Hallo Alexander,
als erstes entfernen wir den Widerstand R1 aus Figure 12 a).
Im Anschaltmoment sei der Kondensator C1 ungeladen. Am
Operationsverstärker liegt an IN+ und IN- jeweils 0V und der Ausgang ist
0V (Spannungsdifferenz ist Null). Jetzt beginnt die LED zu leuchten, da
durch sie ein Strom fließt. Bisher kein Thema.
Aber gleichzeitig wird ein Strom in Sperrrichtung an der Photodiode
generiert, durch welchen der Eingang IN+ positiv und der Eingang IN-
negativ wird (Ladungstrennung durch Stromfluss). Da die
Differenzspannung am Eingang jetzt nicht mehr Null ist, wird auch der
Ausgang des OpAmp positiv. Da sich die Spannung am Ausgang ändert,
fließt jetzt ein Strom über den Kondensator C1. Und zwar genau so viel,
wie durch die Photodiode PD1 generiert wird. Die Summe des
Rückkopplungsstromes und des Photodiodenstromes ergeben Null und das
System ist ausgeregelt. Da der Verstärker seinen Ausgang ständig
nachzieht, kann auch immer ein kleiner Strom über C1 fließen.
Jetzt kommt R1 mit ins Spiel.
Wird an Vin = 0V angelegt, fließt aus dem Knotenpunkt am Eingang IN- ein
zusätzlicher Strom zum Photostrom. Dieser muss über die Rückkopplung
erzeugt werden, in dem die Spannung am Ausgang des OpAmp erhöht wird.
Dies geschieht so lange, bis die LED nahezu aus geht.
Wird an Vin = VCC angelegt, fließt ein zu der Rückkopplung zusätzlicher
Strom in den Knotenpunkt IN-. Da jetzt der zufließende Strom größer als
der abfließende Strom (Photostrom) ist, verringert der OpAmp seine
Ausgangsspannung und die LED leuchtet.
Die Sekundärseite funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Eine negative
Versorgungsspannung ist nicht notwendig.
Ich hoffe ich konnte deine Gedanken entwirren.
