Operationsverstärker-Netzwerk: Rechteckspannung ermitteln

[OPVFrage (Gast)]

Guten Tag,

ich verzweifle beinahe an dieser Aufgabe. Die Aufgabenstellung ist sehr 
simpel: Die Spannung U_1 soll in Abhängigkeit von der Zeit gezeichnet 
werden. Die Spannungsquelle U_0 gibt einen einmaligen Rechteckimpuls von 
5V innerhalb von 10 Mikrosekunden ab. Die Operationsverstärker sind 
ideal, allerdings ist die Ausgangsspannung auf maximal + 10 V und 
minimal auf -10 V begrenzt. Die Zeitkonstante beträgt 30 Mikrosekunden.

In der Lösung geht der Spannungsimpuls U_1 am Kondensator allerdings 20 
Mikrosekunden. Ich versteh einfach nur nicht wieso ..

[Martin K. (Gast)]

Ist die Schaltung von dir oder aus dem Lehrbuch?
Wäre schön, wenn die Teile benannt wären.
Warum geht der rechte R an V+ und nicht an GND ? So möcht ich nicht der 
folgende Eingang sein. Wegen Impuls 2x V+.

[Helmut S. (helmuts)]

Schau dir das an.
LTspice installieren und simulieren.

[OPVFrage (Gast)]

Hallo Helmuts,

danke für die Simulation! Ich habe das vorhin mit PSpice ebenfalls 
gemacht und ich finde immer noch keine Antwort für das Verhalten...

[Josef (Gast)]

Du hast ein RC-Glied mit +10V und and der anderen Seite mit -10V.
Der zweite OPV schaltet wenn die Spannung an C groesser als 0V wird.

D.h. wenn die Ladungskurve an C die 50% passiert.

Die Zeitkonstante tau entspricht 63% auf der Ladungskurve.

Deshalb wird bereits nach 20us umgeschaltet.

Ua = Umax(1-exp(-t/tau))

Gruss

[OPVFrage (Gast)]

Hallo Josef,

danke für deine Antwort. Was genau meinst du damit, dass der zweite OPV 
durchschaltet, fungiert der etwa als Komparator? Und meinst du mit der 
Spannung am Kondensator U_1 oder U_2?

[OPVFrage (Gast)]

Entschuldige die blödige Frage. Du meintest sicherlich die 
Potentialdifferenz U2-U1. Aber fungiert der OPV2 nun als Komperator?

[Josef (Gast)]

Ja, der zweite OP ist ein Komparator.
( keine Rueckkopplung, volle unendliche Verstaerkung).
Ich meine die Spannung U2, Uminus am 2. OPV.

[OPVFrage (Gast)]

Dann bin ich schonmal ein kleines Stück weiter ... allerdings komm ich 
da noch nicht so hinterher. Wie stellst du denn Zusammenhang zwischen 
den 50 Prozent und den 20 us her? Glaube, dass da der Knackpunkt bei mir 
ist.

[Josef (Gast)]

Sieh dir die Kurve an:

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitkonstante

Du kanns die Formel nach t umstellen oder die Naeherungsformel
fuer 50% nehmen: 0.69*tau.

Gruss

[OPVFrage (Gast)]

Jetzt bin ich schonmal viel weiter :D

Zitat von dir:

"
Du hast ein RC-Glied mit +10V und and der anderen Seite mit -10V.
Der zweite OPV schaltet wenn die Spannung an C groesser als 0V wird.

D.h. wenn die Ladungskurve an C die 50% passiert."

Diese Schlussfolgerung ist die letzte Krux, die ich nun zu knacken habe.
Erkennst du die 50 Prozent an +10V und -10V? Diesen Zusammenhang kann 
ich noch nicht herstellen.

[OPVFrage (Gast)]

Nachdem ich mir das länger angeguckt habe, versteh ich nun, wieso der 
Kurve erst bis 0 V geht. Wieso springt dann U2 aber schlagartig auf 20 
Volt?

[Josef (Gast)]

Weil U1 von -10V nach +10V springt.
Und U2 = U1 + U_C