Nun muss man sich fragen was wohl passiert wenn die Spannung am Ausgang
auf über 1V steigt? Genau, Ud wird auf einmal negativ. Nun wächst die
Ausgangsspannung auf einmal nicht mehr positiv über alle Grenzen sondern
negativ, sie ändert unmittelbar die Richtung...und sinkt somit ab. Fällt
die Ausgangsspannung dann aber unter 1V ändert sie wieder unmittelbar
die Richtung (mal ganz nebenbei wächst sie nun wieder unmittelbar
positiv über alle Grenzen, Ud ist ja auf einmal wieder positiv).
Nur wenn Ud 0V ist bleibt die Ausgangsspannung stabil. Ud wird aber nur
0V wenn die Ausggangsspannung gleich der Spannung am nicht
invertierenden Eingang ist.
Kann das aber sein? Nun, dafür modifizieren wir nun unseren idealen OP.
Wir ändern seine unendliche Leerlaufverstärkung auf eine endliche
Leerlaufverstärkung. Zunächst setzen wir diese einmal auf 10 und schaun
uns an was passiert.
Ua = Ud * A0 = Ud * 10
=> Ud = Ua / 10
Mit Ud = Ue+ - Ue- haben wir da stehen:
Ue+ - Ue- = Ua/10
Und jetzt die Besonderheit beim Spannungsfolger: Ua = Ue-
Ue+ - Ua = Ua / 10
Umstellen nach Ua
=> Ua = Ue+ / (1 + 1/10)
Das durch die Leerlaufverstärkung A0 dividieren ergibt wieder Ud
Ud = Ua/10 = Ue+ / (1 + 1/10) * 1/10 = Ue+ / (10 + 10/10) = Ue+ / 11
Für die weitere Betrachtung (verallgemeinern) ersetzen wir 10/10 = A0 /
A0 = A0'
Damit ist Ud
Ud = Ue+ / (A0 + A0')
Betrachtet man sich A0' genauer stellt man fest, das ist immer 1, egal
welchen Wert man für A0 einsetzt. Man kann also schreiben:
Ud = Ue+ / (A0 +1)
Und jetzt machen wir eine Grenzwertbetrachtung: Wir lassen A0 immer
größer werden. Damit wird A0 + 1 auch immer größer und somit wird Ud für
immer größer werdende A0 immer Kleiner. Strebt A0 nun gegen Unendlich
dann strebt Ud gegen 0 mit dem Grenzwert Ud = 0 für A0 = Unendlich.
Man möge mir nachsehen, dass ich keinen Nerv dazu habe für die
Gleichungen hier die Latex-Formatierung zu nutzen.
Sebi2020 schrieb:> Michael schrieb:>> Ue+ - Ua = Ua / 10>>>> Umstellen nach Ua>>>> => Ua = Ue+ / (1 + 1/10)>>
Okay sorry, und dann
[math] \frac{10}{11}U_{e+} = U_a
spontan schrieb:> Wo liegen denn Deine Stärken? In der Mathematik nicht? Oder?
Da du ja nix besseres zu tun hast als andere Leute blöd anzuquatschen
empfehle ich dir dringend frische Luft und soziale Kontakte... sonst
wirst du es ja nie sein lassen. Falls es dir schon mal aufgefallen ist,
es gibt mehrere Wege eine Gleichung umzustellen. Bin jetzt auch auf den
Weg gekommen. Aber wenn du Müde bist und die Nacht net geschlafen hast,
bist du auch net mehr auf der Höhe... aber wozu soll ich mich überhaupt
rechtfertigen, dass ist absolut lächerlich was du hier abziehst. Trag
was Sinnvolles bei oder Halt dich doch einfach raus, sag mal wie alt
bist du eigentlich?
Michael schrieb:> Und jetzt machen wir eine Grenzwertbetrachtung: Wir lassen A0 immer> größer werden. Damit wird A0 + 1 auch immer größer und somit wird Ud für> immer größer werdende A0 immer Kleiner. Strebt A0 nun gegen Unendlich> dann strebt Ud gegen 0 mit dem Grenzwert Ud = 0 für A0 = Unendlich.>> Man möge mir nachsehen, dass ich keinen Nerv dazu habe für die> Gleichungen hier die Latex-Formatierung zu nutzen.
Danke! Das hat mir sehr weitergeholfen. Danke für die Mühe! So ist das
alles auch verständlich und macht auch Sinn. Auch wenn die Sache mit
Unendlich schwierig sich vorzustellen ist.
>Aber wenn du Müde bist und die Nacht net geschlafen hast,>bist du auch net mehr auf der Höhe...
Dann wart halt bis Du wieder klar denken kannst. Ob Du einen Tag später
oder früher die Op-Schaltung verstehst, das wird ja wohl nicht
lebenswichtig sein.
Soziale Kontakte sind nie verkehrt, danke, da hast Du recht. Werds mal
probieren.
Sebi2020 schrieb:> Da du ja nix besseres zu tun hast als andere Leute blöd anzuquatschen> empfehle ich dir dringend frische Luft und soziale Kontakte.
Keine Angst, Sebi. Solche netten Kammeraden gibts hier öfter. Da hilft
nur ignorieren. Freut mich wenn ich es dir ein wenig klarer machen
konnte. "Unendlich" klingt zunächst einfach aber wie du siehst ist es
alles andere als einfach ;)
Ich wünsch dir einen guten Rutsch ;)
Moin,
Ich hab leider kein Thread zu meinem Problem gefunden, aber hier jede
Menge Leute die Gut mit OPs können:)
Eine Frage, habe einen aktiven Butterworth MFB Tiefpass 4.Ordnung
erstellt. Op = LMH6654MF. Versorgung +/-3.3 V über DC/DC Wandler (wie in
den Application notes). Ich lass da jetzt ein Sinus Signal noch im
Durchlassbereich rüberlaufen (am Augang unbelastet) folgendes passiert:
-Phasenverschiebung -> nicht weiter schlimm und hier nicht meine Frage
- Das Signal hört bei ca. 2V und -1,5 V auf auszusteuern. Hier ist mein
Problem/Frage...
Warum schafft er es nicht bis +/- 3.3 V auszusteurn. Die Slew Rate ist
doch mehr als genug. Der Effekt taucht für Signale unterschiedlicher
Frequenzen auf, muss also am OP selbst liegen.
Laut Simulationen dürften die Kapazitäten ja keine Rollle spielen(habe
rum gespielt, Größenordnungen Widerstände: 1kOhm, Kapazitäten 0,1-1n).
Wenn noch Infos fehlen, ruhig Bescheid geben. :)
Vielen Dank schonmal für Tipps.
Ach ja, keine Verstärkung, also Unitiy Gain.
Hai!
Christoph J. schrieb:
> Op = LMH6654MF. Versorgung +/-3.3 V über DC/DC Wandler> [...]> - Das Signal hört bei ca. 2V und -1,5 V auf auszusteuern.> Hier ist mein Problem/Frage...>> Warum schafft er es nicht bis +/- 3.3 V auszusteurn.
Weil das kein Rail-to-Rail-Operationsverstaerker ist.
Das ist eigentlich der Normalfall; Du machst keinen
Fehler, wenn Du immer erstmal annimmst, dass Du nur
bis auf 1..2V an die Betriebsspannungen herankommst.
Wenn das Datenblatt explizit sagt, dass es doch besser
geht, bist Du fein raus.
Haeufig gibts ein Diagramm "output voltage swing" oder so
aehnlich; in Deinem Beispiel jedoch nicht. Auf Seite 4
sind die "+/-5V Electrical Characteristics", dort steht
was dazu.
Grusz,
Rainer
Christoph J. schrieb:> Ich hab leider kein Thread zu meinem Problem gefunden
Dann mach BITTE einen eigenen auf!
Deine Frage hat NICHTS mit dem original Thread zu tun ausser daß es da
auch um einen OP geht.
Lese bitte die Netiquette ehe du alte Threads aus der Versenkung
holst.
Danke!
Rainer Ziegenbein schrieb:>> Weil das kein Rail-to-Rail-Operationsverstaerker ist.>> Das ist eigentlich der Normalfall; Du machst keinen> Fehler, wenn Du immer erstmal annimmst, dass Du nur> bis auf 1..2V an die Betriebsspannungen herankommst.> Wenn das Datenblatt explizit sagt, dass es doch besser> geht, bist Du fein raus.
Ah ok, hatte Rail-to-Rail nur bei single-Supply untersucht.
heißt, wenn ich ihm 5 V geben würde, würde er bis über 3V kommen. Ich
könnte mir 5 V abzapfen. Hätte es schlechte Auswirkungen, wenn ich ihm
+5 und -3,3 V geben würde?
> Haeufig gibts ein Diagramm "output voltage swing" oder so> aehnlich; in Deinem Beispiel jedoch nicht. Auf Seite 4> sind die "+/-5V Electrical Characteristics", dort steht> was dazu.
Ja hab das sogar gesehen, hatte aber nicht die Proportianalität zu +/-
3.3 V erkannt. Danke !:)
> Gruss
Christian
> Dann mach BITTE einen eigenen auf!> Deine Frage hat NICHTS mit dem original Thread zu tun ausser daß es da> auch um einen OP geht.> Lese bitte die Netiquette ehe du alte Threads aus der Versenkung> holst.> Danke!
Werde ich in Zukunft machen, Überlegung war, ob der Thread als
unnötig/zuviel erachtet wird....
Besten Gruß
> Ah ok, hatte Rail-to-Rail nur bei single-Supply untersucht.> heißt, wenn ich ihm 5 V geben würde, würde er bis über 3V kommen. Ich> könnte mir 5 V abzapfen. Hätte es schlechte Auswirkungen, wenn ich ihm> +5 und -3,3 V geben würde?>>> (Info, es wird nur ein unipolares Signal bearbeitet)
Hai!
Christoph J. schrieb:
> heißt, wenn ich ihm 5 V geben würde, würde er bis> über 3V kommen.
Ja, lt. Datenblatt ja.
> Ich könnte mir 5 V abzapfen. Hätte es schlechte> Auswirkungen, wenn ich ihm +5 und -3,3 V geben würde?
Im Prinzip erstmal nicht.
Der OPV hat ja i.d.R. keinen eigenen Masse-Anschluss und
"erfaehrt" von der Masse nur dadurch, dass Du sie evtl.
an einen Eingang anschlieszt. Insofern ist die Masse fuer
den nur irgendein Bezugssignal.
Musst halt nur pruefen, welche Auswirkung die Asymmetrie
auf den Rest Deiner Schaltung hat. Und dass Du die
"Maximum Ratings" nicht ueberschreiten darst, ist ja auch
klar.
Wenn das passt, sollte es kein Problem geben.
> Ja hab das sogar gesehen, hatte aber nicht die> Proportianalität zu +/- 3.3 V erkannt. Danke !:)
Ja, an den Aerger kannst Du Dich schon gleich mal
gewoehnen: Ganz wichtig sind immer die Angaben, die
man eigentlich im Datenblatt erwartet, aber dort nicht
(oder nur nach langem Suchen im Kleingedruckten) findet.
Das sind naemlich die Kennwerte, bei denen das Bauteil
schlecht ist... :^)
Grusz,
Rainer
> Ja, an den Aerger kannst Du Dich schon gleich mal> gewoehnen: Ganz wichtig sind immer die Angaben, die> man eigentlich im Datenblatt erwartet, aber dort nicht> (oder nur nach langem Suchen im Kleingedruckten) findet.>> Das sind naemlich die Kennwerte, bei denen das Bauteil> schlecht ist... :^)>> Grusz,> Rainer
Japp, habe ich während meiner (jetzt ersten) Entwicklungsarbeit auch
festgestellt :) Danke dir
