Invertierender Verstärker mit positiver Referenzspannung

klob schrieb:
> hi,
> kann jemand mir erklären, wie bestimmt man die Verstärkung?
>
> Ua=-(R3)/((R1*R2)/(R1+R2))
>

Die Formel stimmt nicht

> Wie bekommt man das? hier stehts Minus, dh ich bekomm eine negative
> Spannung, aber soll einen positiven Analogwert bekommen.wenn ich eine
> Simulation mache, ich bekomm positive Spannung am Ausgang!

Du hast keinen invertierenden Verstaerker sondern die nicht 
invertierdende Version.

V = R3 / (R1 || R2) +1

R1 || R2 = Parallelschaltung der beiden Widerstaende.

Das bekommt man wenn man die Ersatztspannungsquelle berechnet aus R1 und 
R2.

>Ua=-(R3)/((R1*R2)/(R1+R2))
>
>Wie bekommt man das?

Bei diesem Term fehlt die Hälfte...

klob schrieb:
> wieso wenn meine Eingangsspannung auf Minus ist?willst du mir sagen dass
> 1.25V stellt meine Ue dar?

So isses. Das andere ist nur ein Spannungsteiler VCC<->GND.
Deine 1.25Uref Eingangsspannung geht an den + Eingang des OPs und damit 
ist das eine nichtinvertierende Schaltung.

Mehr hast du nicht eingezeichnet und vorallen keine Versorgung fuer den 
OP.

>das stimmt.aber du verstehst was ich fragen wollte :)

Nein, nicht direkt...

Du stellst du Knotengleichung am "-" Eingang auf und erhälst:

(Vcc-Uein)/R1 = Uein/R2 + (Uein-Uaus)/R3

Daraus folgt durch Umformen:

Uaus = -Vcc x R3/R1 + Uein x (1 + R3/R2 + R3/R1)

klob schrieb:
> Wenn ich eine Simulation durchführen will(LTSPICE),ich kann nicht die
> richtige Spannung am Ausgang kriegen(laut deine Formel).

Welche Werte hast Du denn genommen (Widerstände, Vcc)? Was kommt bei der 
Rechnung raus und was bei der Simulation?

Gruß Dietrich

>Ua=-5V*(10k)/(4k)+1.25*(1+2.5+5)
>  =-5V*2.5+1.25*8.5
>  =-12.5V+10.625=-1.875V

Ja meine Güte, es sind eben nur bestimmte Eingangsspannungen erlaubt, 
wenn du eine positive Ausgangsspannung haben willst. Jetzt spiele halt 
ein paar verschiedene Eingangsspannungen durch, dann wirst du schon 
merken, was passiert.

>kann das ein invertierender Verstärker sein?

Nein. Das siehst du schon aus der Übertragungsfunktion, die ich oben 
hergeleitet habe:

Uaus = -Vcc x R3/R1 + Uein x (1 + R3/R2 + R3/R1)

Wenn vor dem Uein-Term ein "-" stünde, dann wäre das ein invertierender 
Verstärker. Da steht aber ein "+", also ist das ein nichtinvertierender 
Verstärker.

Der Ausgangsspannung addiert sich aber ein negativer Offset. Das ist der 
erste Term mit dem "-" davor.

>wenn man die Eingänge des OPVs vertauscht, dann wäre es ein
>invertierender Verstärker.

Nein. Deine Fragerei wird immer sonderbarer. Was willst du eigentlich??

klob schrieb:
> wenn man die Eingänge des OPVs vertauscht, dann wäre es ein
> invertierender Verstärker.

Noe, dann hast du einen Schmitttrigger gebaut.

klob schrieb:
> Wie bestimmt dann die Ausgangsspannung?

Nach immer der gleichen Methode. Knoten / Maschengleichungen aufstellen 
dann loesen und nach UA/UE umstellen.

klob schrieb:
> Ua=-5V*(10k)/(4k)+1.25*(1+2.5+5)
>   =-5V*2.5+1.25*8.5
>   =-12.5V+10.625=-1.875V
>
> Laut LTSPICE(OPV->LT1006A) Ua= + 24.119mV

Wie soll denn da eine negative Spannung herauskommen, wenn Du keine 
negative Versorgungsspannung an V- hast?

Da V- bei Dir auf GND liegt, macht das LTSPICE schon richtig: die 
Spannung ist so niedrig wie der OPV es schafft, also fast GND.

Gruß Dietrich

>VCC ist nicht konstant, sondern ist eine Spanung im Bereich von 0 bis 50V.

Und mit dieser Info wartest du bis zum 20.Beitrag in diesem Thread???? 
Wie sollen wir ahnen, daß Vcc bei dir eine veränderliche 
Eingangsspannung ist? Vcc steht normalerweise für eine unveränderliche 
Versorgungsspannung.

>wenn man die Eingänge des OPVs vertauscht, dann wäre es ein
>invertierender Verstärker.

Hier meintest du wohl die Eingänge der "Schaltung" und nicht des 
"OPamp"...

Na, dann schau noch mal in die Übertragungsgleichung. Dann siehst du ja, 
was die Schaltung macht.

klob schrieb:
> VCC ist nicht konstant,
> sondern ist eine Spanung im Bereich von 0 bis 50V.

Dann halte dich bitte mal an allgemein ueblich Konvetionen. VCC ist fuer 
die meisten hier eine Betriebsspannung und die ist im allgemeinen fest.
Soll es die Eingangsspannung sein wird sie normalerweise mit Ue 
bezeichnet.

Nein, die Verstärkung ist -R3/R1. R2 hat keinen Einfluss auf die 
Verstärkung, da an ihm eine konstante Spannung abfällt.

>wenn JA, was stellt hier Minus dar?

Klob, kann es sein, daß du ganz jung bist oder sehr unerfahren?

Jetzt schau noch mal die Übertragungsfunktion an:

Uaus = -Vcc x R3/R1 + Uref x (1 + R3/R2 + R3/R1)

Die Ausgangsspannung setzt sich zusammen aus zwei Anteilen. Da ist 
einmal der zweite Term

Uref x (1 + R3/R2 + R3/R1)

Der bewirkt, daß ohne Vcc eine Spannung von theoretisch 10,625V in 
deinem Zahlenbeispiel am Ausgang erscheinen würde, wenn denn die 
Versorgungsspannung des OPamp ausreichend groß wäre.

Von diesen 10,625V zieht die Schaltung den Term Vcc x R3/R1 von der 
Ausgangsspannung ab. Bei Vcc=5V wären das 12,5V. Also hättest du -1,875V 
am Ausgang. Da der OPamp nur mit 0V/5V betrieben wird, kann er diese 
negative Spannung aber nicht erzeugen, sondern gibt dir die kleinste 
Ausgangssspannung, zu der er fähig ist, nämlich rund 24mV.

Das "-" vor dem Vcc besagt, daß die Ausgangsspannung größer wird, wenn 
Vcc kleiner wird, weil dann weniger vom Offset abgezogen wird.

Deine Schaltung ist mit deinen Zahlenbeispielen nicht in der Lage bei 
einem Vcc zwischen 0V und 50V am Ausgang eine Spannung zwischen 0V und 
5V zu erzeugen.

>Diese Übertragungsfunktion ist falsch.

Nein, die Übertragungsfunktion ist richtig!

>das ist ein invertierender Verstärker

Hättest du meinen letzten Beitrag aufmerksam durchgelesen, dann hättest 
du festgestellt, daß ich dir Recht gegeben habe: Wenn du die 
Eingangsspannungen der Schaltung (nicht des OPamp!) vertauschst, hast du 
in der Tat einen invertierenden Verstärker.

Versuche dich in Zukunft klarer auszudrücken, sonst kommt es immer 
wieder zu solchen Mißverständnissen. Ich bin nicht der Einzige, der dich 
falsch verstanden hat.

klob schrieb:
>> Uaus = -Vcc x R3/R1 + Uein x (1 + R3/R2 + R3/R1)
>
> wie kann dann die Übertragungsfunktion richtig sein wenn dass ein
> invertierender Verstärker ist???

Invertierend ist er bezüglich Vcc.
Und in der Gleichung sieht Du, dass Uaus proportional zu -Vcc ist. D.h. 
wenn Vcc positiver wird, wird Uaus negativer (= invertierend!).

Nicht invertierend ist er bezüglich Uein (= Uref in Deiner Schaltung), 
was ja lange zu großen Missverständnissen geführt hatte.

Gruß Dietrich

1. Fall

U1 nahezu 0V

dann ist

Ua/U1 = V0  (Leerlaufverstaerkung ca 10E5)

Ue liegt an R1 und R2 an und hat keinen Massebezug und ist damit 
irrelevant fuers Ergebnis.

An deinem OP kommen immer 0V raus (abgesehen von Offsetspannungen).

>wie kann dann die Übertragungsfunktion richtig sein wenn dass ein
>invertierender Verstärker ist???

Eine OPamp-Schaltung kann mehrere Eingangsspannungen haben. Für die 
Eingangsspannung, die irgendwie mit dem "+" Eingang verbunden ist, 
verhält sich der Verstärker wie ein nichtinvertierender Verstärker. In 
deinem Fall wäre das "Uref(1,25V)".

Für die Eingangsspannung, die irgendwie mit dem "-" Eingang verbunden 
ist, verhält sich der Verstärker wie ein invertierender Verstärker. In 
deinem Fall wäre das "VCC".

Das spiegelt sich auch wieder in der Übertragungsfunktion: Der Term mit 
einem "+" davor kommt von der nichtinvertierenden Funktion, der Term mit 
dem "-" davor kommt von der invertierenden Funktion:

Uaus = -Vcc x R3/R1 + Uref x (1 + R3/R2 + R3/R1)

klob schrieb:
> jetzt sieht besser aus :)

Wesentlich besser aus. Du siehst das der R2 ueberhaupt keinen Einfluss 
auf das Ergebnis hat weil U1 ca 0V hat.

Das Ergebnis stimmt damit.