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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV kann Induktivität simulieren?


Autor: Malte M. (Gast)
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Guten Tag liebe Forumleser.

Ich habe die letzten Tage etwas von einer "simulierten Induktivität" 
gehört.
Diese soll durch einen OPV entstanden sein.
Kennt hierzu jemand einfach zu verstehende Beispiele, oder kann mir das 
gar einer erklären? Möglicherweise auch im Bezug auf aktive Filter?

LG Malte

Autor: Erwin D. (Gast)
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Malte M. schrieb:
> Guten Tag liebe Forumleser.
>
> Ich habe die letzten Tage etwas von einer "simulierten Induktivität"
> gehört.
> Diese soll durch einen OPV entstanden sein.
> Kennt hierzu jemand einfach zu verstehende Beispiele, oder kann mir das
> gar einer erklären? Möglicherweise auch im Bezug auf aktive Filter?
>
> LG Malte

Schau mal nach "Gyrator". Das sollte dir weiter helfen :-)

Autor: Simon (Gast)
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Das ist ja eine wirklich interessante Schaltung. Danke für die Frage (y)

Autor: Possetitjel (Gast)
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Malte M. schrieb:

> Ich habe die letzten Tage etwas von einer "simulierten
> Induktivität" gehört.
> Diese soll durch einen OPV entstanden sein.
> Kennt hierzu jemand einfach zu verstehende Beispiele, oder
> kann mir das gar einer erklären?

Der Effekt tritt bei jeder invertierenden OPV-Schaltung
am Minus-Eingang oberhalb der Eckfrequenz des OPV auf.

Die Ausgangsspannung am OPV eilt - wegen des 20db/Dekade-
Abfalles - der Eingangsspannung nach. Also ändert sich
auch der Strom durch den Rückkoppelwiderstand - das ist
gerade der Eingangsstrom der Stufe - verspätet gegenüber
der Eingangsspannung.

Andere Formulierung für denselben Sachverhalt: Am
Minus-Eingang herrscht eine virtuelle Masse. Die ist nur
dort, weil der OPV das genau so regelt. Diese Regelung
hängt aber aufgrund der Phasenverschiebung im OPV der
Eingangsspannung hinterher -- und zwar um so mehr, je
höher die Frequenz ist. Das Ausregeln der Spannungs-
schwankungen, so dass weiter virtuelle Masse herrscht,
funktioniert mit steigender Frequenz immer schlechter.

Steigende Impedanz mit steigender Frequenz ist induktives
Verhalten.

Die Größe dieser Induktivität hängt von der Eckfrequenz,
der Leerlaufverstärkung und der eingestellten Stufenverstärkung
ab. Langsame Präzisions-OPV (OP07) geben große "Induktivitäten",
schnelle HF-OPV kleine.

Autor: Burkhard K. (buks)
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Possetitjel schrieb:
> Der Effekt tritt bei jeder invertierenden OPV-Schaltung
> am Minus-Eingang oberhalb der Eckfrequenz des OPV auf.
>
> Die Ausgangsspannung am OPV eilt - wegen des 20db/Dekade-
> Abfalles - der Eingangsspannung nach.

Mir scheint hier werden Ursache und Wirkung verwechselt. Der genannte 
Verstärkungsabfall von 20 dB/Dekade bei frequenzkompensierten OpAmps 
verursacht nicht den sog. "progation delay" - mit seiner Hilfe wird 
vielmehr bei höheren Frequenzen eine Phasenverschiebung größer als 180° 
und damit eine Mitkopplung verhindert; diese Frequenzkompensation ist 
ein gängiges Designelement zahlreicher OpAmps. Die erwähnte 
Signalverzögerung dagegen geht auf die Schaltungselemente (Transistoren 
und Kapazitäten) der internen Verstärkungstufen des OpAmps zurück.

Mit der ursprünglichen Frage haben Deine Erläuterungen wenig zu tun; 
beim Gyrator geht es eben nicht um parasitäre Induktivitäten - sondern 
um ein Schaltungselement, mit dem sich mittels aktiver Bauelemente 
gezielt Induktivitäten ohne Spulen realisieren lassen.

Autor: Possetitjel (Gast)
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Burkhard K. schrieb:

> Mit der ursprünglichen Frage haben Deine Erläuterungen
> wenig zu tun; beim Gyrator geht es eben nicht um parasitäre
> Induktivitäten [...]

Bei mir auch nicht.

Hast Du meinen Beitrag überhaupt
1. genau gelesen und
2. verstanden?

Autor: Ralph B. (rberres)
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Possetitjel schrieb:
> Hast Du meinen Beitrag überhaupt
> 1. genau gelesen und
> 2. verstanden?

Habe ich.

Aber nichts gegen dich.

Es erklärt zwar prinzipiell wie der Gyratoreffekt zustande kommt, doch

der TO hat aber nach einer konkreten Schaltung gefragt, und nicht welche 
Effekte bei einen Operationsverstärker auf Grund des 
Leerlauffrequenzganges auftritt.

Ralph Berres

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