Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Op Amp als Verstärker Frage


von Huber M. (michael_h784)


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Hallo,

ich versuche mich gerade mit Grundschaltungen von Op Amps. Und habe mir 
wie im Bild oben zu sehen,... aufs Breadboard aufgesteckt. Der 
Multivibrator soll meine Signalquelle sein, da ich keinen 
Funktionsgenerator besitze. Wenn ich einen Impendanzwandler aus dem 
OpAmp stecke, dann kommt das Signal ziemlich 1 zu 1 wieder raus. Jetzt 
wollte ich einen Invertierenden Amp testen. Jetzt kommt aber gar nichts 
raus Warum??

also beim Impendanzwandler ist die Verstärkung 1

beim Invertierenden OpAmp als Verstärker Widerstandsabhängig?

Ua = -R8/R7 * Ue

Ua = -22k/10k * 1V // mein signal nach dem Spannungsteiler

Ua = 2,2


Also müsste mir ja der OpAmp das Eingangssignal an R7 um das 2.2 fache 
verstärken oder ?
warum tut er das nicht?

ich habe einen TS912 rail to rail verwendet.

grüsse Huber

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Woher soll die negative Spannung am Ausgang kommen?

von Max M. (jens2001)


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Huber M. schrieb:
> kommt aber gar nichts
> raus

Was erwartest du denn was da "rauskommt"?

von Huber M. (michael_h784)


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Max M. schrieb:
> Was erwartest du denn was da "rauskommt"?

ca. das 2,2 fache von dem Eingangssignal

von Der Andere (Gast)


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Huber M. schrieb:
> ca. das 2,2 fache von dem Eingangssignal

Dann solltest du einen "nicht invertierenden Verstärker" aufbauen. Deine 
Op Schaltung will invertieren, kann aber nicht weil er keine negative 
Versorgung hat.

von mse2 (Gast)


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Huber M. schrieb:
> Also müsste mir ja der OpAmp das Eingangssignal an R7 um das 2.2 fache
> verstärken oder ?
> warum tut er das nicht?

Weil der P-Eingang Deines OPs auf GND liegt und das Potential des 
N-Eingangs in dieser Schaltung immer darüber liegt, sodass der Ausgang 
die ganze Zeit in der Nähe von 0V liegt.

von mse2 (Gast)


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Abhilfe: lege den P-Eingang auf V1/2 (am einfachsten über einen 
Spannungsteiler aus zwei Widerständen).

von Harald W. (wilhelms)


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Huber M. schrieb:

>> Was erwartest du denn was da "rauskommt"?
>
> ca. das 2,2 fache von dem Eingangssignal

...und woher sollen die 11V kommen, wenn Du keine
entsprechende Versorgungsspannung hast?

von Huber M. (michael_h784)


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Harald W. schrieb:
>> ca. das 2,2 fache von dem Eingangssignal
>
> ...und woher sollen die 11V kommen, wenn Du keine
> entsprechende Versorgungsspannung hast?

Versorgung ist 5V und am Eingang ca 1V.

von Der Andere (Gast)


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mse2 schrieb:
> Abhilfe: lege den P-Eingang auf V1/2 (am einfachsten über einen
> Spannungsteiler aus zwei Widerständen).

Dann verstärkt er das Rechtecksignal aber nicht von 0-1V auf 0-2.2V, 
sondern invertiert es an der Spannung 2.5V
Also wird 0V zu +5V (Sättigung)
und 1V zu 2,5-1*2.2 + 2,5 = 5V (Sättigung).

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> und 1V zu 2,5-1*2.2 + 2,5 = 5V (Sättigung).

Sorry die Rechnung muss sein (2,5-1)*2.2 + 2,5 = 5V (Sättigung)

von Michael B. (laberkopp)


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Huber M. schrieb:
> Versorgung ist 5V und am Eingang ca 1V.

UND WOHER SOLLEN DIE -2.2V KOMMEN, die du am Ausgang des invertierenden 
Verstärkers erwartest ? Mache Leute sind echt merkbefreit.

von Günter Lenz (Gast)


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Huber M. schrieb:
>beim Invertierenden OpAmp als Verstärker Widerstandsabhängig?

>Ua = -R8/R7 * Ue

Nein

Verstärkung = (R7+R8) / R7

von Huber M. (michael_h784)


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mse2 schrieb:
> Abhilfe: lege den P-Eingang auf V1/2 (am einfachsten über einen
> Spannungsteiler aus zwei Widerständen).

also das habe ich jetzt gemacht, und jetzt kommen am P+ 2.5 volt an und 
am Invertierenden 5V raus, genau wie es soll. aber ich wollte mein 
Rechtecksignal verstärken das ca. 1V hat.

Ps.: ist das am P eingang dann die Virtuelle Masse? ich dachte die wäre 
am - pin.

von Der Andere (Gast)


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Huber M. schrieb:
> aber ich wollte mein
> Rechtecksignal verstärken das ca. 1V hat.

Dann tu was man dir sagt:

Der Andere schrieb:
> Dann solltest du einen "nicht invertierenden Verstärker" aufbauen.

von Günter Lenz (Gast)


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Muß der Gleichspannungsanteil auch mit verstärkt werden?
Wenn nicht, dann schalte noch einen Kondensator am Ausgang
deines Spannungsteilers.

von Huber M. (michael_h784)


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Ok Stop, ich habe ganz ein anderes Problem. Und zwar wie ich den Op 
grundsätzlich anschliesse. Die Versorgungsspannung algemein von dem OP 
an Ub+ und Ub- . die muss ja wenn ich jetzt zb. 5V zur verfügng habe auf 
-2.5V und +2.5V auf geteilt werden oder macht das der Op selbst?

von Der Andere (Gast)


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Huber M. schrieb:
> Die Versorgungsspannung algemein von dem OP
> an Ub+ und Ub- . die muss ja wenn ich jetzt zb. 5V zur verfügng habe auf
> -2.5V und +2.5V auf geteilt werden oder macht das der Op selbst?

Der OP macht gar nichts. Das ist ein Differenzverstärker, der im 
Idealfall nur die Differenz der beiden Eingänge verstärkt.
Die Grundschaltungen beziehen sich fast immer auf symmetrische 
Spannungsversorgung zu einer Masse.

Du kannst jatzt natürlich eine künstliche Masse von 2,5V bezogen auf 
deinen 5V Masse erzeugen.
Aber dann muss diese künstliche Masse auch die Masse für dein 
Eingangssignal sein.
Und die Ausgangsspannung der OP-Schaltung bezieht sich dann auch auf 
diese Masse.
Das geht solange ganz gut wie man wechselspannungssignale verstärkeen 
will und die mit Kondensatoren gleichspannungsseitig entkoppeln kann.
Sobald du DC Signale verstärken willst musst du aufpassen.

Für dein Beispiel oben ist die Lösung ein nichtinvertierender 
Verstärker, der funktioniert auch mit einen Rail to Rail-Op und 
unipolarer Versorgung (0V-5V).

von HildeK (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Huber M. schrieb:
>>beim Invertierenden OpAmp als Verstärker Widerstandsabhängig?
>
>>Ua = -R8/R7 * Ue
>
> Nein
>
> Verstärkung = (R7+R8) / R7

Was verstehe ich an deiner Aussage nicht? Es wird doch ein 
invertierender Verstärker betrachtet! Und da stimmt, was Huber M. 
schrieb.

Huber M. schrieb:
> Die Versorgungsspannung algemein von dem OP
> an Ub+ und Ub- . die muss ja wenn ich jetzt zb. 5V zur verfügng habe auf
> -2.5V und +2.5V auf geteilt werden oder macht das der Op selbst?

Es gehen beide Varianten gleichermaßen. Der OPA weiß nichts davon, wo du 
GND definierst und es interessiert ihn auch nicht. Er will zwischen Ub+ 
und Ub- zwischen 2.7V und 16V sehen.
Nur wenn du Signale anlegst (wie ganz oben), die dann rechnerisch am 
Ausgang weniger als Ub- oder mehr als Ub+ erreichen sollen, dann macht 
er nicht mit.

von Huber M. (michael_h784)


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HildeK schrieb:
> Es wird doch ein
> invertierender Verstärker betrachtet!

Ja und bei dem würde ich auch gerne bleiben.

HildeK schrieb:
> Nur wenn du Signale anlegst (wie ganz oben), die dann rechnerisch am
> Ausgang weniger als Ub- oder mehr als Ub+ erreichen sollen, dann macht
> er nicht mit.

also die Signale können wir gerne vergessen. Ich will eigentlich nur 
einen OPA aufs Breadbord bringen. Richtig angeschlossen und dann zb. 
Rechenbeispiele usw. durcharbeiten. Und ich dachte mir, mit dem 
Multivibrator habe ich halt etwas das ich durchschicken kann. Um dann am 
Oszilloskop zu sehen ob das ungefährstimmt was ich da nachgerechnet 
habe.

jetzt bin ich total verwirrt. ich dachte die nimmt man her, weil sie so 
einfach zu beschalten sind.

von batman (Gast)


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Gibts denn noch was Einfacheres?

von Harald W. (wilhelms)


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Huber M. schrieb:

>> Es wird doch ein
>> invertierender Verstärker betrachtet!
>
> Ja und bei dem würde ich auch gerne bleiben.
>
> HildeK schrieb:
>> Nur wenn du Signale anlegst (wie ganz oben), die dann rechnerisch am
>> Ausgang weniger als Ub- oder mehr als Ub+ erreichen sollen, dann macht
>> er nicht mit.
>
> also die Signale können wir gerne vergessen. Ich will eigentlich nur
> einen OPA aufs Breadbord bringen. Richtig angeschlossen und dann zb.
> Rechenbeispiele usw. durcharbeiten.

Dann solltest Du von vornherein eine symmetrische Versorgung
von z.B. +15V und -15V vorsehen. Und dafür sorgen, das sowohl
Eingangs- wie auch Ausgangssignal +-12V nicht überschreiten.
Dann funktionieren auch die ganzen Standardschaltungen aus dem
INet ohne Probleme.

von Der Andere (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Dann solltest Du von vornherein eine symmetrische Versorgung
> von z.B. +15V und -15V vorsehen.

Vorsicht, der vom TO gewählte OP kann nur max. 18V Versorgungs und 
Eingangsspannungsdifferenz.
Also ists schon mit zwei 9V Blöcken fast zu viel.

@Hober M.
Nimm wenn möglich für solche erste Versuche einen OP der +-15V verträgt, 
und versorge ihn symmetrisch über zwei 9V Blockbatterien.
Dann kriegst du auch raus was du erwartest.

von HildeK (Gast)


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Huber M. schrieb:
> also die Signale können wir gerne vergessen. Ich will eigentlich nur
> einen OPA aufs Breadbord bringen. Richtig angeschlossen und dann zb.
> Rechenbeispiele usw. durcharbeiten.

Trotzdem sind das am Eingang Signale :-)

von Günter Lenz (Gast)


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Huber M. schrieb:
>Die Versorgungsspannung algemein von dem OP
>an Ub+ und Ub-

Wenn an Ub+ 5V anliegt  und Ub- an Masse liegt,
ist es dem OP physikalisch nicht möglich, auf Masse bezogen
eine negative Spannung auszugeben. Das müßte er aber
wenn es ein ivertierender Verstärker ist, und du eine
positive Spannung auf den Eingang gibst. Also brauchst du
für Ub- auch noch eine auf Masse bezogene negative Spannung.
Wenn der Gleichspannungsanteil nicht interessiert, dann
lege den +Eingang auf halbe Betriebsspannung und schalte
an Verstärkereingang und Ausgang einen Kondensator.
Dann funktioniert es auch mit einseitiger Betriebsspannung.

von Der Andere (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> dann
> lege den +Eingang auf halbe Betriebsspannung und schalte
> an Verstärkereingang und Ausgang einen Kondensator.

Günter, das wurde alles schon oben diskutiert. Nur mit dem Unterschied, 
daß oben gesagt wurde, daß das NUR für AC Signale geht und nicht für DC 
Signale, was du hier einfach unterschlägst.

von mse2 (Gast)


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Huber M. schrieb:
> Ich will eigentlich nur
> einen OPA aufs Breadbord bringen. Richtig angeschlossen und dann zb.
> Rechenbeispiele usw. durcharbeiten. Und ich dachte mir, mit dem
> Multivibrator habe ich halt etwas das ich durchschicken kann. Um dann am
> Oszilloskop zu sehen ob das ungefährstimmt was ich da nachgerechnet
> habe.
Wenn Du mit Verstärkerschaltungen experimentieren möchtest, dann wäre 
eine nicht-rechteckige Eingangsspannung besser geeignet. Warum? Weil ein 
Rechteck auch dann ein Rechteck bleibt, wenn Dein Verstärker übersteuert 
ist (in die Sättigung geht). Bei einem Sinus oder Dreieck würdest Du das 
am Beschnitt der Spitzen merken. Bei einem Dreieck würdest Du auch 
starke Nichtlinearitäten sehen.

von mse2 (Gast)


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Huber M. schrieb:
> jetzt bin ich total verwirrt. ich dachte die nimmt man her, weil sie so
> einfach zu beschalten sind.

Sind sie auch. Aber man muss sich auch dabei an Einsteins Regel halten:
Man solle die Dinge so einfach beschreiben (in Deinem Falle 
'beschalten') wie möglich.
Aber nicht einfacher!

Dir fehlt offenbar noch ein wenig das Grundverständnis. Das wird sich 
aber bestimmt noch einstellen nach ein wenig Lesen und Experimentieren. 
;)

von Harald W. (wilhelms)


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mse2 schrieb:

> Wenn Du mit Verstärkerschaltungen experimentieren möchtest, dann wäre
> eine nicht-rechteckige Eingangsspannung besser geeignet.

Z.B. erzeugt mit einem 1-Transistor-Phasenschieberoszillator.

von Huber M. (michael_h784)


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Guten Morgen,

so jetzt klappt es soweit. Lag an der Versorgungsspannung. Das mit dem 
Phasenschieber gefällt mir gut, werde ich im laufe des Wochenendes mal 
aufstecken.

danke für euere Hilfe

von Huber M. (michael_h784)


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Guten Morgen;

Jetzt hätte ich mal noch eine Frage zur Berechnung eines 
nichtinvertierenden Verstärkers. Habe mir dazu im Simulator zwei 
Schaltungen auf gezeichnet mit Formeln (oben Bilder) damit ich meine 
Berechnngen Simulieren kann. Jetzt finde ich es bei dem nicht 
invertierenden Verstärker, aber doch sehr umständlich, wenn ich ich zb. 
das Signal um das 1,8  Fache vertärken will bis ich mir den gewünschten 
Verstärkungsfaktor errechnet habe. geht das nicht einfacher? wie macht 
ihr das ?

Also wenn ich bei dem invertierenden Verstärker zb. 1V um den faktor 1.8 
verstärken will. Dann rechne ich einfach  R2 = R1*1,8


Wie könnte die Formel, denn bei dem nicht invertierenden Verstärker 
ausschauen. Denn mit meiner Formel (bild) brauche ich ja ewig,bis ich 
den wert herausgefunden habe, wenn ich zb. um 1,8 verstärken will.


grüsse Huber

von Der Andere (Gast)


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Huber M. schrieb:
> Wie könnte die Formel, denn bei dem nicht invertierenden Verstärker
> ausschauen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_.28Elektrometerverst.C3.A4rker.29

Hinweis: Mathe in der Schule war doch nicht umsonst. Umformungen kann 
man auch im realen Leben gebrauchen:
Aus V = 1 + R1/R2 wird durch Umformen V = (R1 + R2) / R2
und daraus
R1 = V * R2 - R2 = (V-1) * R2

von Dietrich L. (dietrichl)


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Und das nochmal in klein-klein:

In Deine Formel
1
Verstärkung = Ua/Ue = 1 + R2/R1
setzt Du den gewünschten Wert der Verstärkung ein:
1
1,8 = 1 + R2/R1
formst die Gleichung um:
1
R2/R1 = 1,8 - 1 = 0,8
Jetzt wählst Du einen Widerstand, z.B. R1 = 10kOhm und löst nach R2 auf:
1
R2 = 0,8 * 10kOhm = 8kOhm
Fertig.

von Huber M. (michael_h784)


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Alles klar derweilen, danke

von Huber M. (michael_h784)


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Guten Abend,

so jetzt klappt es langsam aber sicher mit den Operations 
verstärkern.Jetzt habe ich nochmal eine Frage. Ich hatte mir ja jetzt, 
zum testen der Verstärkung immer einen Phasenschieber oder Multivibrator 
aufgebaut. Den ich mit einem 9V Steckernetzteil betrieben habe. Ich 
möchte aber zum kurzen bzw. schnelltest vielleicht mal nur 1V über einen 
Spannungsteiler abgreifen, wenn ich das von der 
Symetrischen-Versorgungsspannung abgreife funktioniert das ja nicht, 
oder ich mache etwas verkehrt. Denn , wenn ich von  meinem labornetzteil 
die Symetrische-Versorgungsspannung zusammen brücke, dann habe ich keine 
weiteren Ausgänge mehr. Habe ich vielleicht noch irgendwelche 
möglichkeiten, wie macht ihr denn das eigentlich?

Grüsse Huber

von THOR (Gast)


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Huber M. schrieb:
> Guten Abend,
>
> so jetzt klappt es langsam aber sicher mit den Operations
> verstärkern.Jetzt habe ich nochmal eine Frage. Ich hatte mir ja jetzt,
> zum testen der Verstärkung immer einen Phasenschieber oder Multivibrator
> aufgebaut. Den ich mit einem 9V Steckernetzteil betrieben habe. Ich
> möchte aber zum kurzen bzw. schnelltest vielleicht mal nur 1V über einen
> Spannungsteiler abgreifen, wenn ich das von der
> Symetrischen-Versorgungsspannung abgreife funktioniert das ja nicht,
> oder ich mache etwas verkehrt. Denn , wenn ich von  meinem labornetzteil
> die Symetrische-Versorgungsspannung zusammen brücke, dann habe ich keine
> weiteren Ausgänge mehr. Habe ich vielleicht noch irgendwelche
> möglichkeiten, wie macht ihr denn das eigentlich?
>
> Grüsse Huber

Ich hab mir mit dem XR2206 einen Funktionsgenerator gebaut. Wenn der 
nicht reicht, bastel ich mir aufm Breadboard noch ne OPV Schaltung dazu 
(letzter Fall war: Dreieckspannung generieren für externes Triggersignal 
am Oszi).

von THOR (Gast)


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Achso, und AC natürlich immer mit Koppelkondensator, nicht...

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