Operationsverstärker / Kondensator

Nikolaj R. Gast #5107069
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Hallo,

ich habe wohl ein Verständnisproblem. Seit etwa sechs Monaten versuche 
ich mich in die Elektronik einzuarbeiten, weil ich versuchen möchte, mir 
einen Verstärker selbst zu bauen. Das ganze mache ich wie in der 
angehängten Schaltung. Ich verstehe aber leider nicht was der 
Kondensator zwischen R1 und R2 macht. Ich finde auch nichts in meinen 
Büchern zu dem Thema und online hatte ich auch kein Glück. Ich weiß nur, 
dass nichts am Ausgang ankommt, wenn ich ihn weg lasse. Aber ich kann 
mir nicht erklären, wieso. Kann mir jemand einen kurzen Crashkurs dazu 
geben?

Dankeschön

N. R.
Angehängte Dateien:
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden
kollo Gast #5107085
Lesenswert?
• ▲
▼ 
nein.
Denk Dir einfach mal alle Kondensatoren weg. Dann hast Du die Schaltung 
für Gleichspannung. Zum Beispiel hast Du dann die Verstärkung 1.

Und jetzt denk Dir mal anstatt den Kondensatoren eine Drahtbrücke. Dann 
hast Du das Verhalten für Wechselspannung.

Irgendwo bei unteren Grenzfrequenz geht dann das Verhalten (1) in das 
Verhalten (2) über.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Michael B. #5107090
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Nikolaj R. schrieb:
> Ich verstehe aber leider nicht was der
> Kondensator zwischen R1 und R2 macht

Ich befürchte, du verstehst auch den Rest nicht, sonst würdest du die 
Schaltung nicht aufbauen.

Der Kondenstaor lädt sich auf, bis die Spannung an Pin 2 der Spannung an 
Pin 3 entspricht, also ca. 6V, und zwar im Mittel.

Dann erst verstärket der IC sinnvoll im Verhältnis R1:(R1+R2), also 
1:23, und zwar höhere Spannung in noch höhere und geringere Spannungen 
in noch geringere als 6V.

Ohne den Kondensator verstärt der OpAmp die ca. 6V am Eingang auf das 
23-fache, also 138V, was er gar nicht liefern kann, er hängt also an der 
oberen Grenze fest.

Leider sind die 6V aus der 12V Betriebspannung über die beiden 47k 
Widerstände abgeleitet, und das wirkt sich DIREKT auf den Ton aus: Jede 
kleine Schwankung der Versorgungsspsunng kommt mit 11.5-facher 
Intensität am Ausgang an.

Die Bauteilauswahl ist zudem schlecht: Die 10uF am Eingang zusammen mit 
den 2 x 47k bilden eine untere Grenzfrequenz von 0.7 Hz, das ist 
untertrieben wenig, man verstärkt nur rumpeln was das Mikrophon sowieso 
nicht liefert. Selbst 20Hz wären sehr wenig, bei Mikrophonen kann man 
gut 70Hz nehmen, also 100nF statt 10uF.

Und den OPA371 kenne ich nicht und Google auch nicht.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Mark S. #5107110
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Michael B. schrieb:
> Die Bauteilauswahl ist zudem schlecht: Die 10uF am Eingang zusammen mit
> den 2 x 47k bilden eine untere Grenzfrequenz von 0.7 Hz, das ist
> untertrieben wenig, man verstärkt nur rumpeln was das Mikrophon sowieso
> nicht liefert. Selbst 20Hz wären sehr wenig, bei Mikrophonen kann man
> gut 70Hz nehmen, also 100nF statt 10uF.

Das ist zwar richtig, andererseits kann dieser überdimensionierte 
Kondensator etwaige Betriebsspannungsstörungen besser ausfiltern - bei 
hinreichend niederohmigem Quellwiderstand.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Noch einer Gast #5107216
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Das Stichwort ist "Virtuelle Masse".

Eigentlich braucht ein Operationsverstärker Masse, positive 
Versorgungsspannung und negative Versorgungsspannung.

http://www.elektro-archiv.de/Archiv/O/Operationsverstaerker/Nichtinvertierender%20Verstaerker.jpg

Damit deine Schaltung ohne negative Versorgungsspannung auskommt, bilden 
die beiden 47k Widerstände und die drei 10u Kondensatoren eine virtuelle 
Masse zwischen positiver und negativer Versorgungsspannung.

Wie Michael schon schrieb - diese Trickserei ist nicht nur schwer zu 
verstehen. Gegenüber dem "richtigen" Aufbau mit 2 Versorgungsspannungen 
sind auch die elektrischen Eigenschaften schlechter.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
HildeK Gast #5107497
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Michael B. schrieb:
> Leider sind die 6V aus der 12V Betriebspannung über die beiden 47k
> Widerstände abgeleitet, und das wirkt sich DIREKT auf den Ton aus: Jede
> kleine Schwankung der Versorgungsspsunng kommt mit 11.5-facher
> Intensität am Ausgang an.

Das ist leider so, aber man kann das natürlich einfachst verbessern:
- zwischen dem OPA VCC-Anschluss und dem 47k Widerstand baut man ein 
RC-Glied ein, z.B. 220R und 47µF. Das ergibt jedoch eine kleine 
Arbeitspunktverschiebung, die meistens nicht stört.
oder
- den Teiler aus den beiden 47k-Widerständen legt man nicht direkt auf 
den +Eingang, sondern über einen weiteren Widerstand. Am Teilerpunkt 
kommt dann ein C nach GND, das die VCC-Störungen ausfiltert. Als grobe 
Dimensionierung würde ich den Teiler aus zweimal 10k machen, den 
Widerstand vom Teilerpunkt auf +E mit 47k wählen und als C zur Filterung 
10µF nehmen. Mit dem 47k stellt man den Eingangswiderstand ein, er 
könnte natürlich auch kleiner gewählt werden.
Die Schaltung hat damit etwa 50k Eingangswiderstand und der 
Eingangskoppelkondensator könnte noch kleiner werden (siehe oben, ich 
würde aber trotzdem statt 100n etwas mehr nehmen, so dass die untere 
Grenzfrequenz nur durch R1 und dem 10µ bestimmt wird).

Der Mehraufwand in beiden Vorschlägen ist ein R und ein C.

Noch einer schrieb:
> Gegenüber dem "richtigen" Aufbau mit 2 Versorgungsspannungen
> sind auch die elektrischen Eigenschaften schlechter.

Nenne mal die Verschlechterungen. Zumindest wenn meine Maßnahmen 
eingebaut sind, sehe ich da keine für die geplante Anwendung.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Thread beobachten

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

Bestehender Account

oder

Mit Google-Account einloggen

Noch kein Account?

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren